第1章 信息的光調制與傳輸1
1.1 光波的電磁特性 ……………………………………………………… 1
1.1.1 光的基本特性 ……………………………………………… 1
1.1.2 光波的偏振特性 …………………………………………………… 5
1.1.3 光的相千性 …………………………………………… 11
1.1.4 光的吸收和散射 …………………………………………… 14
1.2 信息的光調制 ……………………………………………………… 18
1.2.1 光強的時域調制 ………………………………………… 21
1.2.2 光學信息的空域調制變換原理 …………………………… 32
1.2.3 光波參數調制變換原理…………………………………… 47
1.2.4 光波參數調制方法………………………………………………… 47
1.2.5 光纖傳感中的光調制技術……………………………………… 68
1.3 光波的傳輸 ………………………………………………………………… 83
l.3.1 激光在自由空間的傳輸…………………………………… 83
1.3.2 光波在光纖中的傳輸…………………………………………… 87
1.3.3 光波在大氣中的傳輸 ……………………………………… 102
1.3.4 光波在水下的傳輸 …………………………………………… 109
參考文獻 …………………………………………………………………………… 111
第2章 光電探測114
2.1 光電探測描述 ……………………………………………………… 114
2.1.1 光電探測基本模型 …………………………………………… 114
2.1.2 光譜響應范圍 ……………………………………………………… 114
2.2 光電探測物理效應…………………………………………………… 115
2.2.1 光電效應 ……………………………………………………… 115
2.2.2 光熱效應 …………………………………………………………………… 121
2.3 光電轉換基本規律及其光電子計數統計 …………………………… 122
2，3.1 光電轉換基本規律 …………………………………………… 122
2.3.2 光電子計數統計 …………………………………………………… 123
2.4 光電探測器性能參數…………………………………………………………… 125
2.4.1 探測靈敏度 ………………………………………………… 125
2.4.2 光譜響應 ………………………………………………………… 125
2.4.3 響應時間和頻率響應 …………………………………… 127
2.4.4 量子效率 …………………………………………………… 128
2.4.5 噪聲等效功率 ……………………………………………………… 128
2.4.6 探測率與比探測率 …………………………………………… 129
2.5 光探測器噪聲 …………………………………………………………………… 129
2.5.1 噪聲來源 …………………………………………………………… 129
2.5.2 噪聲特點……………………………………………………… 130
2.5.3 噪聲類型 ………………………………………………………… 131
2.6 光電探測器 ………………………………………………………… 136
2.6.1 光電管與光電倍增管 ……………………………………………… 136
2.6.2 光電導探測器 ………………………………………………… 139
2.6.3 光伏特探測器 ……………………………………………… 143
2.6.4 熱探測器 ……………………………………………… 148
2.6.5 圖像陣列探測器 …………………………………………… 152
2.6.6 新型光電探測器 ………………………………………… 161
2.7 光探測器的偏置與放大…………………………………………… 162
2.7.1 常用偏置電路 …………………………………………… 162
2.7.2 常用放大電路 ………………………………………… 165
2.7.3 應用實例 …………………………………………………… 166
參考文獻 …………………………………………………………………………………… 167
第3章 光波參數檢測168
3.1 激光能量與光功率測量………………………………………… 168
3.1.1 激光能量測量 …………………………………………… 169
3.1.2 激光功率測量 ……………………………………………………… 171
3.2 光波長（頻率）檢測………………………………………………… 172
3.2.1 可調諧F-P（Fabry-Perot）腔方法 ……………………… 172
3.2.2 邁克耳孫干涉方法 ………………………………………… 176
3.2.3 光外差干涉方法 ………………………………………… 177
3.2.4 聲光方法 ………………………………………………… 184
3.2.5 微型光譜儀方法 ………………………………………… 185
3.3 光波相位檢測 ………………………………………………………… 187
3.3.1 光波相位的干涉測量原理 …………………………………… 187
3.3.2 光波相位的干涉測量方法 ……………………………… 189
3.4 偏振檢測 ……………………………………………………………… 207
3.4.1 基本方法……………………………………………………… 208
3.4.2 偏振檢測的應用 ……………………………………………………… 210
3.5 激光光束測量 ………………………………………………………… 218
3.5.1 M的測量 ………………………………………………… 219
3.5.2 光強分布測量 ………………………………………………… 222
3.6 激光波前檢測 …………………………………………………… 228
3.6.1 Hartmann-Shac波前傳感器工作原理 ……………… 228
3.6.2 光學質心計算 …………………………………………… 229
3.6.3 入射光波前重構 ……………………………………………… 229
3.6.4 M因子的計算 …………………………………………………… 231
參考文獻 ……………………………………………………………………………… 231
