本书分为综合实验与综合设计两篇。第一篇的综合实验共有8章，涵盖了光、机、电和算等多学科的实验，包括基础理论（或称验证性）的实验教学内容与创新性和实训性的实验内容。第二篇的综合设计由4章构成。首先编排一些简单而基础的实验设计；然后根据先易后难的原则安排一定量的课程设计课题，也筛选了一些具有代表性的毕业设计课题，引用了一些综合性、实用性和创新性强的设计课题，目的是使学生学会从事设计所必须掌握的知识和技能；最后列举一些难度较高且具有当前水平的设计实例，目的是使学生了解、认识与掌握当前光电信息方向的科技发展水平的设计内容。

本书包括光电信息综合实验与综合设计两篇。第一篇为基础理论与技术方面的综合实验，包括：光电传感器原理与变换电路实验，线阵CCD传感器原理与应用实验，面阵CCD图像传感器与数字图像处理技术实验，应用光学与光学系统实验，光的衍射与干涉实验，光电检测技术实验，光纤通信与光纤传感实验，激光原理与应用实验。这部分内容既可用于实验教学，也可作为实训内容。第二篇为综合性、开发性方面的设计实例，包括光电信息转换方面的实验开发与设计，光电信息技术方向课程设计，毕业设计课题，综合性与创新性设计等方面的课题。

