具体描述
《检测与传感器应用技术》以各种常用传感器的应用技术为主线安排内容，全书共分为15章，第1章介绍检测与传感器技术的基础知识、基本概念；第2章～第13章分别介绍电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、霍尔式传感器、光电式传感器、热电式传感器、数字式传感器、光纤传感器、红外传感器、超声波传感器、核辐射传感器的工作原理、性能、测量电路及典型应用；第14章介绍典型检测系统；第15章以表格形式列出《检测与传感器应用技术》各种传感器分类、性能、应用关系，力求帮助教师、学生和读者建立一个清晰合理的知识结构体系，便于学生学习与掌握。《检测与传感器应用技术》所设实训项目可帮助学生提高操作技能。
《检测与传感器应用技术》根据高职高专教育的特点，以职业技能培养为目标精选教学内容。理论知识以必需、够用为度，以基本概念、实际应用为重点。注重反映传感器及检测技术领域内的新技术、新成果的应用。本着理论与实践相交融的思路，在介绍理论知识的同时，嵌入实际应用内容。
《检测与传感器应用技术》适合于高职高专院校应用电子、工业自动化、测控技术与仪器、机电一体化等专业学生使用，也可作为相关专业工程技术人员的参考书。
《光学成像原理与实践》 一、 核心内容概述 《光学成像原理与实践》是一本深度探讨光学成像系统设计、构建与应用的专业著作。本书旨在为读者提供一套系统、全面的理论框架和实践指导，使其能够深入理解各类光学成像的本质，掌握从基础光学元件到复杂成像系统的设计流程，并能在实际应用中灵活运用所学知识解决工程问题。全书围绕“成像”这一核心概念，层层递进，从光学基础理论出发，逐步深入到成像系统的具体设计、关键技术及其在诸多领域的实际应用。 二、 章节详细内容解读 第一章：光学基础与成像定律 本章是全书的基石，首先回顾了光的波动性与粒子性，重点讲解了惠更斯原理、菲涅耳衍射以及夫琅禾费衍射等基础衍射理论，为理解光学成像过程中的分辨率极限和成像细节奠定理论基础。随后，详细阐述了折射与反射定律，介绍了几何光学中的基本概念，如光线、物点、像点、焦距、放大率等。特别地，本章深入剖析了高斯成像理论，讲解了透镜成像的二次成像公式，以及各种成像器件（如球面透镜、柱面透镜、平面反射镜、球面反射镜）的光学特性。在此基础上，引入了成像的基本定律，如像差的产生根源及其对成像质量的影响，为后续章节的深入讨论打下铺垫。 第二章：成像系统的组成与光学设计 本章聚焦于成像系统的具体构成。首先，详细分析了成像系统中不可或缺的光学元件，包括各种类型的透镜（单透镜、复透镜）、棱镜、反射镜、滤光片、光阑等，并介绍了它们的特性、选型原则以及在成像系统中的作用。接着，系统性地讲解了光学设计流程，从需求分析、光学指标设定（如分辨率、视场角、焦距、数值孔径等），到初步的光路设计，再到采用优化算法进行像差校正和性能提升。本章还将重点介绍常用的光学设计软件（如Zemax, Code V等）的使用方法和核心功能，指导读者如何利用这些工具进行成像系统的虚拟设计和仿真。 第三章：像差理论与校正技术 像差是影响光学成像质量的关键因素。本章将系统地介绍五种主要的几何像差：球差、彗差、散光、像散和场曲，以及两种色像差：单色像差和复色像差。对于每一种像差，本章都会深入剖析其产生的原因、表现形式以及对成像效果的影响。更重要的是，本章将详细介绍多种先进的像差校正技术，包括： 多透镜组合设计： 通过合理搭配不同曲率、折射率、色散系数的透镜，相互补偿像差。 非球面光学元件的应用： 利用非球面透镜或反射镜的独特曲面，可以更有效地校正多种像差。 衍射光学元件（DOE）： 介绍全息透镜、衍射光栅等如何利用衍射效应实现成像和像差校正。 自适应光学（AO）技术： 讲解变形镜和波前传感器的原理，以及如何实时补偿由大气湍流或系统误差引起的像差，提升成像清晰度。 第四章：成像系统的分辨率与成像质量评价 本章关注成像系统的性能极限和评价标准。首先，深入讲解了光学分辨率的概念，包括瑞利判据和艾里斑，以及衍射极限和阿贝衍射理论。然后，介绍了几种关键的成像质量评价指标，如调制传递函数（MTF）、点扩散函数（PSF）、能量集中度（Encircled Energy）等，并解释了这些指标如何反映系统的成像能力。