光電信息技術實驗教程 [Mechatronics Computer Electronics] 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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郭傑榮，劉長青，黃麟舒，蔡新華 著

圖書標籤:

• 光電信息技術
• 光電技術
• 信息技術
• 實驗教程
• 電子技術
• 機電一體化
• 計算機應用
• 傳感器技術
• 電路分析
• 信號處理

齣版社： 西安電子科技大學齣版社

ISBN：9787560638386

版次：1

商品編碼：11853827

包裝：平裝

叢書名： 高等學校應用型本科“十三五”規劃教材

外文名稱：Mechatronics Computer Electronics

開本：16開

齣版時間：2015-12-01

用紙：膠版紙

頁數：320

字數：464

內容簡介

　　《光電信息技術實驗教程》從光電信息技術的基礎知識齣發，介紹瞭基於光電信息技術專業所需要掌握的光電探測器、光電信號處理和光電係統設計的實驗原理與實驗方法。
　　一章介紹光電傳感器原理實驗；二章介紹光學設計實驗；三章介紹信息光學實驗；四章介紹光電檢測技術實驗；五章介紹激光原理與應用實驗；六章介紹光縴通信與光縴傳感實驗；七章介紹視覺測量實驗；第八章介紹瞭綜閤設計開發實驗。

目錄

第1章光電傳感器原理實驗
1.1光敏二極管特性測量實驗
1.2紅外光電接近開關實驗
1.3光敏電阻特性及參數測量實驗
1.4光敏電阻暗光街燈實驗
1.5光電耦閤器性能測試實驗
1.6光電耦閤器控製開關實驗
1.7PSD特性參數測量實驗
1.8PSD轉速檢測實驗
1.9矽光電池的光電特性測量實驗
1.10矽光電池測光實驗
1.11矽光電池轉速測定實驗
1.12光電斷續器性能測試實驗
1.13光電斷續器斬光頻率（速度）測量實驗
1.14光敏三極管特性及參數測量實驗
1.15紅外遙控LED彩燈實驗
第2章光學設計實驗
2.1用自準法測薄凸透鏡焦距實驗
2.2用兩次成像法測凸透鏡焦距實驗
2.3透鏡組節點和焦距的測定實驗
2.4光學係統像差的計算機模擬實驗
2.5平行光管的調節使用及位置色差的測量實驗
2.6星點法觀測光學係統單色像差實驗
2.7陰影法測量光學係統像差與刀口儀原理實驗
2.8剪切乾涉測量光學係統像差實驗
2.9連續空間頻率傳遞函數的測量實驗
2.10數字式光學傳遞函數的測量和像質評價實驗
第3章信息光學實驗
3.1SLM液晶取嚮測量實驗
3.2空間光調製器振幅調製實驗
3.3空間光調製器相位調製模式的參數測量及標定實驗
3.4SLM衍射特性研究及衍射光學元件設計實驗
3.5全息光柵的製作
3.6利用一維光柵實現光學圖像加減處理實驗
3.7利用復閤光柵實現光學微分處理
3.8全息照相
3.9彩虹全息
3.10全息透鏡的設計與製作
3.11全息資料存儲
3.12全息圖的復製
3.13液晶的電光效應實驗
（知識鏈接）
3.14用衍射理論測量電尋址液晶光閥的微結構實驗
3.15光的乾涉和衍射實驗
3.16計算全息光學實驗
3.17全息圖衍射效率的測量實驗
3.18傅裏葉變換性質及全息性質的驗證實驗
第4章光電檢測技術實驗
4.1光電探測器光譜響應度的測量實驗
4.2光電探測器響應時間的測試實驗
4.3光電倍增管工作原理與微弱光信號探測實驗
4.4電子散斑乾涉術測離麵位移實驗
（知識鏈接）
4.5激光散斑照相測量實驗
4.6綫陣CCD原理及驅動實驗
4.7綫陣CCD基本特性的測量實驗
4.8綫陣CCD輸齣信號的二值化實驗
4.9綫陣CCD的A／D數據采集實驗
4.10綫陣CCD的軟件二值化與邊緣信號的提取實驗
4.11利用綫陣CCD進行物體角度的測量實驗
4.12用綫陣CCD測量物體尺寸實驗
4.13用綫陣CCD測量物體的振動實驗
4.14用彩色綫陣CCD識彆被測物的顔色實驗
4.15利用綫陣CCD進行圖像掃描的實驗
4.16麵陣CCD原理及驅動實驗
4.17麵陣CCD的數據采集與計算機接口實驗
4.18麵陣CCD尺寸測量實驗
4.19麵陣CCD用於顔色識彆實驗
4.20圖像信息的點運算實驗
4.21圖像的幾何變換實驗
4.22圖像的增強與清晰處理實驗
4.23圖像的邊緣檢測與輪廓信息處理實驗
4.24典型圖像分析方法實驗
第5章激光原理與應用實驗
5.1腔內選頻單縱模氦氖激光器實驗
5.2聲光調製鎖模激光器實驗
5.3激光原理與技術綜閤實驗
5.4半導體泵浦固體激光器綜閤實驗
5.5Nd3+：YAG激光器綜閤實驗
第6章光縴通信與光縴傳感實驗
6.1光縴光學基本知識演示
6.2光縴與光源耦閤方法實驗
6.3多模光縴數值孔徑（NA）測量實驗
6.4光縴傳輸損耗性質及測量實驗
6.5光縴分束器參數測量實驗
6.6光縴光開關實驗
6.7M—Z光縴乾涉實驗
6.8光發射機消光比測量實驗
6.9光縴溫度傳感原理實驗
6.10光縴壓力傳感原理實驗
6.11LD／LED光源的P—I、V—I特性麯綫測試實驗
6.12透射式橫（縱）嚮光縴位移傳感的測量實驗
6.13反射式光縴位移傳感的測量實驗
6.14微彎光縴位移傳感實驗
6.15耦閤器的測試實驗
6.16光縴隔離器（Isolator）的特性和參數測試實驗
6.17波分復用／解復用器（WDM）的測試實驗
6.18光縴衰減器（VOA）特性實驗
6.19聚閤物光縴數據傳輸鏈路實驗
6.20光通信係統的信號分插復用（OADM）模擬實驗
6.21波分復用（WDM）光通信模擬實驗
6.22摻鉺光縴放大器實驗
（知識鏈接）
第7章視覺測量實驗
7.1相機標定實驗
7.2光學係統的分辨率測量實驗
7.3光源照明實驗
7.4機器視覺光源特性實驗
7.5二維碼檢測實驗
7.6OCR識彆實驗
7.7工件參數測量綜閤實驗

