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出版者:高等教育齣版社

作者:藍鴻翔等編

出品人:

頁數:434

译者:

出版時間:2002-7

價格:31.9

裝幀:平裝

isbn號碼:9787040104899

叢書系列:

圖書標籤:

• 課本
• 電子信息係統
• 信息技術
• 基礎知識
• 計算機科學
• 電子工程
• 係統工程
• 通信工程
• 數字電路
• 模擬電路
• 微電子學

現代光電傳感技術及其應用 作者： 李明 教授，張華 博士 齣版社： 科技文獻齣版社 頁數： 680 頁 裝幀： 精裝 定價： 188.00 元 --- 內容簡介 《現代光電傳感技術及其應用》是一本全麵、深入探討光電傳感領域最新理論、關鍵技術和前沿應用的專業著作。本書旨在為電子工程、光學工程、自動化控製、材料科學等相關專業的本科高年級學生、研究生以及工程技術人員提供一個係統且實用的學習和參考平颱。 本書從光與物質相互作用的基本物理原理齣發，係統梳理瞭各類光電傳感器的設計理念、工作機製、關鍵性能指標及其優化方法。全書結構嚴謹，內容涵蓋瞭從基礎理論到尖端技術的完整知識體係，特彆強調瞭理論指導下的工程實踐應用。 第一部分：光電傳感基礎理論 本部分奠定瞭理解復雜光電傳感係統的理論基石。 第一章：電磁波與光的基礎 深入講解瞭光作為電磁波的性質，包括光的傳播、乾涉、衍射和偏振現象。重點闡述瞭光與物質（半導體、介質、金屬）相互作用的量子力學和半經典描述，為理解光電轉換過程提供必要的物理背景。 第二章：半導體光電器件物理 詳細剖析瞭光電效應的微觀機製，包括內光電效應和外光電效應。重點分析瞭光敏電阻、光電二極管、光電三極管以及光電導體的能帶結構、載流子輸運過程和響應特性。深入探討瞭噪聲源（如散粒噪聲、熱噪聲）及其對器件性能的限製。 第三章：光電信號的獲取與處理 本章聚焦於如何將光信號轉化為可測量的電信號。討論瞭光電探測器的關鍵參數，如量子效率、響應速度和信噪比（SNR）。引入瞭跨阻放大電路、跨壓放大電路的設計原則，並詳細分析瞭用於提高弱光信號檢測精度的鎖相放大技術和數字信號處理基礎。 第二部分：關鍵光電傳感器的原理與設計 本部分是全書的核心，詳細介紹瞭目前工業和科研中最常用和最具潛力的幾類光電傳感技術。 第四章：成像與非成像光電探測器 係統介紹瞭電荷耦閤器件（CCD）和互補金屬氧化物半導體（CMOS）圖像傳感器的結構、工作原理、讀齣噪聲模型和像質量評價體係。針對非成像應用，深入探討瞭光電倍增管（PMT）和雪崩光電二極管（APD）在高靈敏度測量中的應用及限製。 第五章：光譜傳感技術 重點解析瞭光的頻譜特性在信息獲取中的重要性。詳細介紹瞭乾涉濾光片、衍射光柵等波長選擇元件的設計與優化。深入討論瞭傅裏葉變換紅外光譜儀（FTIR）和拉曼光譜儀的工作原理及其在化學成分分析中的應用案例。 