《光电探测技术》

绪论1

第一章光探测器的物理基础4

光电效应和热效应4

光电效应4

热效应9

光-电转换的基本规律12

光-电转换过程的简单描述13

光-电转换过程的半经典理论13

探方式17

光探测器的特性参数17

第二章光电子计数统计与光探测器噪声24

光电子计数统计24

光电子计数统计特性24

光电子计数变量K的数字特征26

量子效率η27

单色点探测27

光电变换过程的统计分析28

光电探测输出过程——散粒噪声过程28

理想光探测器的输出光电流及噪声31

噪声的性质及其谱密度32

噪声的统计特性33

噪声功率谱密度33

噪声相关性35

光探测器噪声36

散粒噪声36

热噪声37

产生-复合噪声39

温度噪声40

电流噪声（1/f噪声）41

第三章光电子发射探测器43

光电子发射43

金属的光电子发射43

半导体的光电子发射44

实用光电阴极46

负电子亲和势（NEA）光电阴极47

光电二极管48

真空光电二极管48

充气光电二极管49

光电倍增管49

光电倍增管的工作原理49

倍增极53

光电倍增管的基本特性54

光电倍增管的供电电路57

应用举例60

闪烁计数器电路60

薄膜测量电路61

光电显微镜变换电路61

第四章光电导探测器63

单晶光电导探测器的工作原理63

光电导探测器的光电流63

光电导探测器的等效电路65

光电导探测器的噪声66

光电导探测器的性能参数67

响应率67

光谱特性67

探测率68

温度特性69

频率响应及响应时间69

实用光电导探测器70

单晶光电导探测器71

多晶光电导探测器75

第五章光伏探测器79

光伏探测器的工作原理79

光照下理想p-n结方程及特性曲线79

光伏探测器的等效电路80

光伏探测器的噪声81

光伏探测器的性能参数82

响应率82

探测率83

光谱特性83

频率响应及响应时间84

温度特性85

常用光伏探测器85

光电池86

光电二极管88

PIN光电二极管90

雪崩光电二极管（APD）92

光电三极管95

碲镉汞、碲锡铅红外光伏探测器97

红外电荷耦合器件（CCD）98

其它光伏探测器101

第六章热探测器105

热探测器的一般原理105

热探测器的热回路105

热探器的最小可探测功率106

热释电探测器107

热释电探测器的工作原理107

热释电探测器的特性108

几种常用的热释电探测111

热释电探测器的应用113

测辐射热电偶和热电堆113

测辐射热电偶的工作原理113

测辐射热电偶的特性114

测辐射热电堆116

测辐射热计116

热敏电阻测辐射热计的工作原理116

敏热电阻测辐射热计的特性119

其它类型的热探测器122

第七章光探测器的偏置与放大124

放大器噪声124

放大器En-In噪声模型124

放大器噪声系数125

最佳源电阻Rsopt127

光探测器的偏置127

光探测器的偏置128

几种常用的偏置电路128

光探测器的前置放大器131

光探测器前置放大器特点131

前置放大器的设计原则和步骤131

光探测器几种典型的前置放大器132

常用光探测器偏置与放大举例134

光电导探测器偏置与放大134

光伏探测器偏置与放大135

热释电探测器阻抗变换与放大136

第八章直接探测方法138

直接探测的本原理138

光探测器的平方律特性138

直接探测系统的信噪比139

直接探测系统的NEP140

光探测器的内增益对直接探测系统性能的影响141

强度调制的副载波直接探测系统143

AM/IM系统144

FM/IM系统145

直接探测系统146

模拟信号直接探测系统146

数字信号直接探测系统149

第九章光外差探测方法154

光外差探测的基本原理154

基本原理154

光外差探测的信噪比和噪声等效功率NEP157

光外差探测的空间条件和频率条件162

光外差探测的空间条件162

用聚焦透镜降低空间准直要求164

光外差探测的频率条件165

光零差探测166

光零差探测的基本原理166

光零差测的信噪比和最小可探测功率166

三频光外差探测167

三频光外探测的基本原理168

三频光外差探测的信噪比和最小可探测功率169

光通道对光外差探测的影响171

大气湍流对光外差探测的影响171

信号光与本振光的偏振匹配172

光外差探测技术的应用174

CO2激光外差通信系统174

外差探测激光雷达176

相干光纤通信系统178

相位型光纤传感器181

第十章微弱信号检测技术183

探测系统的实际灵敏度及等效噪声带宽183

相关检测原理185

相关函数185

相关检测187

锁定放大器189

锁定放大器的工作原理190

锁定放大器主要参数191

取样积分器193

取样积分器的工作原理193

取样积分器的主要参数197

单光子计数器200

光电倍增管的输出信号及噪声电平谱200

光子计数器的工作原理201

考参文献204