高等學校教材：光電子技術（第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張永林，狄紅衛 著

圖書標籤:

• 光電子技術
• 光電子學
• 高等教育
• 教材
• 電子信息
• 物理學
• 通信工程
• 光學工程
• 半導體
• 傳感器

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040364828

版次：2

商品編碼：11164944

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2012-12-01

用紙：膠版紙

頁數：257

字數：380000

正文語種：中文

內容簡介

《高等學校教材：光電子技術（第2版）》介紹光電子技術的理論和應用基礎，介紹光電子係統中關鍵器件的原理、結構、應用技術和新的發展。第1章介紹光電係統的常用光源、半導體激光器、光縴激光器和發光二極管。第2章介紹光調製技術和典型的光調製器。第3章介紹光電轉換的理論基礎、重要的光探測器及其應用技術。第4章介紹CCD、CMOS圖像傳感器和圖像增強器等光電成像器件。第5章介紹光存儲器及新技術。第6章介紹LCD、LED、OLED、PDP.DMD、LCOS等當前引人注目的平闆顯示器件。進入21世紀，光電子技術飛速發展，在人類生産和生活中展現輝煌。在第一版前6章的基礎上，第二版加入瞭新的內容，並增加瞭第7、8兩章。第7章介紹光電子技術在信息、能源、公安國防、生物醫學等領域中的應用。第8章介紹發展中的納米光電子材料與器件、近場光學、光子晶體及應用。
《高等學校教材：光電子技術（第2版）》適用於高等學校本科光電信息科學與工程、電子科學與技術、電子信息工程、應用物理學等專業，也可供其他相關專業師生和科技人員參考。《高等學校教材：光電子技術（第2版）》取材新穎，內容豐富，深入淺齣，應用性強，可作為本科及以上層次的光電子技術課程的教材或參考書。

內頁插圖

目錄

第1章 光源
1.1 輻射度學與光度學的基礎知識
1.2 熱輻射光源
1.3 氣體放電光源
1.4 激光器
1.4.1 激光器概述
1.4.2 固體激光器
1.4.3 半導體激光器
1.4.4 光縴激光器
1.5 發光二極管（LED）
1.5.1 普通亮度的LED
1.5.2 超高亮度的LED
1.5.3 白光LED
練習與思考題

第2章 光輻射的調製
2.1 機械調製
2.2 電光調製
2.3 聲光調製
2.4 磁光調製
2.5 電吸收光調製
練習與思考題

第3章 光探測器
3.1 光探測器的理論基礎
3.1.1 光熱效應
3.1.2 光電效應
3.1.2.1 半導體中的載流子
3.1.2.2 光電導效應
3.1.2.3 光伏效應
3.1.2.4 光電發射效應
3.1.3 光探測器的噪聲
3.1.4 光探測器的性能參數
3.2 光熱探測器
3.2.1 熱敏電阻
3.2.2 熱釋電探測器
3.3 光電探測器
3.3.1 光電導器件
3.3.2 結型光電器件
3.3.2.1 基本原理
3.3.2.2 光電池
3.3.2.3 光電二極管
3.3.2.4 光電三極管
3.3.2.5 光電場效應管
3.3.2.6 組閤式光電探測器
3.3.3 光電發射器件
3.3.3.1 光電管
3.3.3.2 光電倍增管
3.4 集成光電子器件
3.5 微光機電係統
練習與思考題

第4章 光電成像器件
4.1 攝像管
4.2 攝像器件的性能參數
4.3 電荷耦閤器件CCD
4.4 CMOS圖像傳感器
4.5 圖像增強器
練習與思考題

第5章 光存儲器
5.1 光存儲器概述
5.2 光盤存儲器的工作原理
5.3 CD、DVD、藍光光盤、可擦重寫型光盤
5.4 超高密度光存儲技術
練習與思考題
第6章平闆顯示器件
6.1 液晶顯示器（LCD）
6.2 LED、OLED顯示器
6.3 等離子體顯示器（PDP）
6.4 DLP投影顯示（DMD）
6.5 矽基液晶顯示器（LCOS）
練習與思考題

第7章 光電子技術在現代社會中的應用
7.1 光電子技術與信息社會
7.2 光電子技術與新能源、光加工
7.2.1 太陽能利用
7.2.2 慣性約束核聚變
7.2.3 激光加工
7.3 光電子技術應用於公安國防
7.3.1 應用於公安工作
7.3.2 應用於軍事技術
7.4 光電子技術支撐著生物醫學
7.4.1 激光醫療
7.4.2 生物醫學中典型的光電儀器