前言/序言

光學世界的奇妙探索：揭秘光電信息技術的奧秘 我們生活在一個被光電信息技術深刻影響的時代。從智能手機的屏幕顯示，到高清電視的影院體驗，再到精密醫療設備的診斷成像，乃至宇宙深處的觀測探索，光無處不在，信息傳遞的效率和精度也達到瞭前所未有的高度。這一切的背後，是人類對光現象的深刻理解和對電子技術的巧妙運用，是“光電信息技術”這個強大領域不斷發展和創新的結果。 這本書，並非一本枯燥的教科書，而是一次引人入勝的光電信息技術之旅。它旨在為您揭開這個迷人領域的神秘麵紗，讓您在親身實踐中，深入理解光與電如何協同工作，創造齣我們今天所依賴的無數神奇應用。我們將不僅僅停留在理論的講解，更會帶領您走進生動鮮活的實驗世界，通過動手操作，將抽象的科學原理轉化為看得見、摸得著的成果。 一、 光的舞蹈：探索光的本質與傳播 作為光電信息技術的基礎，理解光的本質是至關重要的第一步。本書將從最基礎的光學原理齣發，為您梳理光的波粒二象性，介紹光的産生、傳播、乾涉、衍射以及偏振等基本性質。您將瞭解到，光並非隻是簡單的直綫傳播，它還具備如水波般蕩漾的波動性，以及如粒子般碰撞的粒子性，這兩種看似矛盾的特性，共同構成瞭光豐富多彩的物理錶現。 在實驗部分，您將有機會親手搭建簡單的光學實驗裝置，觀察光的直綫傳播，感受光在不同介質中的摺射現象。您將用棱鏡分離白光，看到絢麗的七色光譜，從而理解色彩的形成原理。更重要的是，您將深入探索光的乾涉和衍射現象。通過楊氏雙縫乾涉實驗，您將直觀地看到光的波動性在屏幕上形成的明暗相間的條紋，這不僅僅是一個有趣的物理現象，更是理解光學信息編碼和解碼的基礎。通過單縫衍射實驗，您將觀察到光繞過障礙物時的“彎麯”現象，這對於理解光在光學元件中的成像特性至關重要。 您還將學習如何控製光的偏振狀態，例如使用偏振片來濾除眩光，或者在液晶顯示器中利用偏振光來實現圖像的顯示。通過這些實驗，您將不再隻是被動地接受光的理論知識，而是成為光學現象的觀察者和探索者，親身體驗光的奇妙。 二、 電的脈動：駕馭電子的信號世界 電子是信息傳遞的載體，是光電信息技術中的另一位關鍵舞者。本書將引導您瞭解電子元器件的基本原理，包括電阻、電容、電感、二極管、三極管等。您將學習如何分析和設計簡單的電子電路，理解電流、電壓、電阻等基本概念在信息處理中的作用。 實驗部分將是您與電子世界親密接觸的平颱。您將學習使用萬用錶測量電路中的電壓和電流，理解串聯和並聯電路的不同特性。您將親手搭建簡單的濾波電路，學習如何去除電路中的噪聲，實現信號的淨化。您將接觸到晶體管放大電路，理解它如何將微弱的電信號放大，為後續的信息處理奠定基礎。 更重要的是，您將開始接觸數字電子世界。本書將介紹邏輯門電路，如與門、或門、非門等，理解它們如何進行基本的邏輯運算。您將學習如何使用這些邏輯門構建更復雜的組閤邏輯電路和時序邏輯電路，例如加法器、寄存器等。這些基礎的數字邏輯電路，是構建現代計算機和各種數字信息處理係統的基石。通過這些實驗，您將不再被電子世界的復雜性所嚇倒，而是能夠自信地駕馭電子信號，理解它們如何承載和處理信息。 三、 光電聯動：信息傳遞的橋梁 光電信息技術的核心在於將光信號與電信號進行有效的轉換和處理。本書將重點介紹這一關鍵環節，講解各種光電器件的工作原理及其在信息技術中的應用。 您將深入瞭解光電二極管和光電三極管。您將學習光電二極管如何將光信號轉化為電信號，並探索其在光電探測、光通信等領域的應用。例如，您可以通過實驗搭建一個簡單的光控開關，當有光照射到光電二極管時，電路狀態發生改變，從而實現對電器的控製。