本书将从人眼对图像的认识原理出发，介绍为达成符合人眼视觉灰度点阵要求所需要的光电转换、信息存储、图像分解传输及图像复原显示四个环节，迄今为止人类研究达成的各类光电成像器件及实现这些光电成像器件的相关原理与技术，进而介绍利用这些光电成像器件与技术以及其他相关技术形成的各类光电成像系统和光电成像系统的性能评价分析方法等内容。

白廷柱，北京理工大学光电学院教授，北京市教学名师。长期从事以光电成像理论与技术为核心的光电技术方面的教学和科研工作。

第1章 绪论(1)
1.1 关于光电成像技术(1)
1.1.1 光电成像技术对人眼视见光谱域
的拓展(2)
1.1.2 光电成像技术的应用领域(4)
1.2 人眼的视觉特性与模型(6)
1.2.1 人眼的构造(6)
1.2.2 人眼的视觉特性(7)
1.3 图像与实现图像的必需环节(12)
1.3.1 图像及其物理表述(12)
1.3.2 图像的解析与量化(13)
1.3.3 实现图像的必需环节(13)
1.4 光电成像的特性(14)
1.4.1 光电成像转换特性(14)
1.4.2 光电成像的时间特性(15)
1.4.3 光电成像的噪声特性(17)
1.4.4 光电成像的图像分辨特性(28)
习题与思考题(30)
第2章 电子束扫描成像技术(31)
2.1 摄像管工作原理(31)
2.1.1 摄像管的结构(31)
2.1.2 摄像管工作原理(31)
2.2 摄像管的分类(35)
2.2.1 光电导型摄像器件(35)
2.2.2 光电发射型摄像器件(40)
2.3 摄像管的性能参数(46)
2.3.1 摄像管的灵敏度(46)
2.3.2 摄像管的惰性(47)
2.3.3 摄像管的分辨力(51)
2.3.4 摄像管的其他特性参数(52)
2.4 热释电摄像管(53)
2.4.1 热释电效应与热释电摄像管(53)
2.4.2 热释电靶电荷图像的形成
与读出(57)
2.4.3 热释电摄像管工作的特点(59)
2.5 摄像管的电子枪(60)
2.5.1 电子枪的结构与分类(60)
2.5.2 电子枪工作原理(61)
2.5.3 交叠点空间电荷效应与层流枪(62)
2.5.4 电子枪中的准直透镜(63)
习题和思考题(64)
第3章 电子光学聚焦成像技术(65)
3.1 像管成像的物理过程(65)
3.1.1 辐射图像的光电转换(65)
3.1.2 电子图像的能量增强(66)
3.1.3 电子图像的发光显示(66)
3.2 像管的结构、分类与制造(67)
3.2.1 像增强器(一代像增强器)(67)
3.2.2 带有微通道板的像增强器(69)
3.2.3 负电子亲和势光阴极像增强器(70)
3.2.4 红外变像管、紫外变像管、X射线
变像管和γ射线变像管(70)
3.2.5 像管的制造(71)
3.3 像管的性能参数(71)
3.3.1 光谱响应特性(72)
3.3.2 增益特性(72)
3.3.3 背景特性(74)
3.3.4 成像特性(75)
3.4 辐射图像的光电转换(77)
3.4.1 光电子发射的基本理论(77)
3.4.2 典型实用光阴极(84)
3.4.3 光电发射的极限电流密度(92)
3.4.4 光阴极面发射电子过渡过程的
分析(93)
3.5 电子图像的成像理论(95)
3.5.1 电子光学基础(95)
3.5.2 旋转对称场中的场方程(96)
3.5.3 静电磁场中带电粒子的运动(98)
3.5.4 旋转对称电子光学系统的成像(102)
3.5.5 普遍情况下电子光学系统的
折射率(103)
3.5.6 电子透镜(105)
3.5.7 典型电子光学系统分析(109)
3.6 电子图像的发光显示(112)
3.6.1 荧光层发光理论基础(112)
3.6.2 荧光屏发光衰减过程分析(114)
3.6.3 典型荧光屏发光机理(116)
3.7 光学图像的传像与电子图像的倍增(118)
3.7.1 光学纤维面板(118)
3.7.2 微通道板(120)
3.8 像管的小型化直流高压电源(129)
3.8.1 直流高压电源工作原理(130)
3.8.2 倍压整流电路(130)
3.8.3 自动亮度控制电路(130)
3.8.4 直流选通高压电源(131)
3.8.5 自动快门电路(132)
习题和思考题(132)
第4章 电子驱动自扫描成像技术(1)(134)
4.1 固体成像器件的发展(134)
4.2 MOS电容器的电荷存储、耦合与
转移(135)
4.2.1 稳态下的MOS电容器(135)
4.2.2 非稳态下的MOS电容器(MOS
电容器的电荷存储原理)(138)
4.2.3 MOS电容器系统的实际开启
电压(140)