第8章 發展中的納米光電子技術
8.1 納米光電子材料
8.2 納米光電子器件
8.3 近場光學
8.4 光子晶體
8.4.1 光子晶體的基本概念
8.4.2 光子晶體的主要應用
8.4.3 光子晶體光縴
8.4.4 光子晶體的負摺射效應
參考文獻

《光電子技術（第2版）》圖書簡介 概述 《光電子技術（第2版）》是一本旨在為高等學校學生提供係統、全麵光電子技術基礎知識的教材。本書在第一版的基礎上，進行瞭內容更新和結構優化，力求緊跟光電子技術領域日新月異的發展步伐，突齣理論與實踐相結閤的教學理念。本書內容涵蓋瞭光電子技術的核心概念、關鍵器件、典型應用以及未來的發展趨勢，是光學工程、電子科學與技術、通信工程、信息與計算科學等相關專業學生的理想讀物。 本書特色 1. 係統性強，邏輯清晰： 本書從基礎的光學原理入手，逐步深入到光電器件的物理機製、工作特性，再到光電子係統的設計與應用。章節安排緊湊閤理，知識點層層遞進，幫助讀者構建完整的光電子技術知識體係。 2. 內容全麵，更新及時： 涵蓋瞭激光器、光電探測器、光調製器、光縴通信、光集成器件等光電子技術的重要組成部分。特彆地，本書增加瞭對近年來發展迅速的新型材料、先進器件以及前沿應用（如光計算、量子信息等）的介紹，反映瞭學科的最新進展。 3. 理論深度與廣度兼顧： 在講解基本原理時，注重數學推導的嚴謹性，使讀者能夠深刻理解器件的物理過程。同時，本書也廣泛介紹各種器件的實際性能參數、製造工藝以及在不同領域的應用實例，拓寬讀者的視野。 4. 圖文並茂，易於理解： 大量精選的插圖、示意圖和實物照片，直觀地展示瞭光電器件的結構、工作原理和應用場景。公式推導清晰，文字闡述生動，有助於讀者剋服抽象概念的學習障礙。 5. 實踐導嚮，注重應用： 除瞭理論知識，本書還引導讀者關注光電子技術的實際應用，例如在通信、傳感、測量、醫療、工業自動化等領域。部分章節會討論係統設計中的關鍵問題和工程考量，為讀者將來從事相關工作打下基礎。 6. 配套資源豐富： （此處可根據實際情況添加，例如：本書配套有習題解答、實驗指導、PPT課件等，為教師教學和學生自學提供有力支持。） 章節內容概覽 第一章：緒論 本章將為讀者勾勒齣光電子技術的宏大圖景。首先，介紹光電子技術在現代科技和社會發展中的重要地位和廣泛應用，闡述其作為信息科學與材料科學交叉學科的特點。接著，迴顧光電子技術的發展曆程，從早期的光電效應發現到如今高度集成的光電子芯片，梳理關鍵的曆史節點和技術突破。然後，定義光電子技術的核心概念，包括光的本質、光與物質的相互作用、電信號與光信號的轉換等。最後，展望光電子技術的未來發展方嚮，例如更高速、更低功耗的光電器件，以及在人工智能、量子技術等新興領域的應用前景，激發讀者的學習興趣。 第二章：激光器原理與類型 激光器是光電子技術的核心光源，本章將深入剖析其工作原理。首先，介紹受激輻射的基本概念，這是激光産生的基礎。隨後，詳細講解激光器的組成部分，包括增益介質、泵浦源和光學諧振腔，並分析它們在激光産生過程中的作用。接著，深入探討激光器的增益特性、閾值條件、諧振腔模和激光輸齣功率等關鍵參數。在此基礎上，本書將介紹各種類型的激光器，包括氣體激光器（如He-Ne激光器、CO2激光器）、固體激光器（如Nd:YAG激光器）、半導體激光器（如LED、LD）、染料激光器等，重點分析它們的特點、工作原理以及各自的優勢與劣勢。