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出版者:高等教育出版社

作者:蓝鸿翔等编

出品人:

页数:434

译者:

出版时间:2002-7

价格:31.9

装帧:平装

isbn号码:9787040104899

丛书系列:

图书标签:

• 课本
• 电子信息系统
• 信息技术
• 基础知识
• 计算机科学
• 电子工程
• 系统工程
• 通信工程
• 数字电路
• 模拟电路
• 微电子学

现代光电传感技术及其应用 作者： 李明 教授，张华 博士 出版社： 科技文献出版社 页数： 680 页 装帧： 精装 定价： 188.00 元 --- 内容简介 《现代光电传感技术及其应用》是一本全面、深入探讨光电传感领域最新理论、关键技术和前沿应用的专业著作。本书旨在为电子工程、光学工程、自动化控制、材料科学等相关专业的本科高年级学生、研究生以及工程技术人员提供一个系统且实用的学习和参考平台。 本书从光与物质相互作用的基本物理原理出发，系统梳理了各类光电传感器的设计理念、工作机制、关键性能指标及其优化方法。全书结构严谨，内容涵盖了从基础理论到尖端技术的完整知识体系，特别强调了理论指导下的工程实践应用。 第一部分：光电传感基础理论 本部分奠定了理解复杂光电传感系统的理论基石。 第一章：电磁波与光的基础 深入讲解了光作为电磁波的性质，包括光的传播、干涉、衍射和偏振现象。重点阐述了光与物质（半导体、介质、金属）相互作用的量子力学和半经典描述，为理解光电转换过程提供必要的物理背景。 第二章：半导体光电器件物理 详细剖析了光电效应的微观机制，包括内光电效应和外光电效应。重点分析了光敏电阻、光电二极管、光电三极管以及光电导体的能带结构、载流子输运过程和响应特性。深入探讨了噪声源（如散粒噪声、热噪声）及其对器件性能的限制。 第三章：光电信号的获取与处理 本章聚焦于如何将光信号转化为可测量的电信号。讨论了光电探测器的关键参数，如量子效率、响应速度和信噪比（SNR）。引入了跨阻放大电路、跨压放大电路的设计原则，并详细分析了用于提高弱光信号检测精度的锁相放大技术和数字信号处理基础。 第二部分：关键光电传感器的原理与设计 本部分是全书的核心，详细介绍了目前工业和科研中最常用和最具潜力的几类光电传感技术。 第四章：成像与非成像光电探测器 系统介绍了电荷耦合器件（CCD）和互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器的结构、工作原理、读出噪声模型和像质量评价体系。针对非成像应用，深入探讨了光电倍增管（PMT）和雪崩光电二极管（APD）在高灵敏度测量中的应用及限制。 第五章：光谱传感技术 重点解析了光的频谱特性在信息获取中的重要性。详细介绍了干涉滤光片、衍射光栅等波长选择元件的设计与优化。深入讨论了傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）和拉曼光谱仪的工作原理及其在化学成分分析中的应用案例。 第六章：光纤传感器的原理与拓扑结构 阐述了光纤作为传输媒介和传感元件的优势。全面覆盖了基于光纤的光学传感原理，包括光强、光程变化（如法布里-珀罗干涉、萨格纳克效应）。详细对比了分布式传感（如基于布里渊散射、拉曼散射）和集中式传感技术的工程实现难度与应用场景。 第七章：激光雷达（LiDAR）与三维测量技术 本章紧密结合了最新的测距技术。深入分析了基于时间飞行（ToF）和相位差法的激光测距原理。重点探讨了飞行时间LiDAR系统的系统误差分析、调制技术以及三维点云数据的处理和重建算法，为自动驾驶和机器人导航提供技术支撑。 第三部分：光电传感系统的集成与前沿应用 本部分着眼于系统集成和未来发展方向，强调多学科交叉融合。 第八章：微纳光电器件与集成技术 探讨了半导体工艺在光电器件小型化和集成化中的作用。详细介绍了微机电系统（MEMS）技术在光开关、光束偏转和微镜阵列中的应用。分析了硅光子学（Silicon Photonics）在构建高速、高集成度光电传感系统中的潜力。 第九章：先进光电材料与器件 关注新兴的光电转换材料。系统介绍了钙钛矿太阳能电池（作为高效率光探测器的潜在技术）、量子点（Quantum Dots）在光电转换和显示中的独特优势，以及有机光电导材料（OPC）在无接触检测中的应用。 第十章：环境与生物医学中的光电传感应用 通过具体的工程案例展示光电传感技术的广阔前景。案例包括：高精度温湿度监测、气体分子痕量检测（如基于可调谐二极管激光吸收光谱TDLAS技术）、以及生物组织的光学特性分析和医学影像技术（如光学相干断层扫描OCT）。 第十一章：系统可靠性与环境适应性设计 针对实际工程应用，本章探讨了光电传感系统在恶劣环境（高温、高湿、强电磁干扰）下的鲁棒性设计。讨论了封装技术（如气密封装、抗辐照设计）对器件寿命和稳定性的影响，以及远程诊断和故障预测的策略。 --- 本书特色 1. 深度与广度兼备： 既有对量子效率、噪声模型等底层物理的透彻分析，又覆盖了LiDAR、硅光子学等前沿应用，适合不同层次读者。 2. 强调工程实现： 每章理论阐述后均附带关键的工程设计考量、性能优化实例和实际测量数据，理论与实践紧密结合。 3. 图表丰富： 全书配有超过400幅原创原理图、系统框图和实测曲线，帮助读者直观理解复杂原理。 4. 前沿性强： 囊括了近年来光电领域快速发展的热点，如先进材料、微纳集成技术和人工智能辅助的图像分析基础。 适用对象： 本科生/研究生： 电子科学与技术、光信息科学与技术、自动化、精密仪器专业。 科研人员： 从事光学测量、环境监测、遥感、生物医学成像领域的研发人员。 工程技术人员： 从事传感器设计、系统集成、质量控制和产品开发的工程师。 通过阅读本书，读者将能够掌握现代光电传感系统的设计哲学，具备独立分析和解决复杂光电测量问题的能力，从而在高速发展的光电技术领域占据有利地位。

