Основы оптоэлектроники
- ISBN
- 978-5-9729-2354-0
- Кол-во страниц
- 340
- Формат
- 148х210
- Переплет
- Твердый
- Год
- 2025
- Вес
- 0,508
Библиографическая запись:
Основы оптоэлектроники : учебник / С. А. Покотило, Ю. Ю. Песчаный. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2025. – 340 с. : ил., табл.
Изложены научные основы оптоэлектроники. Показаны спектральные и интегральные отражательные характеристики земной поверхности, дан расчёт коэффициента пропускания атмосферы. Рассмотрены люминесцентные источники света, свойства лазерного излучения, светофильтры, фотоэмиссионные приёмники. Для студентов высших технических учебных заведений, обучающихся по направлениям 12.03.01 «Приборостроение», 12.03.02 «Оптотехника», 12.03.03 «Фотоника и оптоинформатика», 12.00.00 «Фотоника, приборостроение, оптические и биотехнические системы и технологии», 12.05.01 «Электронные и оптико-электронные приборы и системы специального назначения» и по специальности «Оптико-электронные приборы и системы».
Список сокращений и обозначений 6
Введение 9
Краткие исторические сведения 10
1. ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 16
1.1. Определение оптического излучения. Оптические лучи и пучки 16
1.2. Энергетическая и фотометрическая системы единиц 18
1.3. Волновые свойства 23
1.4. Пространственная и временная когерентность 25
1.5. Поляризация 29
1.6. Квантовые свойства 32
1.7. Понятие о нелинейной оптике 36
1.8. Некогерентные нелинейные эффекты 38
1.9. Когерентные нелинейные эффекты 39
Контрольные вопросы 43
2. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИРОДНЫХ И ИСКУССТВЕННЫХ ОБРАЗОВАНИЙ 45
2.1. Виды взаимодействия оптического излучения со средой 45
2.2. Количественные оценки взаимодействия оптического излучения со средой 46
2.3. Спектральные и интегральные отражательные характеристики
земной поверхности 49
2.4. Спектральные и интегральные характеристики искусственных
образований и сред 51
2.5. Распространение оптического излучения в атмосфере 54
2.6. Расчёт коэффициента пропускания атмосферы 58
Контрольные вопросы 64
3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОНИКИ 65
3.1. Оптический сигнал 65
3.2. Линейные оптические системы 72
3.3. Преобразование Фурье и его свойства 79
3.4. Примеры расчёта пространственно-частотных спектров 89
3.5. Дискретизация двумерных сигналов 100
3.6. Дискретное преобразование Фурье 103
3.7. Другие виды ортогональных преобразований 104
3.8. Понятие о цифровой фильтрации 110
Контрольные вопросы 113
4. ИСТОЧНИКИ НЕКОГЕРЕНТНОГО ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 115
4.1. Классификация источников некогерентного оптического излучения 115
4.2. Законы излучения абсолютно чёрного тела 117
4.3. Излучение нечёрных тел 121
4.4. Лампы накаливания 129
4.5. Люминесценция 135
4.6. Люминесцентные источники света 139
4.7. Светодиоды 143
Контрольные вопросы 146
5. ИСТОЧНИКИ КОГЕРЕНТНОГО ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 147
5.1. Принцип работы лазера 147
5.2. Оптические среды для генерации лазерного излучения 152
5.3. Свойства лазерного излучения 154
5.4. Твёрдотельные лазеры 159
5.5. Газовые лазеры 163
5.6. Полупроводниковые лазеры 167
5.7. Новые виды лазеров 171
5.8. Особенности эксплуатации лазеров 174
Контрольные вопросы 176
6. ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ 178
6.1. Определение и классификация 178
6.2. Законы геометрической оптики 179
6.3. Элементы и параметры преломляющих оптических систем 180
6.4. Зеркальные оптические системы 183
6.5. Диафрагмы 186
6.6. Аберрации оптических систем 187
6.7. Расчёт освещённости в фокальной плоскости объектива 195
6.8. Светофильтры 197
6.9. Интегральная оптика 199
Контрольные вопросы 207
7. МОДУЛЯТОРЫ И ДЕФЛЕКТОРЫ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 209
7.1. Назначение и классификация модуляторов 209
7.2. Электрооптические модуляторы 210
7.3. Оптические дефлекторы 216
Контрольные вопросы 225
8. ПРИЁМНИКИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 226
8.1. Назначение и классификация 226
8.2. Параметры и характеристики 227
8.3. Фотоэмиссионные приёмники 234
8.4. Полупроводниковые приёмники 248
8.5. Фотохимические приёмники 260
Контрольные вопросы 271
9. ОСНОВЫ РАСЧЁТА И ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК
ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ И СИСТЕМ 273
9.1. Определение и классификация оптико-электронных приборов и систем 273
9.2. Обобщённая функциональная схема оптико-электронной системы 275
9.3. Энергетический расчёт оптико-электронной системы 276
9.4. Пространственно-частотный расчёт оптико-электронных приборов и систем 279
Контрольные вопросы 283
10. ЗРИТЕЛЬНОЕ ВОСПРИЯТИЕ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 284
10.1. Строение и основные свойства глаза человека 284
10.2. Основные характеристики зрительного аппарата 286
10.3. Понятие о цветовых расчётах и измерениях 288
10.4. Расчёт дальности видимости белого и цветного огней 290
Контрольные вопросы 296
11. ФОРМИРОВАНИЕ ОПТИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ 297
11.1. Выходной сигнал линейной оптической системы 297
11.2. Распространение оптических сигналов в свободном пространстве 298
11.3. Фокусирующее свойство линзы. Формирование изображения идеальной оптической системой 301
11.4. Когерентная и некогерентная передаточные функции оптической системы 305
11.5. Разрешающая способность оптической системы 308
11.6. Критерии оценки качества оптического изображения 310
11.7. Безлинзовые оптические системы – голография 311
Контрольные вопросы 317
12. ОСНОВЫ РАСЧЁТА НАДЁЖНОСТИ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ 319
12.1. Методика расчёта надёжности оптико-электронных приборов 319
12.2. Эксплуатационная интенсивность отказов 320
Литература 335