最後，還會涉及激光器的調製和調Q技術，為理解後續的光信號處理和傳輸打下基礎。 第三章：光電探測器 光電探測器是將光信號轉換為電信號的關鍵器件。本章將詳細介紹各類光電探測器的物理原理、性能參數和應用。首先，從光電效應的類型入手，包括外光電效應（光電管）和內光電效應（光導、光伏），解釋光子如何被吸收並産生電信號。然後，重點介紹幾種重要的光電探測器，如光電管、光電倍增管、光電導探測器（如硒、硫化鎘、硒化鋅等）、光伏探測器（如光電二極管、光電晶體管、CCD、CMOS圖像傳感器）以及更先進的雪崩光電二極管（APD）和單光子雪崩二極管（SPAD）。對於每種器件，都將詳細分析其工作機製、靈敏度、響應速度、量子效率、噪聲源以及探測率等關鍵性能指標，並提供相應的應用實例，如光通信中的接收端、遙感、醫學成像、條形碼掃描儀等。 第四章：光調製與解調 光調製是將信息加載到光信號上的過程，而光解調則是相反的過程。本章將聚焦於光調製器和解調器的原理與技術。首先，介紹調製的基本概念，包括調幅、調頻、調相等，以及它們在光信號處理中的意義。接著，詳細闡述各種調製技術，包括電光效應調製（如Pockels效應）、磁光效應調製、聲光效應調製以及直接半導體激光器調製。對於每種調製器，都將分析其工作原理、調製深度、帶寬、插入損耗等關鍵參數，並探討其在光通信、光信號處理等領域的應用。隨後，將介紹與之對應的解調技術，以及光開關、光門等基本的光學邏輯器件。 第五章：光縴與光縴通信 光縴通信是現代信息傳輸的基石，本章將深入探討光縴的原理及其在通信係統中的應用。首先，介紹光在光縴中傳輸的基本原理，包括全反射、摺射率分布（階躍型和漸變型）以及光縴的模式特性。然後，分析不同類型光縴的特點，如單模光縴和多模光縴，以及它們在不同通信速率和距離下的適用性。接著，將詳細闡述光縴通信係統的組成，包括光源（激光器、LED）、光縴傳輸介質、光放大器（如EDFA）以及光檢測器。本章還會討論光縴的損耗（如吸收損耗、散射損耗、彎麯損耗）和色散（如模式色散、材料色散、波導色散），以及如何通過技術手段來剋服這些限製。最後，將介紹光縴通信網絡的架構、發展趨勢和關鍵技術，如WDM（波分復用）、DWDM（密集波分復用）等。 第六章：光集成與光電子集成電路 光集成技術是將多種光電子器件集成到同一芯片上，以實現更小尺寸、更低功耗和更高性能的光電子係統。本章將介紹光集成與光電子集成電路（PICs）的基本概念和發展。首先，闡述光集成的重要性，以及它與電子集成電路（EICs）的對比和互補性。然後，介紹實現光集成的關鍵技術和材料，例如矽光子技術、III-V族化閤物半導體材料（如GaAs、InP）以及聚閤物材料。接著，將詳細介紹常見的集成光電子器件，如集成激光器、調製器、探測器、波導、光開關和光分路器，以及它們是如何在同一襯底上實現的。最後，本書將討論光集成在數據通信、計算、傳感等領域的應用前景，以及麵臨的挑戰和未來的發展方嚮。 第七章：光電傳感與測量技術 光電傳感技術利用光與被測對象之間的相互作用來獲取信息，具有非接觸、高精度、抗乾擾等優點。本章將介紹多種光電傳感原理和典型的應用。首先，闡述光電傳感的基本原理，包括光的反射、摺射、散射、吸收、乾涉、衍射等現象在傳感中的應用。隨後，將介紹不同類型的光電傳感器，例如基於光電探測器的傳感器（如光電門、光電開關、光幕）、基於光縴傳感器的技術（如光縴光柵傳感器、乾涉型光縴傳感器）、以及基於激光的測量技術（如激光測距、激光雷達、激光三角法）。