您還將學習光電三極管，它在某些應用中能提供放大作用，進一步提升信號的靈敏度。 本書還將介紹發光二極管（LED）和激光二極管。您將瞭解LED如何將電能轉化為光能，並探索其在顯示技術、照明等領域的廣泛應用。通過實驗，您將學會控製LED的亮度和顔色，甚至嘗試製作簡單的LED顯示係統。您還將接觸到激光，瞭解其高方嚮性、高單色性和高相乾性等特性，以及激光在條形碼掃描、光通信、醫療等領域的應用。 四、 光電轉換與處理：信息的編碼與解碼 光電信息技術不僅僅是簡單的光電轉換，更是對信息進行編碼、傳輸、處理和解碼的過程。本書將通過一係列精心設計的實驗，讓您親身體驗這一過程。 您將學習模數轉換（ADC）和數模轉換（DMP）。您將理解如何將連續的模擬光信號轉化為離散的數字信號，以及如何將數字信號還原為模擬信號。這對於現代數字信息處理至關重要。您將可能通過實驗，將一個模擬的聲音信號通過ADC轉換為數字信號，然後通過DAC還原為聲音。 您還將接觸到光縴通信的基本原理。您將瞭解光縴如何成為高效的信息傳輸通道，以及光信號在光縴中的傳播機製。通過模擬實驗，您將感受光縴在信息傳輸中的優勢，例如抗乾擾能力強、傳輸速率高。 五、 傳感器與成像：感知世界的眼睛 光電技術在傳感器和成像領域有著不可替代的作用。本書將介紹各種光電傳感器，它們能夠將物理世界的各種信息轉化為電信號。 您將瞭解CCD（Charge-Coupled Device）和CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）圖像傳感器的工作原理。您將理解它們如何捕捉光信號並將其轉換為數字圖像，從而構建齣我們今天所看到的相機和攝像機。通過一些簡化的實驗，您將有機會理解圖像采集的基本流程。 您還將接觸到紅外探測技術。您將瞭解紅外綫在熱成像、夜視等方麵的應用，以及相關的紅外傳感器。通過實驗，您可能會嘗試搭建一個簡單的紅外感應裝置，感知周圍環境的溫度變化。 六、 嵌入式係統與應用：智能時代的脈搏 光電信息技術與嵌入式係統的結閤，催生瞭無數智能化的産品和應用。本書將帶領您走進嵌入式係統的大門，理解微控製器如何控製光電器件，實現復雜的功能。 您將學習微控製器的基本編程，例如使用C語言來控製GPIO（General-Purpose Input/Output）端口，從而控製LED的亮滅，讀取傳感器的數值。您將嘗試搭建一個簡單的智能傢居係統，例如用光傳感器檢測光綫強度，並根據強度自動控製燈光的開關。 本書還將介紹一些典型的光電信息技術應用案例，例如： 顯示技術： LCD、OLED等顯示屏的原理與應用。 通信技術： 光縴通信、無綫光通信等。 測量與控製： 光學測量儀器、工業自動化中的光電傳感器應用。 生物醫學： 光學診斷設備、激光醫療技術。 圖像處理： 圖像采集、增強、識彆等。 踏上探索之旅 這本書並非要求您成為一名光電領域的專傢，而是希望激發您對這個領域的好奇心和探索欲。我們相信，通過理論學習與動手實踐的緊密結閤，您將能夠： 建立紮實的光電信息技術基礎： 理解核心概念和工作原理。 掌握基本的實驗技能： 能夠獨立搭建和操作簡單的光電實驗。 培養解決問題的能力： 能夠分析和解決光電相關的實際問題。 激發創新思維： 能夠將所學知識應用於新的領域和項目。 光電信息技術是一個充滿活力和無限可能的世界，它正在以前所未有的速度改變著我們的生活。希望您能在這本書的引導下，踏上一段精彩而充實的探索之旅，發現光電世界的無窮魅力，並為這個領域的發展貢獻自己的力量！

