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周英君 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030417381

商品编码：29729018138

包装：平装

出版时间：2016-01-01

基本信息

书名：影像电子工艺学及实训教程

定价：55.0元

作者：周英君

出版社：科学出版社

出版日期：2016-01-01

ISBN：9787030417381

字数：337000

页码：

版次：31

装帧：平装

开本：16

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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导语_点评_推荐词

内容提要

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目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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序言

《现代光电子器件设计与应用》 内容简介 本书深入探讨了光电子学这一跨越光学、电子学和材料科学的交叉领域，全面解析了现代光电子器件的工作原理、设计方法以及在各行各业中的广泛应用。全书共分为十四章，结构严谨，内容翔实，旨在为读者构建一个坚实的光电子学理论基础，并引导其掌握实际应用的关键技术。 第一章 光与物质的相互作用 本章是全书的基石，首先从电磁波的波动性和粒子性出发，引入了光子的概念，并详细阐述了光与物质相互作用的基本理论，包括光的吸收、发射、散射和折射等现象。在此基础上，重点介绍了半导体材料的光电特性，如带隙、载流子、能带结构等，为理解后续的光电子器件奠定了理论基础。通过对各种相互作用机制的深入剖析，读者将能深刻理解光如何在微观层面与物质发生联系，从而为设计和操控光与电子的行为打下基础。 第二章 半导体光学特性 本章聚焦于半导体材料在光学方面的关键特性。详细介绍了本征半导体和杂质半导体的导电机制，以及自由载流子和束缚载流子在电场作用下的行为。重点阐述了半导体材料的吸收光谱和发射光谱，分析了直接带隙和间接带隙半导体的区别及其对发光效率的影响。此外，还探讨了半导体材料的光学常数，如折射率和消光系数，以及它们如何影响光的传播和反射。对这些特性的深入理解，是设计高性能光电子器件的前提。 第三章 光电探测器 本章系统介绍了各类光电探测器的原理、结构、性能参数及应用。首先阐述了光电探测器的基本工作机制，即光信号转换为电信号的过程。详细分析了光电导探测器、光电二极管（包括PIN光电二极管和雪崩光电二极管APDs）的结构特点、载流子产生与收集机制，以及它们的响应速度、量子效率、噪声特性等关键指标。随后，深入讲解了光电倍增管（PMTs）的工作原理，其高灵敏度和宽动态范围的优势。此外，还介绍了红外探测器、紫外探测器等特定应用领域的探测器。本书将通过详细的公式推导和图示分析，使读者透彻理解各类探测器的性能极限和优化设计思路。 第四章 发光器件 本章致力于介绍各种光电子发光器件。重点讲解了发光二极管（LEDs）的pn结发光原理，包括电致发光机制、载流子注入、复合过程以及辐射复合和非辐射复合的竞争。详细介绍了不同材料体系LEDs（如GaN基、GaAs基、InGaN基等）的发光特性和应用领域，以及LED封装技术对光效和寿命的影响。随后，深入探讨了激光器（Lasers）的工作原理，包括受激发射、粒子数反转、光学谐振腔的设计和阈值条件。详细介绍了不同类型的激光器，如半导体激光器（LDs）、气体激光器、固体激光器等，并分析了其功率、波长、相干性等特性。最后，对OLEDs（有机发光二极管）的结构、发光机理和在显示领域的应用进行了详细的介绍。 第五章 光调制器 本章聚焦于光调制器的设计与应用，重点在于如何利用外部信号控制光的特性。详细阐述了电光效应和磁光效应在调制器中的应用，介绍了基于铌酸锂（LiNbO3）和Pockels效应的电光调制器，分析了其调制带宽、消光比和驱动电压等关键参数。深入讲解了声光调制器的工作原理，利用声波引起的密度变化改变折射率，从而实现对光的衍射和强度调制。此外，还介绍了磁光调制器、微机电系统（MEMS）调制器等新型调制技术，为读者提供多样化的调制解决方案。 第六章 光开关与光逻辑器件 本章探讨了光信号的路由和处理，这是构建全光通信网络和光计算系统的关键。详细介绍了光开关的基本原理，包括热光效应、电光效应、微机电系统（MEMS）和液态金属等驱动机制。分析了不同类型光开关（如2x2光开关、多通道光开关）的插入损耗、串扰、响应速度和可靠性。随后，深入讲解了光逻辑门的设计，包括基于干涉、非线性效应和光控光原理构建的与门、非门、或门等基本逻辑单元，为实现光信号的计算和处理奠定基础。 第七章 光纤通信技术 本章将光电子器件的应用拓展到通信领域。详细介绍了光纤通信系统的基本构成，包括光源、光调制器、光纤传输、光电探测器和光放大器等。