本书可作为高等学校光信息科学与技术、光电信息工程、机械电子工程、测控技术与仪器等专业本科及研究生的辅助教材，也可作为光电技术领域科技人员的参考书。

第一篇 基础理论与技术实验

第0章 光电信息实验的预备知识/（2）

 0.1 光电信息方向的实验室/（2）

 0.2 光电综合实验平台简介/（2）

 0.3 光电信息实验基本规则/（6）

第1章 光电传感器原理与变换电路实验/（7）

 1.1 光源与光度辐射度参数的测量实验/（7）

 1.2 光敏电阻特性参数及其测量实验/（12）

 1.3 光敏电阻的变换电路实验/（16）

 1.4 光电二极管特性参数及其测量实验/（18）

 1.5 光电池的偏置与基本特性实验/（23）

 1.6 光电三极管特性参数及其测量实验/（27）

 1.7 光电倍增管电流倍增特性与特性参数测试实验/（31）

 1.8 光电耦合器特性参数测量实验/（36）

 1.9 热敏器件与热释电探测器实验/（40）

 1.10 PSD实验/（42）

 1.11 LED角度特性参数测量实验/（45）

 1.12 LED光谱特性的测量与光栅光谱仪实验/（46）

第2章 线阵CCD传感器原理与应用实验/（49）

 2.1 线阵CCD原理与驱动特性实验/（49）

 2.2 线阵CCD输出特性测量实验/（52）

 2.3 利用线阵CCD进行物体外形尺寸测量实验/（54）

 2.4 线阵CCD的A/D数据采集实验/（59）

 2.5 用软件提取边缘信号的二值化实验/（61）

 2.6 用线阵CCD测量物体的倾斜角度实验/（63）

 2.7 条码的测量与识别实验/（66）

 2.8 用线阵CCD测量物体的振动实验/（71）

 2.9 利用线阵CCD对运动物体进行图像扫描实验/（73）

第3章 面阵CCD图像传感器实验/（77）

 3.1 面阵CCD原理及驱动实验/（77）

 3.2 面阵CCD的数据采集与计算机接口实验/（79）

 3.3 面阵CCD尺寸测量实验/（81）

 3.4 面阵CCD颜色识别实验/（84）

 3.5 图像的点运算实验/（86）

 3.6 图像的几何变换处理实验/（89）

 3.7 图像增强实验/（92）

 3.8 图像边缘检测与轮廓信息处理实验/（97）

 3.9 典型图像分析方法实验/（100）

 3.10 微光像增强器原理与应用实验/（104）

第4章 应用光学与光学系统实验/（107）

 4.1 光学实验必备知识/（107）

 4.2 组装远心照明光源与测量薄凸透镜的焦距实验/（110）

 4.3 位移法测量薄凸透镜焦距实验/（113）

 4.4 组装显微镜系统实验/（114）

 4.5 组装透射式幻灯机实验/（115）

 4.6 透镜组节点、焦距测量实验/（117）

 4.7 保罗棱镜及其转向功能实验/（119）

 4.8 光的偏振现象与偏振光应用实验/（120）

 4.9 透镜的傅里叶性质及常用函数与图形的光学频谱分析实验/（124）

 4.10 4f光学系统FT及IFT系统实验/（126）

第5章 光的衍射与干涉实验/（129）

 5.1 夫琅禾费衍射实验/（129）

 5.2 夫琅禾费单缝衍射实验/（131）

 5.3 夫琅禾费圆孔衍射实验/（134）

 5.4 双缝干涉实验/（136）

 5.5 利用夫琅禾费衍射测量细丝直径实验/（138）

 5.6 利用衍射测量物体位置与振动实验/（139）

 5.7 菲涅耳直边衍射实验/（140）

 5.8 菲涅耳圆孔衍射实验/（141）

 5.9 全场衍射测量微小变形量实验/（142）

 5.10 干涉现象与迈克耳孙干涉仪的构建实验/（143）

 5.11 利用迈克耳孙干涉系统测量微位移实验/（146）

第6章 光电检测技术实验/（148）

 6.1 纳米量级微弱振动的监测实验/（148）

 6.2 材料拉伸变形量的测量实验/（150）

 6.3 物体颜色的测量与识别实验/（151）

 6.4 物体二维空间位置测量实验/（154）

 6.5 光栅与莫尔条纹原理实验/（156）

 6.6 光电信息调制与解调实验/（158）

第7章 光纤通信与光纤传感实验/（162）

 7.1 光纤、光缆的分类与识别实验/（162）

 7.2 光纤传输信号原理与损耗测试实验/（165）

 7.3 多模光纤数值孔径测试实验/（168）

 7.4 光纤的接续（含熔接）与扩展实验/（171）

 7.5 光纤连接器结构、型号识别与应用实验/（173）

 7.6 波分复用（WDM）原理与合、分波实验/（174）

 7.7 WDM器件的串扰与损耗测试实验/（179）

 7.8 光纤传感原理实验/（182）

 7.9 光纤温度传感器原理与应用实验/（184）

 7.10 光纤压力传感器原理与应用实验/（186）

 7.11 光纤光开关特性与应用实验/（187）

 7.12 光纤通信原理与应用实验/（189）

 7.13 光发射机消光比的测量实验/（191）

 7.14 音频模拟信号传输实验/（193）

第8章 激光原理与应用实验/（195）

 8.1 半导体激光二极管（LD）原理的认识性实验/（195）

 8.2 激光器（含LD）的输出特性测量实验/（197）

 8.3 LD伏安特性测量实验/（200）

 8.4 LD光源发光空间特性与发光半角宽度的测量实验/（201）

 8.5 LD发光光谱特性的测量实验/（204）

 8.6 激光电光调Q实验/（207）

 8.7 激光器晶体角度匹配倍频实验/（210）

 8.8 YAG脉冲激光器的装调和最佳耦合角选取实验/（213）

 8.9 He-Ne多谱线激光器测试实验/（215）

第二篇 综合性、开发性设计

第9章 光电信息转换技术实验开发与设计/（220）

 9.1 激光扫描法测量物体外径实验/（220）

 9.2 像偏移法测量位移实验/（222）

 9.3 激光多普勒测速仪实验/（222）

 9.4 干涉法测量表面平整度实验/（223）

 9.5 电光调制实验/（224）

 9.6 声光调制器实验/（229 ）

第10章 光电信息课程设计/（232）

 10.1 光功率测量方法与光功率计的设计/（232）

 10.2 照度测量方法与照度计的设计/（234）

 10.3 发光强度测量仪的设计/（236）

 10.4 亮度测量方法与亮度计的设计/（238）

第11章 光电信息技术方向毕业设计课题/（241）

 11.1 光电遥控多功能开关的设计/（241）

 11.2 沿路标自动行驶车辆的方向与速度的控制设计/（251）

 11.3 太阳转动保持最高接收效率的跟随系统/（257）

 11.4 高速飞行体飞行姿态采集与分析的研究/（262）

 11.5 旋转物体内孔表面质量的检测与分析/（265）

 11.6 浮法玻璃板在线检测玻璃表面的“贴锡”缺陷/（267）

 11.7 透明薄膜厚度的测量/（269）

 11.8 利用干涉技术测量光学膜层的厚度/（273）

第12章 综合性与创新性设计课题/（276）

 12.1 瓷砖外形尺寸的测量/（276）

 12.2 利用面阵CCD拼接技术测量大尺寸轴径/（279）

 12.3 物体表面质量测量技术研究（面阵CCD）/（281）

 12.4 物体边界检测仪的设计/（283）

 12.4.1 技术要求/（283）

 12.4.2 物体边界位置检测方法/（284）

 12.4.3 物体边界位置检测系统的设计原则/（290）

 12.5 大米自动分选机色选系统设计/（290）

 12.5.1 色选系统与大米自动分选机的技术要求/（291）

 12.5.2 色选系统的线阵CCD图像传感器/（293）

 12.5.3 大米自动分选机色选系统的设计原则/（295）

 12.6 成像系统像质评价和光学传递函数的测量/（296）

 12.6.1 光学成像系统像质评价/（296）

 12.6.2 光学全息技术主要功能及其应用/（297）

 12.6.3 光学传递函数的测量方法/（297）

 12.7 光栅尺的设计/（301）

 12.7.1 基本概念和技术要求/（301）

 12.7.2 光栅莫尔条纹与线阵CCD/（302）

 12.7.3 光栅尺的设计原则/（303）

附录A 光电综合实验平台软件资料/（305）

附录B TCD2252D手册/（312）

附录C TCD1251UD线阵CCD/（315）

附录D 线阵CCD应用开发实验仪（LCCDAD-II）编程手册/（321）

附录E 图像采集软件编程指导/（332）