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陈丽 著

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• 光电信息技术
• 综合实验
• 教程
• 光电子学
• 信息技术
• 实验教学
• 高等教育
• 理工科
• 通信工程
• 电子工程
• 光通信

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030549242

版次：31

商品编码：12235795

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-11-01

页数：368

字数：450000

正文语种：中文

内容简介

　　《光电信息技术综合实验教程》共分为六章，内容涉及基础光学、信息光学与激光技术、光学器件设计与仿真、光电器件与视觉检测技术、光纤与通信技术、综合创新等实验的原理、仪器、步骤。《光电信息技术综合实验教程》既体现了光电子学科领域的系统性，也体现了不同类型实验的特点。每个实验着重描述实验的操作，强调实验的施行技巧，以便读者能快速掌握实验的要点。

目录

目录
前言
第1章 基础光学实验 1
1.1 自组显微镜（测量）实验 1
1.2 自组望远镜（测量）实验 2
1.3 自组透射式幻灯机（测量）实验 4
1.4 光的干涉实验 6
1.5 典型图案的傅里叶变换实验 12
1.6 平行光管的调节使用及位置色差的测量实验 18
1.7 星点法观测光学系统单色像差实验 22
1.8 刀口阴影法测量光学系统像差与刀口仪原理实验 26
1.9 剪切干涉测量光学系统像差实验 29
第2章 信息光学与激光技术实验 38
2.1 数字式全息图实验 38
2.2 半导体泵浦固体激光器的搭建、调试及参数测量实验 52
2.3 半导体泵浦固体激光器的调Q、倍频实验 59
2.4 实时联合傅里叶相关识别实验 64
2.5 光学图像微分处理实验 68
第3章 光学器件设计与仿真实验 74
3.1 像差的演示和模拟仿真实验 74
3.2 连续空间频率传递函数的测量实验 78
3.3 数字式光学传递函数的测量和像质评价实验 82
3.4 ZEMAX中单凸透镜设计和像差、像质仿真分析实验 85
3.5 双胶合镜头设计和优化实验 94
3.6 牛顿望远镜设计和优化实验 104
第4章 光电器件与视觉检测技术实验 112
4.1 光源辐射度与光照度测量实验 112
4.2 色度学测量实验 113
4.3 薄膜厚度测量实验 129
4.4 光电探测器响应时间的测试实验 143
4.5 光电倍增管的静态和时间特性的测试实验 149
4.6 液晶显示器（LCD）电光特性曲线的测量实验 157
4.7 电光调制实验 164
4.8 有机发光器件参数测量实验 168
4.9 等离子体显示器原理实验 172
4.10 MEMS微镜与DLP投影实验 179
4.11 面阵CCD/CMOS尺寸测量实验 183
4.12 机器视觉光源特性实验 186
4.13 图像的综合预处理实验 189
4.14 二维码识别实验 193
4.15 光学字符识别实验 199
4.16 图像模板匹配实验 203
4.17 支持向量机分类器实验 206
4.18 相机标定实验 210
4.19 光源照明实验 216
第5章 光纤与通信技术实验 219
5.1 光纤分类展示与制作实验 219
5.2 光纤端面处理与观察实验 221
5.3 模拟信号光纤传输实验 222
5.4 时分复用与解复用实验 227
5.5 半导体激光器P-I 特性测试实验 232
5.6 大气激光音频通信实验 236
5.7 光纤通信光电探测特性测试实验 237
5.8 波分复用器插入损耗和光串扰测试实验 241
5.9 波分复用技术实验 244
5.10 SDH帧同步器的设计实验 247
5.11 SDH中串行扰码和解扰码器的设计实验 263
5.12 SDH中串行CRC16校验的Verilog HDL实现实验 269
5.13 PTN光网络数据传输业务设置实验 276
5.14 SDH语音信号PTN传输实验 277
5.15 光纤到户EPON设置实验 279
5.16 PCM编译码实验 282
5.17 伪SDH帧结构及其传输实验 289
5.18 光纤线路接口码型HDB3编译码实验 297
5.19 光纤马赫-曾德尔干涉仪搭建实验 304
5.20 反射式光纤位移传感器实验 305
5.21 透射光纤位移传感器实验 309
5.22 光纤微弯传感器实验 311
5.23 光纤电压位感实验 313
5.24 光纤电流传感实验 317
5.25 光纤耦合效率测量实验 322
5.26 “截断法”测量光纤衰减及损耗实验 324
5.27 光纤数值孔径的测量实验 326
5.28 可见光光纤的准直实验 328
第6章 综合创新实验 330
6.1 二维光电材料石墨烯的制备与形貌观测实验 330
6.2 二维光电材料二硫化钼的制备与形貌观测实验 332
6.3 新型二维微纳半导体器件的光响应及气敏性质测试实验 334
6.4 新型二维微纳半导体器件的电学性质测试实验 339
6.5 激光内雕刻实验 343
6.6 激光熔覆实验 347
6.7 光载毫米波系统设计和传输实验 349
参考文献 355