第六章：光縴傳感器的原理與拓撲結構 闡述瞭光縴作為傳輸媒介和傳感元件的優勢。全麵覆蓋瞭基於光縴的光學傳感原理，包括光強、光程變化（如法布裏-珀羅乾涉、薩格納剋效應）。詳細對比瞭分布式傳感（如基於布裏淵散射、拉曼散射）和集中式傳感技術的工程實現難度與應用場景。 第七章：激光雷達（LiDAR）與三維測量技術 本章緊密結閤瞭最新的測距技術。深入分析瞭基於時間飛行（ToF）和相位差法的激光測距原理。重點探討瞭飛行時間LiDAR係統的係統誤差分析、調製技術以及三維點雲數據的處理和重建算法，為自動駕駛和機器人導航提供技術支撐。 第三部分：光電傳感係統的集成與前沿應用 本部分著眼於係統集成和未來發展方嚮，強調多學科交叉融閤。 第八章：微納光電器件與集成技術 探討瞭半導體工藝在光電器件小型化和集成化中的作用。詳細介紹瞭微機電係統（MEMS）技術在光開關、光束偏轉和微鏡陣列中的應用。分析瞭矽光子學（Silicon Photonics）在構建高速、高集成度光電傳感係統中的潛力。 第九章：先進光電材料與器件 關注新興的光電轉換材料。係統介紹瞭鈣鈦礦太陽能電池（作為高效率光探測器的潛在技術）、量子點（Quantum Dots）在光電轉換和顯示中的獨特優勢，以及有機光電導材料（OPC）在無接觸檢測中的應用。 第十章：環境與生物醫學中的光電傳感應用 通過具體的工程案例展示光電傳感技術的廣闊前景。案例包括：高精度溫濕度監測、氣體分子痕量檢測（如基於可調諧二極管激光吸收光譜TDLAS技術）、以及生物組織的光學特性分析和醫學影像技術（如光學相乾斷層掃描OCT）。 第十一章：係統可靠性與環境適應性設計 針對實際工程應用，本章探討瞭光電傳感係統在惡劣環境（高溫、高濕、強電磁乾擾）下的魯棒性設計。討論瞭封裝技術（如氣密封裝、抗輻照設計）對器件壽命和穩定性的影響，以及遠程診斷和故障預測的策略。 --- 本書特色 1. 深度與廣度兼備： 既有對量子效率、噪聲模型等底層物理的透徹分析，又覆蓋瞭LiDAR、矽光子學等前沿應用，適閤不同層次讀者。 2. 強調工程實現： 每章理論闡述後均附帶關鍵的工程設計考量、性能優化實例和實際測量數據，理論與實踐緊密結閤。 3. 圖錶豐富： 全書配有超過400幅原創原理圖、係統框圖和實測麯綫，幫助讀者直觀理解復雜原理。 4. 前沿性強： 囊括瞭近年來光電領域快速發展的熱點，如先進材料、微納集成技術和人工智能輔助的圖像分析基礎。 適用對象： 本科生/研究生： 電子科學與技術、光信息科學與技術、自動化、精密儀器專業。 科研人員： 從事光學測量、環境監測、遙感、生物醫學成像領域的研發人員。 工程技術人員： 從事傳感器設計、係統集成、質量控製和産品開發的工程師。 通過閱讀本書，讀者將能夠掌握現代光電傳感係統的設計哲學，具備獨立分析和解決復雜光電測量問題的能力，從而在高速發展的光電技術領域占據有利地位。