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受是它的標題與實際內容之間存在著一種令人費解的“時空錯位”。當我看到“光電信息技術實驗教程”時，我自然而然地聯想到一係列圍繞光電轉換、信號采集、信息處理以及相關實驗設計的課程和指導。我希望能夠學習到如何利用光電效應實現信息編碼、解碼，如何設計並搭建能夠響應特定光信號的探測器，以及如何用這些技術解決實際問題。例如，我期待能看到關於光縴通信的基本原理和實驗，或者利用LED和光電二極管構建的簡單通信係統。甚至，對於更高級的內容，比如光電耦閤器的設計與應用，或者光電傳感器的標定與校準，都是我非常感興趣的方嚮。然而，本書的內容卻更偏嚮於宏觀的“機電一體化”和“計算機電子”技術。它詳盡地介紹瞭各種控製器的硬件接口，比如GPIO、ADC、PWM等，以及如何利用這些接口與外部設備進行交互。書中關於編程語言（如C/C++）在嵌入式係統開發中的應用也占有相當大的比重。雖然這些內容對於理解復雜的機電一體化係統至關重要，但對於專注於“光電信息技術”的“實驗教程”這一特定定位而言，顯得有些“跑偏”瞭。感覺這本書更像是一本“嵌入式係統與機電一體化入門”，而“光電信息技術”的痕跡則比較淡薄，更不用說具體的“實驗教程”內容瞭。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，我原本期待的是一場關於光電世界的神奇探索之旅，尤其是在“實驗教程”這個標簽的指引下，我渴望能親手搭建那些令人興奮的光電裝置，感受光與電相互作用的神奇。我一直在尋找關於如何利用光作為信息載體，如何通過光電轉換器將光信號轉化為電信號，以及如何對這些電信號進行精細處理和分析的詳細指導。例如，我希望能看到關於如何設計和實現一個簡易的激光測距儀，或者一個基於圖像識彆的物體追蹤係統。我期待書中能提供清晰的電路原理圖，詳細的元器件規格，以及一步步的操作指南，讓我能夠理論結閤實踐，真正掌握光電信息技術的核心技能。然而，這本書的內容卻似乎將我引入瞭一個更為廣闊的領域。它的大部分篇幅都在講述各種電子元器件的通用性應用，比如電阻、電容、電感的工作原理，以及各種集成電路的功能介紹。在“機電一體化”和“計算機電子”這些更為宏觀的概念下，光電技術似乎隻是其中一個小小的分支，書中對於其在具體應用中的細節和實驗方法介紹非常有限。我感覺，與其說它是一本“光電信息技術實驗教程”，不如說它是一本涵蓋瞭機電和計算機電子基礎知識的綜閤性讀物，對於我這種希望深入鑽研光電實驗的讀者來說，它提供的信息略顯零散和不夠聚焦。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的標題《光電信息技術實驗教程 [Mechatronics Computer Electronics]》給我的期待值非常高，我本來設想著它會是一本能夠帶領我深入理解光電轉換、信號處理以及信息獲取過程的實踐性指南。我期待看到關於如何搭建簡單的光電檢測係統，例如利用光耦實現非接觸式測量，或者如何使用CCD/CMOS圖像傳感器進行圖像采集與初步處理。同時，我也希望書中能有詳細的實驗步驟，包括所需的元器件清單、電路連接圖、實驗現象的預期以及結果的分析方法。比如，在光學測量實驗部分，我希望能學習到如何精確控製光源和被測物體的距離，如何處理光信號中的噪聲，以及如何通過軟件算法提取有用的信息。然而，這本書的內容更像是將“光電”這個詞僅僅作為瞭“機電一體化”和“計算機電子”領域中的一個應用方嚮來提及，而非核心。它花費瞭大量篇幅介紹各種微處理器的工作原理，比如Arduino、STM32等，以及如何利用它們進行數據采集和控製。雖然瞭解這些技術對實現復雜的光電係統是必要的，但書中關於光學原理、光電探測器特性、以及信號優化等方麵的論述顯得相當膚淺，缺乏深入的理論探討和具體的實驗指導。我感覺這本書更像是為有一定電子和機械基礎，並且想快速接觸機電一體化項目開發的人準備的，而對於想專研光電信息技術本身，並進行實驗探索的讀者來說，可能信息量不夠聚焦。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大氣，但內容上，我真的找瞭半天，想找到一點點關於“光電信息技術”的“實驗教程”的影子，結果卻讓我有些摸不著頭腦。它像是把很多零散的電子和機械領域的概念一股腦地塞瞭進來，從基礎的電路原理，到一些看上去很炫酷的傳感器應用，再到復雜的控製係統設計。我本來對光電傳感器如何與信息處理結閤，以及在實際項目中的應用場景特彆感興趣，希望能看到一些具體的實驗步驟、原理分析以及相關的光學知識。比如，如何用光敏電阻測量光強，如何用光電二極管檢測信號，或者激光雷達在機器人導航中的具體實現。但這本書裏，這些內容似乎被稀釋瞭，更多的是在講機械結構的優化、各種微控製器（MCU）的編程技巧，還有一些關於嵌入式係統開發的框架。我甚至看到瞭關於“機電一體化”這個詞頻繁齣現，雖然我知道光電技術常常是機電一體化的重要組成部分，但這本書更多地把重點放在瞭“機電”本身，而不是“光電信息”的“實驗”層麵。感覺就像是在讀一本泛泛的電子工程和機械工程的入門讀物，缺瞭點“光電”的靈魂，也少瞭點“教程”該有的那種循序漸進、hands-on的指導。

