光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)

前言

　　本書是在光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)（修訂本）校內(nèi)講義的基礎(chǔ)上，經(jīng)修改與擴(kuò)充完成的?！　”緯鶕?jù)北京交通大學(xué)光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、學(xué)校專業(yè)建設(shè)的指導(dǎo)精神及社會對本專業(yè)畢業(yè)生的具體要求，結(jié)合本專業(yè)理論課和北京交通大學(xué)光學(xué)方向碩士研究生培養(yǎng)方案的設(shè)置，將現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)分為“光電子學(xué)與技術(shù)”、“激光物理與技術(shù)”、“信息光學(xué)與光信息處理”、“光電檢測技術(shù)”、“導(dǎo)波光學(xué)與光通信”和“光信息存儲與顯示”等六個(gè)部分，其中有近三分之一的實(shí)驗(yàn)由北京交通大學(xué)從事專業(yè)教學(xué)多年的老師自主開發(fā)，反映了新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法。本書介紹了相關(guān)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)發(fā)展、最新成果和展望。對于常用的光學(xué)實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)方法和一些專用軟件及設(shè)備的使用指南作為附錄安排在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之后，以方便使用?！　”緯瑢I(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)綜合型實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次的內(nèi)容，可滿足不同層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求，基中“光器件實(shí)驗(yàn)”、“光學(xué)三維測量系列實(shí)驗(yàn)”等實(shí)驗(yàn)屬于設(shè)計(jì)綜合型實(shí)驗(yàn)，相對于專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與操作難度有所增加，目的在于訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用課堂所學(xué)知識來解決復(fù)雜問題的綜合能力。本書可作為高等學(xué)校光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教材或參考書，也可作為光學(xué)或光學(xué)工程專業(yè)碩士生的現(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn)和光電子學(xué)實(shí)驗(yàn)教材或參考書?！　⒓颖緯帉懝ぷ鞯睦蠋熡嘘愂恐t、范玲、吳重慶、張斌、趙中齡、邵雙運(yùn)、張進(jìn)宏、謝芳、汪家升、王健、梁春軍、王智。其中陳士謙編寫實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)3、實(shí)驗(yàn)5、實(shí)驗(yàn)17～22和附錄A；范玲編寫實(shí)驗(yàn)11～16和附錄B～E；吳重慶編寫實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)29～32；張斌編寫實(shí)驗(yàn)6和實(shí)驗(yàn)23；趙中齡編寫實(shí)驗(yàn)7和實(shí)驗(yàn)10，邵雙運(yùn)編寫實(shí)驗(yàn)24、實(shí)驗(yàn)25和附錄H～I(xiàn)；張進(jìn)宏編寫實(shí)驗(yàn)8、實(shí)驗(yàn)9和附錄F～G；謝芳編寫實(shí)驗(yàn)27和實(shí)驗(yàn)28；汪家升編寫實(shí)驗(yàn)4；王健編寫實(shí)驗(yàn)26；梁春軍編寫實(shí)驗(yàn)33；王智參與實(shí)驗(yàn)29～32的最終修改工作；光信息科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的其他老師也給本書的編寫工作提出了一些建設(shè)性意見。李文博教授審閱了書稿并提出了寶貴的意見?！　∮捎诰幷咚接邢蓿瑢σ恍?shí)驗(yàn)理解還不夠深入，因此錯(cuò)誤和缺點(diǎn)一定很多，敬請讀者不吝指正。

內(nèi)容概要

本書根據(jù)光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、社會對本專業(yè)畢業(yè)生的具體要求，結(jié)合本專業(yè)理論課和光學(xué)及光學(xué)工程碩士研究生培養(yǎng)方案的設(shè)置，按照“光電子學(xué)與技術(shù)”、“激光物理與技術(shù)”、“信息光學(xué)與光信息處理”、“光電檢測技術(shù)”、“導(dǎo)波光學(xué)與光通信”和“光信息存儲與顯示”六個(gè)專業(yè)方向編寫，其中近三分之一的實(shí)驗(yàn)由北京交通大學(xué)從事專業(yè)教學(xué)多年的老師自主開發(fā)，反映了新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法。書中介紹了相關(guān)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)發(fā)展、最新成果和展望，可滿足不同層次學(xué)校光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生及光學(xué)方向碩士研究生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要、具有較好的實(shí)用性。　　本書可作為高等學(xué)校光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教材或參考書，也可作為光學(xué)或光學(xué)工程專業(yè)碩士生的現(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn)和光電子實(shí)驗(yàn)教材和參考書。