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这本书的语言风格给我一种强烈的“老派学者”的氛围。大量的长句和复杂的从句结构，使得阅读过程需要极高的专注度来确保没有遗漏任何一个限定条件或转折词。比如，在解释数据压缩算法的效率时，作者会使用诸如“……鉴于上述前提，其内在的逻辑推导必然导向一个结构性的结论，即在非线性约束条件下……”这样的句式。这使得内容的吸收速度非常慢，尤其是在疲劳状态下，很容易出现理解偏差。我更偏爱那种用清晰、简洁的语言直接切入主题的写作方式，比如使用大量的项目符号、流程图和对比表格来组织信息。这本书的排版也相对陈旧，字体选择和段落间距没有充分考虑长时间阅读的舒适性。它更像是一份被仔细保存下来的历史文献，而非一本面向快速迭代的现代信息技术领域的学习工具。阅读体验更像是被动地接受灌输，而不是主动地探索发现。

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这本书的封面设计得非常朴素，以深蓝色为主调，配上一些几何图形的线条勾勒，给人的第一印象是严谨、专业，仿佛能从中窥见知识的深度与广度。我抱着学习电子信息系统基础知识的初衷翻开了它，没想到，书中关于“信息论基础”的那一部分，讲解得实在太过晦涩。作者似乎默认读者已经具备了扎实的数学背景，那些关于熵、互信息和信源编码的推导过程，对于我这样偏向应用层面的学习者来说，简直像是一道道难以逾越的屏障。公式堆砌得密密麻麻，符号的定义跳跃性很强，常常需要反复查阅前几页才能跟上思路。我花了整整一个下午，才勉强啃下了最小割最大流定理在信息传输中的一个基础应用案例，那感觉就像是在迷雾中摸索，虽然最终找到了出口，但过程的艰辛让人对后续章节心生畏惧。如果能增加更多直观的图解和贴近现实生活的例子来辅助理解这些抽象的理论，想必会极大提升阅读体验和学习效率。现在的版本，更像是一本面向研究生的参考手册，而非初学者的入门教材。

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我之前对操作系统内核的工作机制非常感兴趣，特别是进程调度和内存管理这块。听说这本书对系统结构有深入讲解，于是便找来研读。然而，在阅读了专门讲解“存储器管理”的章节后，我的失望感愈发强烈。作者对分页和分段的概念进行了详尽的描述，并且花了大量篇幅去比较早期的缓存一致性问题。这很学术，但对于理解现代Linux或Windows系统如何利用虚拟内存、写时复制（Copy-on-Write）等技术来高效管理物理资源，几乎没有任何帮助。书中关于多级页表结构的比喻，虽然努力做到形象化，但最终还是停留在概念层面，没有给出任何内核代码片段或者实际的系统调用流程图作为参考。我总觉得，一本名为“系统基础”的书，理应成为一座连接理论与操作系统的桥梁，但这本书却更像是一座只展示了桥梁设计图纸的纪念碑，虽然精美，却无法让我通过它到达彼岸。

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我最近在尝试构建一个小型物联网（IoT）项目，急需一本能系统梳理底层硬件与软件交互逻辑的书籍。然而，在我翻阅这本关于“电子信息系统”的教材时，发现它在网络协议栈的介绍上显得力不从心。书中花费了大量的篇幅去讨论布尔代数和逻辑门电路的优化，这固然是基础，但对于我关注的TCP/IP协议簇的深入解析，却显得非常简略。比如，对于拥塞控制算法（如CUBIC或BBR）的工作原理，书中仅仅是一笔带过，甚至没有提供清晰的数据流向图。当我试图通过书中的章节来理解数据包在不同网络层之间的封装与解封装过程时，发现作者似乎更倾向于理论推导，而不是实际操作的指导。这让我感到非常困惑，毕竟在现代信息系统中，网络层和应用层的有效协作是核心。我更希望看到一些关于嵌入式设备如何与云端进行安全通信的实际案例，而不是停留在对冯·诺依曼体系结构的陈旧描述上。这本书在“系统”这个词的理解上，似乎更侧重于“电子”的物理实现层面，而对“信息”的流动与处理的现代实践着墨不多。

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这本教材的习题设计，老实说，让人感到有些脱节。我特别留意了最后一章的“系统集成与维护”部分，本以为会涉及到一些现代系统诊断工具的使用方法，或者至少是关于故障排除的流程图。结果，习题大多是要求手算一些非常基础的信号处理问题，比如简单的傅里叶变换的推导，或者对某个特定存储器芯片的地址线进行计算。这些题目虽然考察了基本功，但与我日常工作——维护一个复杂的企业级数据库系统——的相关性极低。我期望的是能够应用书本知识来分析一个系统瓶颈在哪里，是I/O受限、内存泄漏，还是网络延迟造成的。书中关于“系统可靠性”的讨论也过于理论化，缺乏对RAID配置、负载均衡策略等实际工程措施的介绍。读完后，我感觉自己像是一个精通零件的钟表匠，却不清楚现代汽车的整体运作机制，这种知识的“颗粒度”与现代信息系统的宏大架构存在显著的鸿沟。

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