《精密光学设计与测量》 一、 穿越光影的奥秘：精密光学世界的入门 本书旨在为广大光学工程、物理学、电子信息等相关专业的学生和研究人员提供一套系统、详实的精密光学设计与测量技术理论与实践指导。光，作为我们感知世界的最直接媒介，其背后蕴含的精密设计与测量原理，是现代科技发展不可或缺的基石。从天文望远镜到显微镜，从激光雷达到消费电子产品中的镜头模组，无不闪耀着精密光学设计的智慧光芒。而精确的测量，则是验证设计可行性、评估产品性能、推动技术革新的关键环节。 本书内容聚焦于光学系统的设计流程、成像原理、像差理论及其校正方法，同时深入剖析了各类光学测量仪器的工作原理、测量技术以及数据处理方法。我们不追求面面俱到，而是力求在核心概念和关键技术上有所突破，让读者在掌握理论精髓的同时，也能领略到精密光学设计的严谨与测量技术的精妙。 二、 光学设计：从概念到现实的艺术 光学系统的设计是一项集科学性、艺术性与实践性于一体的复杂工程。它要求设计者不仅要深刻理解光的传播规律，更要熟练掌握各种光学元件的特性，并能将这些知识转化为实际的系统布局。本书将带您逐步走进光学设计的殿堂： 光学基础回顾与进阶： 在简要回顾了光的波动性和粒子性、折射与反射定律、菲涅尔方程等基础知识后，我们将重点阐述光学系统设计中至关重要的成像理论。这包括高斯光学中的理想成像模型，如物距、像距、放大率、焦距等基本概念的深入理解。在此基础上，我们将引入非高斯光学，即惠更斯-菲涅尔衍射理论，探讨光的衍射效应在实际光学系统中的表现，以及如何通过合理设计来控制衍射对成像质量的影响。 像差理论与像差的校正： 任何真实的光学系统都无法实现完美的成像，都会存在各种“像差”，如同给清晰的画面蒙上了一层模糊的滤镜。本书将系统地讲解五种主要的几何像差：球差、慧差、像散、场曲和畸变。我们会详细分析每种像差的成因，通过光线追迹和偏离光线图等方法直观展示其对成像质量的影响，并介绍多种经典的像差校正技术，例如采用组合透镜、改变透镜曲率、调整透镜间距等。此外，我们还会涉及色差，包括单色色差（轴向色差和放大率色差）和复色色差，并介绍如消色差组合、复消色差组合等校正手段。对于现代光学系统设计，尤其是在宽视场、大光圈应用中，像差的控制是设计的重中之重。 光学设计软件的应用： 纸上谈兵终觉浅，绝知此事要躬行。现代光学设计已经离不开专业的软件工具。本书将精选一款或多款业界主流的光学设计软件（例如Zemax, Code V等），介绍其基本界面、操作流程和核心功能。我们将以实际案例为导向，演示如何利用软件进行光学系统的建模、优化和评价。从导入光学元件库、定义系统参数，到进行光线追迹、像差分析、MTF（调制传递函数）计算，再到自动优化设计参数以达到最佳成像质量，每一个步骤都将力求清晰易懂，帮助读者快速上手，将理论知识转化为实际的设计能力。 典型光学系统的设计实例： 为了加深理解，本书将提供若干典型光学系统的设计实例，涵盖从简单的单透镜成像到复杂的物镜、目镜、投影物镜等。例如，我们将模拟设计一个用于显微镜的物镜，需要同时考虑高分辨率、低畸变和良好的像差校正；或是设计一个用于投影仪的光学系统，需要实现大视场、高亮度以及良好的均匀性。通过这些实例，读者将能够更直观地体会设计流程中的取舍与权衡，以及各种设计原则的应用。 三、 光学测量：洞察性能的利器 精密的光学设计离不开精确的测量来验证和评估。