書籍目錄

第1部分　光電子學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)1　CCD驅(qū)動及輸出信號的處理　實(shí)驗(yàn)2　電光效應(yīng)　實(shí)驗(yàn)3　聲光效應(yīng)　實(shí)驗(yàn)4　激光誘導(dǎo)等離子體發(fā)射光譜實(shí)驗(yàn)第2部分　激光原理與技術(shù)實(shí)驗(yàn)　　實(shí)驗(yàn)5　YAG固體激光器實(shí)驗(yàn)　　實(shí)驗(yàn)6　激光頻率分裂與模競爭　　實(shí)驗(yàn)7　He-Ne激光器諧振腔的調(diào)整及橫模觀測　實(shí)驗(yàn)8　光譜法研究激光介質(zhì)增益特性　實(shí)驗(yàn)9　氦氖多譜線激光實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)10　Nd：YVO4激光器的調(diào)整及倍頻第3部分　信息光學(xué)與光信息處理實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)11　信息光學(xué)系統(tǒng)的工作原理及調(diào)試方法　實(shí)驗(yàn)12　常用干涉儀　實(shí)驗(yàn)13　全息光柵的制作　　實(shí)驗(yàn)14　空間頻譜的觀察、分析及空間濾波　實(shí)驗(yàn)15　光學(xué)傳遞函數(shù)測量和透鏡像質(zhì)評價(jià)　實(shí)驗(yàn)16　實(shí)時(shí)聯(lián)合傅里葉相關(guān)識別第4部分　光電檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)　　實(shí)驗(yàn)17　激光位移傳感器測量位移　　實(shí)驗(yàn)18　用線陣CCD檢測物體的振動　實(shí)驗(yàn)19　電子散斑干涉（EPI）實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)20　雙頻激光干涉儀精密測長　實(shí)驗(yàn)21　雙頻激光干涉儀精密測角　實(shí)驗(yàn)22　雙頻激光干涉儀測量直線度　實(shí)驗(yàn)23　激光4D同時(shí)測量實(shí)驗(yàn)　　實(shí)驗(yàn)24　高分辨率CCD攝像系統(tǒng)圖像處理　實(shí)驗(yàn)25　光學(xué)三維測量系列實(shí)驗(yàn)第5部分　導(dǎo)波光學(xué)與光通信實(shí)驗(yàn)　　實(shí)驗(yàn)26　棱鏡耦合法測波導(dǎo)參數(shù)　　實(shí)驗(yàn)27　光纖光學(xué)與半導(dǎo)體激光器的電光特性實(shí)驗(yàn)　　實(shí)驗(yàn)28　光纖傳感器　實(shí)驗(yàn)29　摻鉺光纖放大器實(shí)驗(yàn)　　實(shí)驗(yàn)30　光纖Mach－Zehnder干涉儀的干涉實(shí)驗(yàn)　　實(shí)驗(yàn)31　光纖通信實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)32　光器件實(shí)驗(yàn)　第6部分　光信息存儲與顯示實(shí)驗(yàn)　　實(shí)驗(yàn)33　信息顯示（LED）原理附錄　　附錄A　雙頻激光干涉儀　附錄B　激光功率/能量測試儀使用說明　附錄C　空間光調(diào)制器和液晶顯示器（LCD）　附錄D　光學(xué)圖像采集處理程序　　附錄E　MTF測量系統(tǒng)軟件說明　附錄F　掃描干涉儀原理　附錄G　諧振腔的調(diào)整　附錄H　OTDM－1光學(xué)三維測量儀　附錄I　三維測量儀采集軟件使用說明

章節(jié)摘錄

　　1.3.3 CCD圖像傳感原理　　CCD圖像傳感是利用CCD的光電轉(zhuǎn)換和電荷轉(zhuǎn)移的雙重功能。利用時(shí)鐘控制將每一位CCD的光生電荷按順序轉(zhuǎn)移出來，分別在同一電路上輸出幅度與各光生電荷包成正比的電脈沖序列，從而把照射在CCD上的光學(xué)圖像變成了電信號形式的“圖像”。CCD用作攝像器件時(shí)，光從正面入射，需要用透明導(dǎo)電材料作為柵極，如可見光彩色攝像用SnO2電極。若讓光從CCD背面入射，光譜響應(yīng)更寬，但半導(dǎo)體襯底必須很薄?！　CD圖像傳感器分線陣和面陣兩類，它們的結(jié)構(gòu)和用途不同。線陣攝像器件是將CCD的每一位集成在一條直線上，以三相CCD為例，其結(jié)構(gòu)如圖1-6所示。它與圖1.3的結(jié)構(gòu)不同之處，在于感光區(qū)與信號轉(zhuǎn)移區(qū)分開。感光區(qū)采用透明電極，加?xùn)艍簳r(shí)進(jìn)行積分，光積分之后控制轉(zhuǎn)移柵，將所有感光區(qū)積累電荷同時(shí)轉(zhuǎn)移到與感光區(qū)并排的轉(zhuǎn)移區(qū)。轉(zhuǎn)移區(qū)為普通CCD結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)移溝道上加一層不透光覆蓋物，以避免轉(zhuǎn)移過程中的附加光積分，從而有效消除了簡單結(jié)構(gòu)的圖像信號失真或模糊現(xiàn)象（拖影）。

圖書封面

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