深入讲解了光纤的种类（单模光纤、多模光纤）及其传输特性，如衰减、色散和非线性效应。重点分析了光信号的编码、复用技术（如波分复用WDM），以及光开关在光网络中的作用。最后，对光通信的最新发展趋势，如相干光通信和下一代光网络进行了展望。 第八章 光集成技术 本章介绍了将多种光电子器件集成到同一芯片上的技术，以实现小型化、高密度和高效率的光系统。详细阐述了平面光波导、硅光子学、III-V族半导体集成等关键技术。深入讲解了各种集成器件的制造工艺，如外延生长、光刻、刻蚀和封装技术。分析了光集成在光通信、光计算、传感器等领域的巨大潜力，以及面临的挑战，如器件之间的耦合效率、热管理和成本控制。 第九章 光存储技术 本章回顾和展望了光存储技术的发展。详细介绍了光学存储的基本原理，包括衍射、衍射极限和衍射极限突破技术（如近场光学和超分辨光学）。深入讲解了CD、DVD、Blu-ray等传统光盘的记录和读取机制。随后，重点介绍了全息存储、光动力存储等下一代光存储技术，分析了其高密度存储的能力和面临的技术瓶颈。 第十章 光传感器与成像技术 本章介绍了光电探测器在传感器和成像领域的应用。详细阐述了CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化半导体）图像传感器的结构、工作原理和成像过程。深入分析了不同类型的光传感器，如光敏电阻、光电二极管阵列等在环境监测、工业检测、医疗成像等方面的应用。最后，对机器视觉、生物医学成像等前沿成像技术进行了介绍。 第十一章 光计算 本章探索了利用光子进行信息处理的可能性。介绍了光计算的基本概念和优势，如速度快、功耗低和抗电磁干扰。详细分析了基于线性光学和非线性光学器件实现逻辑运算和并行处理的方法。深入探讨了光存储器、光神经网络等在光计算中的作用，并对光计算在人工智能、大数据处理等领域的应用前景进行了展望。 第十二章 光学测量与检测 本章介绍了光电子技术在精确测量和精密检测中的应用。详细阐述了干涉仪、衍射仪在尺寸测量、表面形貌分析等方面的原理和应用。深入讲解了光谱仪、椭偏仪在材料成分分析、光学常数测量等方面的作用。最后，对激光雷达（LiDAR）、激光三角测量等主动式光学测量技术进行了介绍。 第十三章 光学在现代工业中的应用 本章将光电子学的知识与实际工业生产相结合。详细介绍了激光加工技术（如激光切割、焊接、打标）的原理、设备和应用。深入讲解了机器视觉在自动化生产线上的质量检测、引导定位等方面的作用。此外，还介绍了光学在半导体制造、印刷、纺织等行业的应用案例。 第十四章 光电子技术的未来发展趋势 本章对光电子技术的未来发展方向进行预测和展望。重点分析了可编程光器件、量子光子学、生物光电子学、太空光电子学等新兴领域的研究进展。探讨了光电子技术在5G/6G通信、人工智能、生物医药、新能源等领域的潜在突破。最后，鼓励读者持续关注和学习这一快速发展的学科，为未来的科技创新贡献力量。 本书内容全面，理论与实践相结合，图文并茂，旨在为光学、电子学、通信工程、材料科学、物理学等相关专业的学生、研究人员以及工程技术人员提供一份有价值的学习参考。通过阅读本书，读者将能够深刻理解光电子学现象的本质，掌握光电子器件的设计与制造，并能将其巧妙应用于解决实际工程问题，推动相关领域的科技进步。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实操指导部分，简直是为我们这些动手能力相对较弱的人量身定做的“救星”。我一直很想自己动手做一些小实验，但市面上的很多教程要么过于理论化，要么就是操作步骤描述得含糊不清，导致我经常在动手过程中遇到各种意想不到的难题。这本书的实训教程部分，结构极其严谨，从最基础的焊接技巧、元器件识别，到复杂的电路板调试，每一步都配有清晰的步骤图和详细的文字说明。我跟着书中的指导，成功地完成了一个小型信号处理电路的制作，整个过程非常顺畅，遇到的每一个问题，书里都提前预设了应对方案。这种“预见性”的编排，极大地增强了我的学习信心。它不仅仅是告诉你“怎么做”，更重要的是告诉你“为什么这么做”，这背后的设计逻辑和工程思维的培养，比单纯的技能传授要重要得多。读完这部分的练习，我感觉自己对电子设备的工作原理有了更深层次的体悟，从“看懂图纸”到“亲手实现”，这中间的鸿沟被这本书完美地架起来了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计和图文搭配，简直是业界的一个标杆，让阅读体验达到了一个全新的高度。市面上很多技术书籍，内容虽好，但排版往往密密麻麻，图示模糊不清，看得人眼睛生疼，学习效率自然也就大打折扣。这本书在这方面做得非常出色，采用了大量的留白，关键的公式和概念都有专门的区块突出显示，视觉焦点非常明确。更值得称赞的是那些电路图和结构示意图，线条清晰、色彩运用得当，即便是涉及到复杂的集成电路内部结构，也能通过精心的三维渲染图被直观地理解。我尤其喜欢其中对一些特定工艺流程的剖面图展示，那种立体感和层次感，让我仿佛真的能“看穿”材料，了解物质在微观层面是如何相互作用的。这种对细节的极致追求，体现了出版方对专业知识传播的敬畏之心，它有效地降低了阅读疲劳度，让长时间的学习也变得可以忍受，甚至是一种享受。