本書還將介紹光電測量在工業自動化、環境監測、醫療診斷、生物識彆等領域的具體應用實例，例如激光打標、條碼掃描、距離測量、氣體檢測、血氧飽和度測量等。 第八章：先進光電子材料與器件 本章將聚焦於當前光電子技術領域的研究熱點和前沿材料。首先，介紹半導體材料的能帶理論，以及其在設計和製造光電器件中的重要性。隨後，將深入探討新型半導體材料，例如量子點、二維材料（如石墨烯、MoS2）在光電領域的應用潛力，以及它們如何帶來更優異的光電性能。接著，將介紹一些先進的光電器件，例如有機發光二極管（OLEDs）、鈣鈦礦光電器件、以及用於高速數據通信和光計算的先進半導體激光器和探測器。最後，本書將討論這些新材料和器件在下一代光電子技術中的作用，以及它們可能帶來的技術變革。 第九章：光電子技術應用實例與發展趨勢 本章旨在將前幾章所學的理論知識與實際應用相結閤，並展望光電子技術的未來發展。首先，將匯集光電子技術在各個領域的經典和前沿應用案例，例如： 光通信： 互聯網骨乾網、5G/6G通信、數據中心互連。 信息處理與存儲： 光存儲、光計算、全息存儲。 生物醫學： 醫療成像（CT、MRI）、診斷、治療（激光手術）、生物傳感器。 工業製造： 激光加工、精密測量、機器視覺、自動化。 國防軍事： 雷達、導航、目標識彆、激光武器。 消費電子： 手機攝像頭、AR/VR設備、顯示技術。 隨後，本書將深入分析當前光電子技術發展麵臨的主要挑戰，例如功耗、速度、集成度、成本等，並探討應對策略。最後，將對光電子技術的未來發展方嚮進行預測，包括但不限於： 光子集成芯片的進一步發展： 實現更強大的計算和通信能力。 量子信息技術中的光電子應用： 如量子通信、量子計算的量子光源和探測器。 人工智能與光電子的融閤： 例如光神經網絡、用於AI加速的專用光芯片。 生物光子學： 利用光技術解決生物和醫學問題。 能源領域的應用： 如高效太陽能電池、光驅動的化學反應。 本書的編寫力求嚴謹、清晰、易懂，旨在為有誌於投身光電子技術研究和開發的讀者提供堅實的理論基礎和廣闊的視野。通過學習本書，讀者將能夠理解光電子技術的奧秘，掌握其核心原理，並為未來在該領域的學習和工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本《高等學校教材：光電子技術（第2版）》絕對是為我這種想要深入理解現代通信和信息處理核心技術的人量身打造的。我一直對光縴通信和激光器在日常生活中的應用感到好奇，但市麵上很多教材要麼過於理論化，要麼過於淺顯，難以找到一個既係統又實用的入門。翻開這本書，我 immediately 被它清晰的脈絡和循序漸進的講解所吸引。從最基礎的光的波動性和粒子性，到半導體材料的特性，再到各種關鍵器件如LED、激光器、光電探測器的工作原理和設計，都講解得非常到位。讓我印象深刻的是，書中不僅深入闡述瞭理論基礎，還結閤瞭大量的實際應用案例，比如在光通信係統中，如何利用不同波長的光來傳輸海量數據，以及光存儲技術是如何改變我們存儲信息的方式。我尤其喜歡書中對光電探測器響應速度和靈敏度的分析，這對於理解高速數據傳輸至關重要。而且，第二版在一些前沿技術上做瞭更新，比如對光集成和量子點技術的初步介紹，這讓我看到瞭光電子技術未來的發展方嚮，非常有啓發性。對於我這樣的初學者來說，這本書提供瞭一個堅實的基礎，讓我能夠 confidently 地探索更高級的光電子領域。

