“現代機電一體化技術叢書”編委會

主　任　林　宋

副主任　王生澤　王侃　方建軍

委　員（排名不分先后）

胡于進　王生澤　何　勇　謝少榮　羅　均　莫錦秋　王石剛

張　樸　徐盛林　林　宋　殷際英　方建軍　尚國清　郭瑜茹

楊野平　戴　榮　周洪江　劉杰生　黎　放　劉　勇　王　晶

王　侃　白傳棟　袁俊杰　胡福文　董信昌　馬　梅

叢書序

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。機電一體化是微電子技術、計算機技術、信息技術與機械技術的相互交叉與融合，是諸多高新技術產業和高新技術裝備的基礎。機電一體化產品是集機械、微電子、自動控制和通信技術于一體的高科技產品，具有很高的功能和附加值。

目前，國際上產業結構的調整使得各個行業不斷融合和協調發展。作為機械與電子相結合的復合產業，機電一體化以其特有的技術帶動性、融合性和普適性，受到了國內外科技界、企業界和政府部門的特別關注，它將在提升傳統產業的過程中，帶來高度的創新性、滲透性和增值性，成為未來制造業的支柱。我國已經將發展機電一體化技術列為重點高新科技發展項目，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。

隨著機電一體化技術的不斷發展，各個行業的技術人員對其興趣和需求也與日俱增。但到目前為止，國內還鮮有將光機電一體化技術作為一個整體技術門類來介紹和論述的書籍，這與其方興未艾的發展勢頭形成了巨大反差。有鑒于此，由北方工業大學、東華大學、上海交通大學和北京聯合大學聯合編寫“現代機電一體化技術叢書”，旨在適時推出一套機電一體化技術基本知識和應用實例的科技叢書，滿足科研設計單位、企業及高等院校的科研和教學需求，為有關技術人員在開發機電一體化產品時，提供從產品造型、功能、結構、材料、傳感測量到控制等諸方面有價值的參考資料。

本叢書共十二種，包括《機電一體化系統分析、設計與應用》、《機電一體化系統軟件設計與應用》、《機電一體化系統接口技術及工程應用》、《機電一體化系統設計及典型案例分析》、《光電子技術及其應用》、《現代傳感器及工程應用》、《微機電系統及工程應用》、《光機電一體化技術產品典型實例：工業》、《光機電一體化技術產品典型實例：民用》、《現代數控機床及控制》、《樓宇設備控制及應用實例》、《服務機器人》。

叢書的基本特點，一是內容新穎，力求及時地反映機電一體化技術在國內外的最新進展和作者的有關研究成果；二是系統全面，分門別類地歸納總結機電一體化技術的基本理論和在國民經濟各個領域的應用實例，重點介紹了機電一體化技術的工程應用和實現方法，許多內容，如樓宇自動門的專門論述，尚屬國內首次；三是深入淺出，重點突出，理論聯系實際，既有一定的深度，又注重實用性，力求滿足不同層次讀者的需求，適合工程技術人員閱讀和高校機械類專業教學的需要。

由于本叢書涉及內容廣泛，相關技術發展迅速，加之作者水平有限，時間緊促，書中不妥之處在所難免，懇請專家、學者和讀者不吝指教為盼！

“現代機電一體化技術叢書”編委會

前言

隨著科學的進步，光電子技術得到了蓬勃的發展。它不僅由多學科互相融合和互相滲透，而且在各個科學領域的應用也十分廣泛，如信息光電子技術、通信光電子技術、生物科學和醫用光電子技術、軍用光電子技術等。隨著光電子技術應用的快速發展以及在其他科技領域的滲透，又形成了許多市場可觀、發展潛力巨大的光電子產業，包括光纖通信產業、光顯示產業、光存儲產業、光電子材料產業、光電子檢測產業、軍用光電子產業以及光機電一體化產業。毋庸置疑，光電子技術對推動21世紀信息技術的發展至關重要。

對于一個專業技術人員，無論是從事通信技術還是國防軍事技術，都需要了解和掌握新的光電子技術方面的綜合知識，不斷地提高專業水平。因此，我們適時編寫了這本側重普及技術基礎理論和應用實例豐富的圖書。

本書共分7章，比較全面地涵蓋了光電子技術的各個主要方面。其中，第1章對光電子技術的基本內容作了概述；第2章介紹了光電探測技術的基本理論、主要探測器的工作原理和結構，介紹了光電探測系統的應用典型實例，使讀者能更好地理解和掌握光電探測技術的實際應用；第3章著重介紹了構成光纖通信系統的關鍵部件即光纖、光發射機、光探測器和光放大器的性能特點及工作原理，并對光波波分復用多路光纖通信、相干光纖通信和全光通信系統的特點作了簡要的介紹；第4章介紹了條形碼技術的發展及其特點，討論了條形碼的編制方法，詳細介紹了條形碼系統的關鍵組成，即條形碼閱讀器的工作原理、結構及功能等；第5章介紹了光電對抗技術的基本理論，主要介紹了不同的光源偵察技術和對抗技術，討論了光電反對抗的方法，并介紹了軍用光電對抗系統的典型應用實例；第6章介紹了激光測距、激光雷達、激光導航、激光模擬器和激光通信等理論和方法，分析了激光武器在高技術戰爭中的發展趨勢，討論了激光武器的特點、類型、機理和應用，并介紹了它的典型應用；第7章介紹了光電子技術在生物醫學中的應用，主要內容包括光和生物組織的相互作用，激光防護，生物醫學檢測與診斷和治療的光學激光技術等。本書盡量避免出現過于繁復冗長的公式推導過程，在內容深度和語言敘述方面力求面向不同層次的讀者，并配有大量說明圖表。

本書第1章、第3章、第5章和第7章由郭瑜茹編寫，第2章、第4章和第6章由林宋編寫，全書由郭瑜茹統稿，本書編寫過程中李奇志、尚國清、周洪江、胡家鳳提供了幫助。

由于編著者水平所限，書中難免有不足之處，懇請讀者批評指正。

編著者