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這本書的封麵設計得非常樸素，以深藍色為主調，配上一些幾何圖形的綫條勾勒，給人的第一印象是嚴謹、專業，仿佛能從中窺見知識的深度與廣度。我抱著學習電子信息係統基礎知識的初衷翻開瞭它，沒想到，書中關於“信息論基礎”的那一部分，講解得實在太過晦澀。作者似乎默認讀者已經具備瞭紮實的數學背景，那些關於熵、互信息和信源編碼的推導過程，對於我這樣偏嚮應用層麵的學習者來說，簡直像是一道道難以逾越的屏障。公式堆砌得密密麻麻，符號的定義跳躍性很強，常常需要反復查閱前幾頁纔能跟上思路。我花瞭整整一個下午，纔勉強啃下瞭最小割最大流定理在信息傳輸中的一個基礎應用案例，那感覺就像是在迷霧中摸索，雖然最終找到瞭齣口，但過程的艱辛讓人對後續章節心生畏懼。如果能增加更多直觀的圖解和貼近現實生活的例子來輔助理解這些抽象的理論，想必會極大提升閱讀體驗和學習效率。現在的版本，更像是一本麵嚮研究生的參考手冊，而非初學者的入門教材。

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這本教材的習題設計，老實說，讓人感到有些脫節。我特彆留意瞭最後一章的“係統集成與維護”部分，本以為會涉及到一些現代係統診斷工具的使用方法，或者至少是關於故障排除的流程圖。結果，習題大多是要求手算一些非常基礎的信號處理問題，比如簡單的傅裏葉變換的推導，或者對某個特定存儲器芯片的地址綫進行計算。這些題目雖然考察瞭基本功，但與我日常工作——維護一個復雜的企業級數據庫係統——的相關性極低。我期望的是能夠應用書本知識來分析一個係統瓶頸在哪裏，是I/O受限、內存泄漏，還是網絡延遲造成的。書中關於“係統可靠性”的討論也過於理論化，缺乏對RAID配置、負載均衡策略等實際工程措施的介紹。讀完後，我感覺自己像是一個精通零件的鍾錶匠，卻不清楚現代汽車的整體運作機製，這種知識的“顆粒度”與現代信息係統的宏大架構存在顯著的鴻溝。

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我之前對操作係統內核的工作機製非常感興趣，特彆是進程調度和內存管理這塊。聽說這本書對係統結構有深入講解，於是便找來研讀。然而，在閱讀瞭專門講解“存儲器管理”的章節後，我的失望感愈發強烈。作者對分頁和分段的概念進行瞭詳盡的描述，並且花瞭大量篇幅去比較早期的緩存一緻性問題。這很學術，但對於理解現代Linux或Windows係統如何利用虛擬內存、寫時復製（Copy-on-Write）等技術來高效管理物理資源，幾乎沒有任何幫助。書中關於多級頁錶結構的比喻，雖然努力做到形象化，但最終還是停留在概念層麵，沒有給齣任何內核代碼片段或者實際的係統調用流程圖作為參考。我總覺得，一本名為“係統基礎”的書，理應成為一座連接理論與操作係統的橋梁，但這本書卻更像是一座隻展示瞭橋梁設計圖紙的紀念碑，雖然精美，卻無法讓我通過它到達彼岸。

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我最近在嘗試構建一個小型物聯網（IoT）項目，急需一本能係統梳理底層硬件與軟件交互邏輯的書籍。然而，在我翻閱這本關於“電子信息係統”的教材時，發現它在網絡協議棧的介紹上顯得力不從心。書中花費瞭大量的篇幅去討論布爾代數和邏輯門電路的優化，這固然是基礎，但對於我關注的TCP/IP協議簇的深入解析，卻顯得非常簡略。比如，對於擁塞控製算法（如CUBIC或BBR）的工作原理，書中僅僅是一筆帶過，甚至沒有提供清晰的數據流嚮圖。當我試圖通過書中的章節來理解數據包在不同網絡層之間的封裝與解封裝過程時，發現作者似乎更傾嚮於理論推導，而不是實際操作的指導。這讓我感到非常睏惑，畢竟在現代信息係統中，網絡層和應用層的有效協作是核心。我更希望看到一些關於嵌入式設備如何與雲端進行安全通信的實際案例，而不是停留在對馮·諾依曼體係結構的陳舊描述上。這本書在“係統”這個詞的理解上，似乎更側重於“電子”的物理實現層麵，而對“信息”的流動與處理的現代實踐著墨不多。

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這本書的語言風格給我一種強烈的“老派學者”的氛圍。大量的長句和復雜的從句結構，使得閱讀過程需要極高的專注度來確保沒有遺漏任何一個限定條件或轉摺詞。比如，在解釋數據壓縮算法的效率時，作者會使用諸如“……鑒於上述前提，其內在的邏輯推導必然導嚮一個結構性的結論，即在非綫性約束條件下……”這樣的句式。這使得內容的吸收速度非常慢，尤其是在疲勞狀態下，很容易齣現理解偏差。我更偏愛那種用清晰、簡潔的語言直接切入主題的寫作方式，比如使用大量的項目符號、流程圖和對比錶格來組織信息。這本書的排版也相對陳舊，字體選擇和段落間距沒有充分考慮長時間閱讀的舒適性。它更像是一份被仔細保存下來的曆史文獻，而非一本麵嚮快速迭代的現代信息技術領域的學習工具。閱讀體驗更像是被動地接受灌輸，而不是主動地探索發現。

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電子綫路課上必備

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