本章还将探讨影响分辨率的其他因素，如探测器的像素尺寸、数字图像处理算法等，以及如何通过系统优化来达到最佳的成像性能。 第五章：新型成像技术与原理 随着科技的发展，涌现出许多新型成像技术。本章将介绍一些前沿的成像原理和技术，包括： 计算成像（Computational Imaging）： 介绍如何结合复杂的图像处理算法与特殊的硬件设计，突破传统光学成像的限制，实现超分辨率成像、计算全息、光场成像等。 多光谱与高光谱成像： 讲解如何通过滤光片、分光元件或宽带探测器，获取不同波段的光谱信息，实现目标识别、物质成分分析等。 偏振成像： 介绍偏振光对物体表面特性的敏感性，以及如何利用偏振信息获取额外信息，用于表面缺陷检测、目标增强等。 三维成像技术： 探讨立体视觉、结构光、激光雷达（LiDAR）、光场成像等技术在获取三维空间信息方面的应用。 第六章：成像系统在科学研究中的应用 本章将展示成像系统在基础科学研究领域的广泛应用，例如： 天文学： 望远镜的光学设计与成像原理，用于观测遥远星体。 生物医学： 显微镜（光学显微镜、荧光显微镜、共聚焦显微镜）的成像技术，用于细胞、组织结构的研究；医学成像设备（CT、MRI、PET）的光学原理和成像过程。 物理学： 粒子物理实验中的探测器成像，X射线衍射成像等。 材料科学： 电子显微镜、扫描探针显微镜的成像原理。 第七章：成像系统在工业与工程领域的应用 本章重点介绍成像技术在工业生产和工程实践中的实际应用，包括： 机器视觉与自动化检测： 工业相机、镜头选型，以及机器视觉在产品质量检测、尺寸测量、定位引导等方面的应用。 遥感与地理信息系统（GIS）： 卫星遥感、航空摄影的成像系统，以及其在地质勘探、环境监测、城市规划中的应用。 安防监控： 高清摄像头的成像原理，以及夜视、热成像技术在安防领域的应用。 消费电子： 数码相机、手机摄像头的光学设计与成像技术。 激光雷达（LiDAR）： 在自动驾驶、地形测绘、工业扫描等领域的应用。 第八章：成像系统设计实例分析与优化 本章通过几个具体的成像系统设计案例，系统地展示了前面所学理论和方法的应用。案例可能涵盖： 高分辨率显微镜物镜的设计： 如何在有限的视场内实现高分辨率和良好的像质。 长焦距相机镜头的优化： 如何平衡像差、畸变和成本。 车载摄像头的光学设计： 考虑宽视场、低畸变、高对比度等要求。 多光谱成像仪的系统设计： 如何在有限的成本下实现所需的光谱分辨率和成像效果。 通过对这些案例的详细分析，读者将能够更直观地理解成像系统设计的全过程，学习如何根据实际需求进行合理的权衡和取舍，以及如何利用仿真工具进行迭代优化。 三、 学习目标与受众 本书适合光学工程、光电信息工程、仪器科学与技术、机械工程、自动化等相关专业的本科生、研究生，以及从事光学设计、光学仪器开发、机器视觉、遥感、精密制造等领域的工程师和研究人员。通过学习本书，读者将能够： 1. 掌握核心光学成像理论： 深刻理解光的传播、衍射、折射、反射等基本原理，以及几何光学和物理光学的成像规律。 2. 精通光学系统设计流程： 能够从需求出发，进行光学指标设定，完成光学元件选型、光路设计，并利用光学设计软件进行系统优化。 3. 理解并解决像差问题： 能够识别常见的像差，理解其成因，并掌握多种有效的像差校正技术。 4. 评估与提升成像质量： 能够运用MTF、PSF等评价指标，科学地评估成像系统的性能，并提出改进方案。 5. 熟悉前沿成像技术： 了解计算成像、光谱成像、三维成像等新型成像技术的发展现状和应用前景。 6. 掌握成像技术在各领域的应用： 能够将所学知识应用于科学研究、工业生产、医疗健康、信息安全等具体领域。 四、 总结 《光学成像原理与实践》是一本集理论深度、实践指导和前沿技术于一体的综合性著作。它不仅为读者提供了扎实的理论基础，更通过丰富的案例分析和工程实践指导，帮助读者将所学知识转化为解决实际问题的能力，从而在光学成像领域不断探索与创新。
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