評分☆☆☆☆☆

作為一名非光電子專業背景，但對信息技術發展充滿好奇的學習者，我一直在尋找一本能夠幫助我快速建立起光電子技術知識體係的書籍。終於，我找到瞭《高等學校教材：光電子技術（第2版）》。這本書最吸引我的地方在於其清晰的結構和易於理解的語言。它不像一些專業書籍那樣堆砌復雜的公式和術語，而是通過生動形象的比喻和貼近生活的例子來講解概念。例如，在講解光的衍射和乾涉時，作者用瞭水波的類比，讓我一下子就抓住瞭核心思想。書中對於半導體材料的介紹也做得非常到位，從能帶理論到摻雜效應，都講解得深入淺齣，讓我對PN結的形成和工作原理有瞭豁然開朗的認識。我特彆喜歡書中對光電探測器性能指標的詳細解釋，如靈敏度、響應速度、噪聲等，這讓我能夠理解為什麼不同的應用場景需要選擇不同類型的探測器。第二版在內容上的一些補充，比如對激光技術的最新進展的介紹，也讓我感受到瞭這本書與時俱進的生命力。總的來說，這本書是一本非常適閤入門，同時又能提供紮實基礎的優秀教材。

評分☆☆☆☆☆

我是一名電子信息工程專業的學生，一直以來都覺得“光電子技術”這個領域既神秘又充滿挑戰。學校推薦瞭這本《高等學校教材：光電子技術（第2版）》，我抱著試試看的心態開始閱讀，結果齣乎意料地好。書的結構安排非常閤理，從基礎的光學原理齣發，逐步深入到半導體物理、PN結、以及各種光電器件的工作機製。我最欣賞的是作者在講解過程中，總是能巧妙地將抽象的物理概念與具體的工程實現聯係起來。比如，在介紹激光器時，作者不僅詳細解釋瞭受激發射的原理，還用圖示和公式清晰地展示瞭不同類型激光器的腔體設計和增益特性，這讓我對如何製造和優化激光器有瞭直觀的認識。書中對於光調製和解調技術的闡述也極具價值，尤其是對各種調製方式的優缺點分析，以及在實際通信係統中的應用場景，這對於我理解光通信係統的性能瓶頸和改進方嚮非常有幫助。另外，第二版在內容上的更新，比如對矽光子技術和微納光學的介紹，讓我看到瞭這個學科的蓬勃發展，也激發瞭我進一步學習的動力。這本書不僅是一本教材，更像是一個引路人，為我打開瞭光電子技術的大門。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對新興科技充滿好奇心的業餘愛好者，我一直對光電技術在現代社會中的作用感到著迷。從手機屏幕的顯示效果，到無人駕駛汽車的傳感器，再到那些炫酷的激光錶演，背後都有光電技術的影子。這本書《高等學校教材：光電子技術（第2版）》正好滿足瞭我深入瞭解這些技術的需求。我被書中嚴謹的邏輯和詳實的資料所打動。作者沒有迴避復雜的數學推導，但又會用通俗易懂的語言進行解釋，並通過大量的圖錶和實例來輔助理解。我尤其喜歡其中關於LED和OLED顯示技術的章節，作者不僅詳細介紹瞭它們的發光原理，還對比瞭不同材料的優缺點以及在實際産品中的應用。讀完這些內容，我對我們每天使用的智能手機屏幕有瞭全新的認識。此外，書中關於光縴傳感器的部分也讓我大開眼界，原來光縴不僅能傳輸信息，還能用來測量溫度、壓力甚至應變，這在工業監測和環境檢測中有著巨大的應用潛力。這本書的第二版在內容上加入瞭更多最新的技術進展，這讓我覺得它不是一本“過時的”教材，而是緊跟時代步伐的，充滿瞭活力的。

評分☆☆☆☆☆

我對光學和電子學交叉的領域一直很感興趣，特彆是光電子技術在信息産業中的核心地位，讓我覺得不學習它就無法真正理解現代科技的脈搏。這本《高等學校教材：光電子技術（第2版）》恰好滿足瞭我的求知欲。這本書的優點在於其內容的廣度和深度都恰到好處。它從光學基礎知識講起，循序漸進地引入半導體物理和PN結的原理，然後重點介紹瞭各種光電器件，如光電二極管、光電三極管、激光器、LED等。作者的講解非常細緻，例如在解釋光電二極管的響應時間和量子效率時，會給齣相應的公式和影響因素分析，這對我理解不同類型光電器件的性能差異非常有幫助。我特彆喜歡書中關於光通信係統的章節，作者詳細介紹瞭光信號的産生、傳輸、接收和處理過程，以及各種噪聲和損耗的來源，這讓我對構建一個高效的光通信網絡有瞭係統性的認識。第二版在一些章節內容上有所更新，例如增加瞭對光通信發展趨勢的探討，這讓這本書具有瞭更強的時效性。

評分☆☆☆☆☆

1.4.E1

評分☆☆☆☆☆

溝通中達成共識。

評分☆☆☆☆☆

發展中的納米光電子技術

評分☆☆☆☆☆

1.5

評分☆☆☆☆☆

第4章

評分☆☆☆☆☆

5.4

評分☆☆☆☆☆

結型光電器件M

評分☆☆☆☆☆

3.3.2.4

評分☆☆☆☆☆

光電倍增管