光学测量技术的发展，极大地推动了光学器件的精度提升和新技术的应用。本书将深入探讨各种关键的光学测量方法： 光学测量基础与仪器： 在介绍光学测量基本概念，如分辨率、精度、灵敏度、重复性等之后，我们将重点讲解几种常用且重要的光学测量仪器。这包括： 干涉仪： 干涉测量是一种高精度测量表面形貌和面型的技术。我们将详细介绍迈克尔逊干涉仪、菲索干涉仪、杨氏双缝干涉仪等基本干涉仪的原理，分析不同干涉仪在测量精度、适用范围上的差异，以及如何通过干涉条纹来解读表面缺陷。 轮廓仪： 接触式和非接触式轮廓仪是测量物体表面微观形貌的重要工具。我们将讲解触针式轮廓仪的工作原理，以及各种光学轮廓仪（如白光干涉轮廓仪、共聚焦显微镜）的测量方式和优势。 投影仪与显微镜： 作为基础的光学测量设备，我们将简要介绍其工作原理，并侧重于讲解如何在测量中准确使用它们，例如如何进行尺寸测量、形位公差测量等。 分光计/光谱仪： 用于分析光的成分和强度，对于材料的光谱特性表征、光源分析至关重要。我们将介绍其基本原理和应用。 MTF测试仪： 调制传递函数（MTF）是评价光学系统成像质量最重要的客观指标之一。本书将详细阐述MTF的物理意义，介绍MTF测试的原理和设备，包括目标靶的制作、扫描方式以及数据的采集与分析。 表面形貌与面型测量： 对光学元件的表面形貌（粗糙度）和面型（曲率、平整度）的精确测量是保证光学系统性能的关键。本书将深入讲解各种测量技术，如干涉测量、轮廓测量、白光干涉显微镜等，并探讨不同测量技术的优缺点及其在实际应用中的选择。我们将演示如何通过测量数据来评估光学元件的加工质量，并与设计要求进行比对。 光学系统性能测试： 除了对单个元件进行测量，对整个光学系统的整体性能进行测试同样重要。我们将重点介绍如何通过MTF测试来评估光学系统的空间频率响应，以及如何进行其他关键性能指标的测试，例如视场范围、透过率、畸变、分辨率等。 测量数据处理与误差分析： 任何测量都不可避免地存在误差。本书将强调测量数据处理的重要性，包括数据预处理（如去噪、校准）、数据分析（如统计分析、图形化展示）以及不确定度评估。我们将介绍常见的误差来源，如仪器误差、环境误差、人为误差等，并指导读者如何通过合理的实验设计和数据处理来减小误差，提高测量结果的可靠性。 四、 实践导向与案例分析 本书强调理论与实践相结合。在每一章节的理论讲解之后，我们都设计了相应的实践环节。这些实践环节可能包括： 光学元件参数的测量练习： 利用简单的光学仪器测量透镜的焦距、棱镜的顶角等。 光学设计软件模拟练习： 在指导下，利用光学设计软件设计一个简单的成像系统，并进行像差分析。 光学系统性能测试模拟： 模拟使用MTF测试仪对一个简化的光学系统进行性能评估。 案例研究： 分析真实的精密光学产品（如相机镜头、望远镜）的设计与测量案例，学习其背后的技术细节和解决问题的思路。 五、 展望 精密光学技术是现代科学技术皇冠上的明珠，在航空航天、生物医学、信息通信、先进制造等众多领域扮演着不可或缺的角色。本书的编写，旨在为您打开一扇通往精密光学世界的大门，希望通过对光学设计与测量核心知识的学习，能够激发您对这一领域的兴趣，并为您未来的学习和研究打下坚实的基础。随着科技的不断进步，新的光学材料、新的成像原理、更先进的测量技术将不断涌现，精密光学领域永远充满着挑战与机遇。我们期待您能在这个充满魅力的领域中，有所发现，有所创新。

