Optical Sensors pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Springer

作者:Narayanaswamy, Ramaier/ Wolfbeis, Otto S. (EDT)/ Narayanaswamy, Ramaier (EDT)/ Wolfbeis, Otto S.

出品人:

页数:423

译者:

出版时间:2004-1-12

价格:USD 229.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9783540408864

丛书系列:

图书标签:

光学传感器
传感器技术
光电探测
光纤传感器
生物传感
工业自动化
精密测量
光学工程
检测技术
仪器仪表

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到图书目录大全

book.wenda123.org

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

具体描述

Optical sensor technology has reached a level of technological maturity that makes it a promising candidate for applications to specific sensing challenges including those in environmental monitoring, in process control (particularly in biotechnology), in clinical assays where low-cost one-way sensing elements are needed, and in other areas. Optical sensors can be used as fiber optic microsensors, as planar coatings in bioreactors, in microtiterplate format, in disposable single-shot devices, and as planar membranes that can be imaged using sensitive cameras. The spectral range extends from the UV to the infrared, and from absorption to emission and to surface plasmon resonance. Hence, a variety of schemes are conceivable, and this first volume of the Springer Series on Chemical Sensors and Biosensors gives a state-of-the-art description of this highly sophisticated but very promising technology.

光电传感技术与应用：从基础原理到前沿实践本书旨在为读者提供一个全面而深入的、聚焦于光电传感技术核心原理、关键技术及其广泛应用的参考指南。本书内容严格围绕光与物质相互作用的基础物理学原理展开，重点阐述如何利用这些原理设计、制造和优化各类高性能光电传感器件。全书结构严谨，逻辑清晰，力求在理论深度与工程实践之间取得完美平衡。 --- 第一部分：光电传感基础理论本部分奠定了理解光电传感器工作机制的必要物理学和数学基础。我们首先回顾电磁波理论在可见光、红外光及紫外光波段的特性，并深入探讨光与半导体、介质及目标物体之间的相互作用机制，包括吸收、发射、散射、折射和衍射现象。 1.1 光与物质的相互作用：详细分析了光子与电子的能级跃迁过程，这是所有光电器件工作的基础。内容涵盖了光电导效应、光伏效应、光致发光（荧光与磷光）的量子力学描述。 1.2 传感器性能指标的量化：严格定义和推导了光电传感器的核心性能参数，包括灵敏度、分辨率、响应时间、噪声等效功率（NEP）、动态范围以及量子效率（QE）。这些指标的理解和精确计算是后续设计优化的关键。 1.3 信号获取与预处理：阐述了从光信号转换为电信号的转导过程，重点介绍了不同类型光电探测器的内部结构、工作模式（如雪崩光电二极管APDs、光电倍增管PMTs、CMOS/CCD成像器件）及其各自的优缺点。同时，深入探讨了放大电路、滤波技术（模拟与数字）在降噪和信号增强中的应用。 --- 第二部分：关键光电器件与集成技术本部分专注于构成现代光电传感系统的核心元件的结构、工作原理及制造工艺。 2.1 常用光电探测器深度解析：半导体光电二极管（PDs）：详细介绍了PIN结构、肖特基结构及其在光通信和光功率监测中的应用。重点分析了材料选择（如硅、锗、InGaAs）对光谱响应范围的影响。热释电和光致阻力传感器：讨论了基于热辐射测量和材料电阻变化的传感原理，特别是在非接触式温度测量中的应用。成像传感器：对CCD和CMOS成像技术进行了对比分析，包括像素结构、电荷转移机制、全局快门与卷帘快门效应的分析。 2.2 光源技术在传感中的应用：考察了用于传感的各种光源，包括LED、激光二极管（LDs，如VCSELs）、光纤光源。重点讨论了光源的耦合效率、光束质量（M²因子）以及功率稳定性对测量结果的影响。 2.3 微纳光电子集成技术：探讨了将光学元件（如波导、微透镜阵列）与电子电路集成到同一衬底上的技术趋势。内容涉及光子集成电路（PICs）在减小传感器尺寸、提高抗干扰能力方面的最新进展。 --- 第三部分：经典光电传感系统构建本部分将理论与实践相结合，系统地介绍了构建成熟光电传感系统的设计流程和关键技术。 3.1 光学系统设计原理：详细讲解了透镜成像原理、物像关系、光阑和视场角的确定。重点讨论了如何通过选择合适的反射镜、分束器和滤光片来构建高效的光路系统，以适应特定的测量需求（如耦合损耗最小化）。 3.2 调制与解调技术：在高信噪比要求高的应用中，信号的调制至关重要。本章深入剖析了直接调制、外调制（如电光调制器EOM、声光调制器AOM）的原理与应用，以及相干检测、锁相放大等先进解调技术，以实现对微弱信号的精确捕获。 3.3 基于光纤的光学传感：专注于光纤作为传输媒介和传感元件的应用。内容包括光纤布拉格光栅（FBG）传感器的工作原理、分布式传感技术（如OTDR、白光干涉）在结构健康监测中的应用。 --- 第四部分：光电传感器的前沿应用与挑战本部分聚焦于当前光电传感技术在不同工程领域的最前沿发展，并讨论了面向未来的技术挑战。 4.1 机器视觉与三维感知：深入分析了结构光、ToF（Time-of-Flight）成像技术在实时三维重建中的工作流程。讨论了深度图的噪声处理、点云数据的配准与语义分割算法在工业检测和自动驾驶中的实际部署。 4.2 生物医学成像与传感：介绍了高分辨率显微成像技术，如共聚焦显微镜、双光子显微镜中的光电探测方案。讨论了利用表面等离子体共振（SPR）和生物荧光标记技术进行分子和细胞水平的定量检测。 4.3 环境与工业过程监测：涵盖了激光雷达（LiDAR）在高精度测距中的应用，气体痕量分析（如NDIR技术）中红外传感器的优化，以及在线污染物监测中光谱技术对光信号的依赖性。 4.4 噪声抑制与抗干扰策略：探讨了实际工程中面临的系统性误差来源，包括热漂移、环境光干扰和电磁兼容性（EMC）问题。提出了通过先进的数字信号处理（DSP）和自适应算法来提升复杂环境下传感器鲁棒性的实用方法。总结：本书为读者提供了一个从光电效应的微观机制到宏观系统集成的完整知识体系。它不仅阐述了现有技术的原理，更引导读者思考如何利用光与物质的深刻联系，设计出下一代更快速、更灵敏、更智能的光电传感解决方案。