光信息科學與技術專業(yè)實驗

前言

　　本書是在光信息科學與技術專業(yè)實驗（修訂本）校內講義的基礎上，經修改與擴充完成的?！　”緯鶕本┙煌ù髮W光信息科學與技術專業(yè)的知識結構特點、學校專業(yè)建設的指導精神及社會對本專業(yè)畢業(yè)生的具體要求，結合本專業(yè)理論課和北京交通大學光學方向碩士研究生培養(yǎng)方案的設置，將現(xiàn)有的實驗分為“光電子學與技術”、“激光物理與技術”、“信息光學與光信息處理”、“光電檢測技術”、“導波光學與光通信”和“光信息存儲與顯示”等六個部分，其中有近三分之一的實驗由北京交通大學從事專業(yè)教學多年的老師自主開發(fā)，反映了新的實驗技術和方法。本書介紹了相關實驗的技術發(fā)展、最新成果和展望。對于常用的光學實驗調節(jié)方法和一些專用軟件及設備的使用指南作為附錄安排在實驗內容之后，以方便使用。　　本書包含專業(yè)基礎實驗、專業(yè)實驗和設計綜合型實驗三個層次的內容，可滿足不同層次的實驗教學要求，基中“光器件實驗”、“光學三維測量系列實驗”等實驗屬于設計綜合型實驗，相對于專業(yè)基礎實驗在實驗內容、實驗系統(tǒng)設計與操作難度有所增加，目的在于訓練學生運用課堂所學知識來解決復雜問題的綜合能力。本書可作為高等學校光信息科學與技術專業(yè)實驗教材或參考書，也可作為光學或光學工程專業(yè)碩士生的現(xiàn)代光學實驗和光電子學實驗教材或參考書?！　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、張進宏、謝芳、汪家升、王健、梁春軍、王智。其中陳士謙編寫實驗1、實驗3、實驗5、實驗17～22和附錄A；范玲編寫實驗11～16和附錄B～E；吳重慶編寫實驗2和實驗29～32；張斌編寫實驗6和實驗23；趙中齡編寫實驗7和實驗10，邵雙運編寫實驗24、實驗25和附錄H～I；張進宏編寫實驗8、實驗9和附錄F～G；謝芳編寫實驗27和實驗28；汪家升編寫實驗4；王健編寫實驗26；梁春軍編寫實驗33；王智參與實驗29～32的最終修改工作；光信息科學與技術實驗室的其他老師也給本書的編寫工作提出了一些建設性意見。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?，對一些實驗理解還不夠深入，因此錯誤和缺點一定很多，敬請讀者不吝指正。

內容概要

本書根據光信息科學與技術專業(yè)學生的知識結構特點、社會對本專業(yè)畢業(yè)生的具體要求，結合本專業(yè)理論課和光學及光學工程碩士研究生培養(yǎng)方案的設置，按照“光電子學與技術”、“激光物理與技術”、“信息光學與光信息處理”、“光電檢測技術”、“導波光學與光通信”和“光信息存儲與顯示”六個專業(yè)方向編寫，其中近三分之一的實驗由北京交通大學從事專業(yè)教學多年的老師自主開發(fā)，反映了新的實驗技術和方法。書中介紹了相關實驗的技術發(fā)展、最新成果和展望，可滿足不同層次學校光信息科學與技術專業(yè)本科生及光學方向碩士研究生的實驗教學需要、具有較好的實用性?！　”緯勺鳛楦叩葘W校光信息科學與技術專業(yè)實驗教材或參考書，也可作為光學或光學工程專業(yè)碩士生的現(xiàn)代光學實驗和光電子實驗教材和參考書。

書籍目錄

第1部分　光電子學與技術實驗　實驗1　CCD驅動及輸出信號的處理　實驗2　電光效應　實驗3　聲光效應　實驗4　激光誘導等離子體發(fā)射光譜實驗第2部分　激光原理與技術實驗　　實驗5　YAG固體激光器實驗　　實驗6　激光頻率分裂與模競爭　　實驗7　He-Ne激光器諧振腔的調整及橫模觀測　實驗8　光譜法研究激光介質增益特性　實驗9　氦氖多譜線激光實驗　實驗10　Nd：YVO4激光器的調整及倍頻第3部分　信息光學與光信息處理實驗　實驗11　信息光學系統(tǒng)的工作原理及調試方法　實驗12　常用干涉儀　實驗13　全息光柵的制作　　實驗14　空間頻譜的觀察、分析及空間濾波　實驗15　光學傳遞函數(shù)測量和透鏡像質評價　實驗16　實時聯(lián)合傅里葉相關識別第4部分　光電檢測技術實驗　　實驗17　激光位移傳感器測量位移　　實驗18　用線陣CCD檢測物體的振動　實驗19　電子散斑干涉（EPI）實驗　實驗20　雙頻激光干涉儀精密測長　實驗21　雙頻激光干涉儀精密測角　實驗22　雙頻激光干涉儀測量直線度　實驗23　激光4D同時測量實驗　　實驗24　高分辨率CCD攝像系統(tǒng)圖像處理　實驗25　光學三維測量系列實驗第5部分　導波光學與光通信實驗　　實驗26　棱鏡耦合法測波導參數(shù)　　實驗27　光纖光學與半導體激光器的電光特性實驗　　實驗28　光纖傳感器　實驗29　摻鉺光纖放大器實驗　　實驗30　光纖Mach－Zehnder干涉儀的干涉實驗　　實驗31　光纖通信實驗　實驗32　光器件實驗　第6部分　光信息存儲與顯示實驗　　實驗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　空間光調制器和液晶顯示器（LCD）　附錄D　光學圖像采集處理程序　　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　諧振腔的調整　附錄H　OTDM－1光學三維測量儀　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的光電轉換和電荷轉移的雙重功能。利用時鐘控制將每一位CCD的光生電荷按順序轉移出來，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上的光學圖像變成了電信號形式的“圖像”。CCD用作攝像器件時，光從正面入射，需要用透明導電材料作為柵極，如可見光彩色攝像用SnO2電極。若讓光從CCD背面入射，光譜響應更寬，但半導體襯底必須很薄?！　CD圖像傳感器分線陣和面陣兩類，它們的結構和用途不同。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，其結構如圖1-6所示。它與圖1.3的結構不同之處，在于感光區(qū)與信號轉移區(qū)分開。感光區(qū)采用透明電極，加柵壓時進行積分，光積分之后控制轉移柵，將所有感光區(qū)積累電荷同時轉移到與感光區(qū)并排的轉移區(qū)。轉移區(qū)為普通CCD結構，在轉移溝道上加一層不透光覆蓋物，以避免轉移過程中的附加光積分，從而有效消除了簡單結構的圖像信號失真或模糊現(xiàn)象（拖影）。

圖書封面

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