评分☆☆☆☆☆

《光电信息技术综合实验教程》这本书，对于我这个初学者来说，简直就是一座知识的金矿。我一直对信息技术领域充满好奇，但很多技术都显得高深莫测，难以入手。这本书的出现，为我打开了一扇新的大门。它没有直接抛出晦涩难懂的公式和理论，而是从最基本的光学原理讲起，逐步深入到光电信号的处理和应用。书中关于光学元件的介绍，比如透镜、棱镜、滤光片等，让我对这些看似简单的器件有了更全面的认识，了解到它们在光电系统中的关键作用。我尤其对书中关于光电探测器的章节感到着迷，了解了不同类型的探测器是如何将光信号转化为电信号，以及它们在各个领域的应用，例如图像传感器、光电倍增管等。作者的讲解方式非常人性化，即使是复杂的原理，也能够用清晰易懂的语言加以阐述，并且配有大量的插图和示意图，极大地降低了阅读难度。我非常喜欢这种理论与实践相结合的模式，它不仅让我理解了“为什么”，更让我学会了“怎么做”。

评分☆☆☆☆☆

当我第一次翻开《光电信息技术综合实验教程》时，就被它内容丰富且系统性的编排所吸引。我虽然对光电信息技术领域有所涉猎，但一直缺乏一个清晰的脉络和系统的实践指导。这本书恰好填补了这一空白。它从光的基本性质出发，逐步引导读者理解光与电的相互作用，以及如何利用这些相互作用来构建各种信息处理系统。书中对激光技术、光通信、光传感以及光电子器件等多个重要分支都有深入的介绍，并且都以实验项目为载体，让读者能够亲身体验技术原理。我特别赞赏书中对于实验安全和操作规范的强调，这对于初学者来说至关重要。同时，作者在阐述复杂的光学现象和电子线路时，采用了循序渐进的方式，并辅以大量的图表和数据，使得理解过程更加直观和高效。这本书不仅是一本理论教材，更是一本实践指导手册，它能够帮助读者将书本上的知识转化为实际操作能力，为未来在光电信息技术领域的发展打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

最近翻开一本厚厚的书，书名是《光电信息技术综合实验教程》。拿到手里沉甸甸的，封面设计简约大气，透着一股严谨的学术气息。虽然我并非科班出身，对“光电信息技术”这个词汇也只是略知一二，但出于对新知识的渴望，我还是决定深入了解一番。从目录上看，这本书涵盖的内容非常广泛，从基础的光学原理，到复杂的激光系统，再到现代的光通信和光传感技术，几乎是面面俱到。每一章都以实验为核心，理论讲解和实践操作相结合，这对我这种喜欢动手实践的人来说，无疑是一个巨大的吸引力。我尤其对书中关于光纤通信的部分感到好奇，想象着如何通过细小的光纤传输海量的信息，这背后的技术原理该是多么精妙。书中提到的各种实验设备，比如示波器、光谱仪、激光器等，虽然我目前还接触不到，但通过文字和图示的描述，也能大致勾勒出它们的工作场景。读完前几章的理论介绍，我感到豁然开朗，许多之前模糊的概念似乎都变得清晰起来。作者在讲解时，语言通俗易懂，又不失专业性，即使是初学者也能理解。我期待着能有机会亲手操作书中的实验，将理论知识转化为实际技能，真正掌握光电信息技术的奥秘。这本书不仅仅是一本教材，更像是一扇通往新世界的窗户，让我得以窥见科技发展的脉搏。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本《光电信息技术综合实验教程》给我带来了许多意想不到的启发。我一直对光学领域非常着迷，特别是那些能够改变我们生活方式的先进技术。这本书恰好满足了我对这方面的求知欲。从书中对激光技术的详细阐述，我了解到激光在工业、医疗、通讯等领域的广泛应用，以及其背后复杂的物理原理。特别是关于激光的产生、传播和探测的实验设计，让我对如何操纵光束有了更深刻的认识。书中还涉及了光传感器技术，这让我联想到如今无处不在的智能设备，比如手机摄像头、安防系统等等，它们都离不开光传感器的支持。作者在讲解这些内容时，总是能够巧妙地将理论知识与实际应用联系起来，让读者在学习过程中，能够清晰地看到技术的价值和意义。我尤其喜欢书中对于实验步骤的细致描述，每一个操作都清晰明了，配以大量的图示，即使是第一次接触这些设备的人，也能快速上手。虽然我还没有机会亲自进行这些实验，但仅仅是阅读和理解，就让我受益匪浅。这本书让我更加期待未来光电技术的发展，以及它将如何进一步改变我们的生活。

评分☆☆☆☆☆

最近我一直在研读《光电信息技术综合实验教程》，这本书以其深厚的理论基础和丰富的实践内容，给我留下了深刻的印象。我之前对光电领域了解不多，但这本书的编写方式让我能够循序渐进地掌握相关知识。从基础的光学干涉、衍射现象的原理，到如何利用这些原理进行精密测量，书中都有非常详尽的讲解。我特别感兴趣的是关于光通信的章节，书中不仅介绍了光纤通信的基本原理，还深入探讨了光信号的调制、解调技术，以及光放大器的作用。这些内容对于理解现代互联网和信息传输的底层技术至关重要。书中的实验设计也相当精巧，很多实验都是围绕着核心概念展开，能够有效地帮助读者理解和巩固所学知识。我注意到作者在讲解复杂的概念时，总是会采用类比或者形象化的方式，让原本枯燥的理论变得生动有趣。这对于非专业人士来说，是一个巨大的福音。我非常期待能够有机会亲手操作书中的实验，通过实践来加深对这些知识的理解，并将所学应用于未来的学习和工作中。