“现代机电一体化技术丛书”编委会

主　任　林　宋

副主任　王生泽　王侃　方建军

委　员（排名不分先后）

胡于进　王生泽　何　勇　谢少荣　罗　均　莫锦秋　王石刚

张　朴　徐盛林　林　宋　殷际英　方建军　尚国清　郭瑜茹

杨野平　戴　荣　周洪江　刘杰生　黎　放　刘　勇　王　晶

王　侃　白传栋　袁俊杰　胡福文　董信昌　马　梅

丛书序

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化是微电子技术、计算机技术、信息技术与机械技术的相互交叉与融合，是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。机电一体化产品是集机械、微电子、自动控制和通信技术于一体的高科技产品，具有很高的功能和附加值。

目前，国际上产业结构的调整使得各个行业不断融合和协调发展。作为机械与电子相结合的复合产业，机电一体化以其特有的技术带动性、融合性和普适性，受到了国内外科技界、企业界和政府部门的特别关注，它将在提升传统产业的过程中，带来高度的创新性、渗透性和增值性，成为未来制造业的支柱。我国已经将发展机电一体化技术列为重点高新科技发展项目，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

随着机电一体化技术的不断发展，各个行业的技术人员对其兴趣和需求也与日俱增。但到目前为止，国内还鲜有将光机电一体化技术作为一个整体技术门类来介绍和论述的书籍，这与其方兴未艾的发展势头形成了巨大反差。有鉴于此，由北方工业大学、东华大学、上海交通大学和北京联合大学联合编写“现代机电一体化技术丛书”，旨在适时推出一套机电一体化技术基本知识和应用实例的科技丛书，满足科研设计单位、企业及高等院校的科研和教学需求，为有关技术人员在开发机电一体化产品时，提供从产品造型、功能、结构、材料、传感测量到控制等诸方面有价值的参考资料。

本丛书共十二种，包括《机电一体化系统分析、设计与应用》、《机电一体化系统软件设计与应用》、《机电一体化系统接口技术及工程应用》、《机电一体化系统设计及典型案例分析》、《光电子技术及其应用》、《现代传感器及工程应用》、《微机电系统及工程应用》、《光机电一体化技术产品典型实例：工业》、《光机电一体化技术产品典型实例：民用》、《现代数控机床及控制》、《楼宇设备控制及应用实例》、《服务机器人》。

丛书的基本特点，一是内容新颖，力求及时地反映机电一体化技术在国内外的最新进展和作者的有关研究成果；二是系统全面，分门别类地归纳总结机电一体化技术的基本理论和在国民经济各个领域的应用实例，重点介绍了机电一体化技术的工程应用和实现方法，许多内容，如楼宇自动门的专门论述，尚属国内首次；三是深入浅出，重点突出，理论联系实际，既有一定的深度，又注重实用性，力求满足不同层次读者的需求，适合工程技术人员阅读和高校机械类专业教学的需要。

由于本丛书涉及内容广泛，相关技术发展迅速，加之作者水平有限，时间紧促，书中不妥之处在所难免，恳请专家、学者和读者不吝指教为盼！

“现代机电一体化技术丛书”编委会

前言

随着科学的进步，光电子技术得到了蓬勃的发展。它不仅由多学科互相融合和互相渗透，而且在各个科学领域的应用也十分广泛，如信息光电子技术、通信光电子技术、生物科学和医用光电子技术、军用光电子技术等。随着光电子技术应用的快速发展以及在其他科技领域的渗透，又形成了许多市场可观、发展潜力巨大的光电子产业，包括光纤通信产业、光显示产业、光存储产业、光电子材料产业、光电子检测产业、军用光电子产业以及光机电一体化产业。毋庸置疑，光电子技术对推动21世纪信息技术的发展至关重要。

对于一个专业技术人员，无论是从事通信技术还是国防军事技术，都需要了解和掌握新的光电子技术方面的综合知识，不断地提高专业水平。因此，我们适时编写了这本侧重普及技术基础理论和应用实例丰富的图书。

本书共分7章，比较全面地涵盖了光电子技术的各个主要方面。其中，第1章对光电子技术的基本内容作了概述；第2章介绍了光电探测技术的基本理论、主要探测器的工作原理和结构，介绍了光电探测系统的应用典型实例，使读者能更好地理解和掌握光电探测技术的实际应用；第3章着重介绍了构成光纤通信系统的关键部件即光纤、光发射机、光探测器和光放大器的性能特点及工作原理，并对光波波分复用多路光纤通信、相干光纤通信和全光通信系统的特点作了简要的介绍；第4章介绍了条形码技术的发展及其特点，讨论了条形码的编制方法，详细介绍了条形码系统的关键组成，即条形码阅读器的工作原理、结构及功能等；第5章介绍了光电对抗技术的基本理论，主要介绍了不同的光源侦察技术和对抗技术，讨论了光电反对抗的方法，并介绍了军用光电对抗系统的典型应用实例；第6章介绍了激光测距、激光雷达、激光导航、激光模拟器和激光通信等理论和方法，分析了激光武器在高技术战争中的发展趋势，讨论了激光武器的特点、类型、机理和应用，并介绍了它的典型应用；第7章介绍了光电子技术在生物医学中的应用，主要内容包括光和生物组织的相互作用，激光防护，生物医学检测与诊断和治疗的光学激光技术等。本书尽量避免出现过于繁复冗长的公式推导过程，在内容深度和语言叙述方面力求面向不同层次的读者，并配有大量说明图表。

本书第1章、第3章、第5章和第7章由郭瑜茹编写，第2章、第4章和第6章由林宋编写，全书由郭瑜茹统稿，本书编写过程中李奇志、尚国清、周洪江、胡家凤提供了帮助。

由于编著者水平所限，书中难免有不足之处，恳请读者批评指正。

编著者