評分☆☆☆☆☆

這本書的整體風格，用一個詞來形容，那就是“博而不精”。在“光電信息技術實驗教程”的旗幟下，我原本期待的是能夠沉浸在一係列精心設計的實驗中，去揭示光電轉換的奧秘，去掌握信息處理的技巧。我渴望能夠看到那些用簡潔的代碼和硬件電路就能實現的，關於光信號捕捉、識彆、分析和利用的詳細步驟。比如，如何通過光電探測器捕捉微弱的光信號，如何利用數字信號處理技術濾除噪聲，如何通過編程將光信號轉化為有意義的數據。我希望書中能有關於光學傳感器的原理性講解，以及不同類型傳感器（如光電管、光電二極管、光電晶體管、CCD、CMOS等）的特性比較和適用場景分析。同時，對於實驗部分，我期望有清晰的流程圖，詳細的元器件列錶，以及對實驗結果的深度解讀。然而，這本書的內容更像是一張巨大的網，將許多相關的技術領域都囊括瞭進來，但卻未能對“光電信息技術”這一核心概念進行深入的挖掘和實驗性的剖析。它花費瞭大量篇幅介紹“機電一體化”的整體框架，以及“計算機電子”的基礎知識，這固然構建瞭一個更全麵的技術背景，但對於我來說，這些內容顯得有些泛泛而談，缺乏“光電”的特有閃光點，更遑論具體的“實驗教程”瞭。我感覺這本書像是提供瞭一個通往更廣闊技術世界的地圖，但地圖上關於“光電信息技術實驗”的標記卻模糊不清，讓我難以找到真正的入口。