评分☆☆☆☆☆

从学术深度和广度来看，这本书无疑是扎实的。它并没有局限于某一个特定的应用领域，而是构建了一个非常宏观且全面的电子工艺知识体系。书中对材料科学在电子器件制造中的作用的探讨，让我对“工艺”二字的理解得到了升华——它不仅仅是组装，更是一门关于物质转化与控制的科学。作者在论述过程中，频繁引用了相关的行业标准和最新的研究成果，使得内容具有极高的时效性和权威性。我注意到书中对不同制造工艺的优缺点进行了客观且深入的比较分析，而不是简单地推崇某一种技术，这种平衡的观点让我能够更全面地看待工程决策背后的权衡与取舍。对于打算从事相关研发或者需要进行技术选型的专业人士来说，这本书提供的理论框架和对比分析，是进行高质量决策的坚实基础。它提供的知识深度，足以支撑后续更专业化、更细分领域的深入研究。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我大开眼界，对于电子学基础知识的讲解，简直可以用“深入浅出”来形容。我之前对电路原理和电子元器件的认识总是停留在一些非常表面的概念上，每次遇到稍微复杂一点的电路图就感觉像在看天书。然而，作者在这本书里，把那些抽象的理论知识，通过非常形象的比喻和大量的实例，变得生动易懂。比如，在讲解半导体器件的PN结特性时，作者没有简单地给出公式，而是结合生活中的例子，让我立刻明白了电流是如何在不同条件下流动的。更让我惊喜的是，书中还穿插了一些现代电子技术的前沿知识，比如微电子制造的一些新工艺，这些内容让我不仅仅停留在基础层面，还能对未来技术发展有所预判。文字风格非常亲切，仿佛一位经验丰富的工程师在身边手把手地教你，完全没有那种教科书特有的枯燥感。尤其是在讲解一些关键概念时，作者的遣词造句都经过了精心的设计，既保证了专业性，又兼顾了读者的理解难度，使得学习过程充满了乐趣和成就感。这本书对于想系统学习电子技术，但又苦于找不到好的入门材料的自学者来说，无疑是一份宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的特点，或许在于它成功地将“理论的严谨性”和“实用的操作性”进行了完美的融合，达成了一种和谐统一的状态，这在同类书籍中是极其罕见的。很多偏重理论的书籍，在实际应用中会显得水土不服；而很多强调实操的书籍，又往往缺乏对底层原理的阐释，导致读者知其然却不知其所以然。这本书巧妙地避开了这些陷阱。例如，在讲解光刻工艺的衍射极限问题时，它不仅给出了严格的数学模型，紧接着就用一个“如何优化最小特征尺寸”的实战案例来展示理论是如何指导实践的。这种理论到实践、再从实践反哺理论的闭环学习路径，极大地提升了知识的内化程度。我感觉自己不再是简单地在“背诵”知识点，而是在“构建”一套完整的工程思维体系。对于渴望成为一个真正懂技术、能解决问题的工程师的读者而言，这种系统性的训练是无价之宝。