4.2.4 CCD的电荷耦合与传输原理(143)
4.3 CCD的结构及其物理性能分析(144)
4.3.1 CCD的结构(144)
4.3.2 CCD的物理性能(151)
4.4 CCD成像原理(166)
4.4.1 线阵CCD成像原理(166)
4.4.2 面阵CCD成像原理(168)
4.5 特殊CCD成像器件(169)
4.5.1 增强型CCD(ICCD)(169)
4.5.2 电子轰击型CCD(EBCCD)(170)
4.5.3 电子倍增CCD (Electron-Multiplying
CCD，EMCCD)(171)
4.5.4 其他异型CCD(172)
4.6 CMOS成像原理(174)
4.6.1 CMOS器件的结构(174)
4.6.2 CMOS器件的图像读出与
成像(174)
4.6.3 CMOS图像传感器像元(175)
4.6.4 CMOS器件的不足与改进(178)
4.6.5 Pixim的DPS成像技术(178)
4.6.6 CMOS与CCD图像传感器
的比较(180)
4.6.7 其他CMOS成像器件(181)
4.7 紫外焦平面成像器件(182)
4.7.1 涂敷变频膜的固体紫外探测器(183)
4.7.2 基于宽带半导体材料的紫外焦
平面成像器件(183)
4.8 近红外及短波红外焦平面成像器件(185)
4.9 固体成像器件的性能参数(185)
4.9.1 固体成像器件的光电转换特性(186)
4.9.2 固体成像器件的噪声特性(188)
4.9.3 固体成像器件的成像特性(188)
习题与思考题(190)
第5章 电子驱动自扫描成像技术(2)(191)
5.1 红外探测器的分类与性能(191)
5.1.1 热探测器(191)
5.1.2 光子探测器(光电探测器)(192)
5.2 红外探测器的工作条件和性能参数(194)
5.2.1 红外探测器的工作条件与要求(194)
5.2.2 红外探测器的性能参数(195)
5.3 红外焦平面探测器技术
(红外CCD)(197)
5.3.1 红外焦平面成像器件的构成(198)
5.3.2 单片式IR-CCD(199)
5.3.3 混合式IR-CCD(205)
5.3.4 Z平面红外焦平面探测器(208)
5.3.5 红外焦平面探测器制作工艺(208)
5.4 光电导型红外探测器理论分析(210)
5.4.1 光电导探测器的分类和基本
关系(210)
5.4.2 本征光电导探测器的性能分析(212)
5.4.3 非本征光电导探测器的性能
分析(218)
5.4.4 SPRITE探测器(221)
5.4.5 光电导探测器材料与工作模式(227)
5.5 光伏型红外探测器理论分析(229)
5.5.1 光伏探测器的响应度(230)
5.5.2 光伏型探测器工作方式分析(231)
5.5.3 光伏型探测器材料与工作模式(236)
5.6 量子阱与量子点红外探测器(237)
5.6.1 量子阱红外探测器(237)
5.6.2 量子点红外探测器(241)
5.7 非制冷红外焦平面探测器(242)
5.7.1 热释电探测器(243)
5.7.2 微测辐射热计(249)
5.7.3 其他热电型非制冷焦平面阵列(253)
5.7.4 非制冷焦平面技术分析(254)
5.8 基于光学读出的红外热成像技术(254)
5.8.1 基于MEMS微悬臂梁的红外
热成像技术(255)
5.8.2 基于热光阀的红外热成像技术(259)
习题与思考题(261)
第6章 光机扫描成像技术(262)
6.1 光机扫描成像的基本参数(262)
6.2 光机扫描系统(264)
6.2.1 基本扫描方式(264)
6.2.2 光机扫描器(265)
6.2.3 几种常用的光机扫描方案(271)
6.2.4 前置望远系统和中继透镜组(272)
6.3 光机扫描成像信号处理与显示(272)
6.3.1 光机扫描的成像方式(272)
6.3.2 光机扫描的信号处理与显示(274)
6.4 红外热成像系统中的微扫描技术(278)
6.4.1 提高分辨率的微扫描原理(278)
6.4.2 微扫描分类(279)
6.4.3 微扫描的工作模式(280)
6.4.4 微扫描系统(280)
6.4.5 微扫描系统的应用(281)
习题与思考题(282)
第7章 电视体制、摄像系统与图像
显示(283)
7.1 电视的体制与图像传送原理(283)
7.1.1 图像与图像的传送(283)
7.1.2 图像的解析与合成——扫描(284)
7.1.3 全电视信号(286)
7.1.4 电视图像的特点(288)
7.1.5 彩色全电视信号(290)
7.2 电视摄像系统(291)
7.2.1 摄像机的组成