普通高等教育電子科學與技術類特色專業係列規劃教材：光電子技術及其應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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石順祥，劉繼芳 著

圖書標籤:

• 光電子技術
• 電子科學與技術
• 高等教育
• 教材
• 規劃教材
• 光電子器件
• 光通信
• 激光技術
• 顯示技術
• 傳感器

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030265678

版次：1

商品編碼：10320116

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2010-02-01

用紙：膠版紙

頁數：286

字數：485000

正文語種：中文

編輯推薦

《光電子技術及其應用》特點：
清晰的物理概念，適應非光電專業的教學需求
廣泛的涉獵麵，普及多樣性的光電子技術知識
重視相乾光應用，全麵反映光電子技術的新進展
豐富的思考題，幫助讀者鞏固光電子技術基本知識

內容簡介

《光電子技術及其應用》係統、全麵地介紹瞭光電子技術及其相關應用。第1章介紹光的基本屬性，強調光的相乾性。為全書討論的內容奠定基礎；第2～4章介紹激光産生的基本理論與典型激光器，激光應用中的基本技術，激光在大氣、水下和光縴中的傳輸特性；第5～7章介紹光電子技術應用中常用的無源器件，光電探測技術及器件，以及光電子技術在精密測量、光信息處理、激光通信、激光雷達與製導、光縴傳感、激光加工等領域中的應用。
《光電子技術及其應用》可作為光電子技術相關專業的本科生教材，以及電子信息類非光電子技術專業的選修課教材，也可作為從事光電子技術及應用的工程技術人員的參考書。

目錄

叢書序
前言
第1章 光的基本屬性
1.1 光的波粒二重性
1.2 光的電磁理論
1.2.1 光電磁波
1.2.2 電磁波譜
1.2.3 光的能量及其量度單位
1.3 光的相乾性
1.3.1 基本概念
1.3.2 普通光源的相乾性
1.3.3 激光器的相乾性
思考題1
參考文獻

第2章 激光器
2.1 激光器的組成
2.2 激光器工作原理
2.2.1 激光工作物質的增益特性
2.2.2 光的受激放大與振蕩
2.2.3 光學諧振腔及模式特性
2.2.4 激光器的工作特性
2.2.5 激光特性
2.3 高斯光束的傳輸
2.3.1 基模高斯光束
2.3.2 高斯光束的傳輸規律
2.3.3 高斯模的匹配
2.3.4 利用q參數討論高斯光束的傳輸問題——ABCD定則
2.4 典型激光器
2.4.1 激光器的分類
2.4.2 固體激光器
2.4.3 氣體激光器
2.4.4 染料激光器
2.4.5 半導體激光器
思考題2
參考文獻

第3章 激光基本技術
3.1 幾種物理效應
3.2 激光調製及激光調製器
3.3 激光偏轉技術
3.4 激光脈衝技術
3.4.1 調Q技術
3.4.2 鎖模技術
3.5 激光選模技術
3.5.1 橫模選擇技術
3.5.2 縱模選擇技術
3.6 激光穩頻技術
3.6.1 激光器的頻率穩定度和再現度
3.6.2 影響頻率穩定的因素
3.6.3 穩頻技術
3.7 激光頻率變換技術
3.7.1 非綫性光學概述
3.7.2 光倍頻——二次諧波産生（SHG）技術
3.7.3 光參量振蕩器
思考題3
參考文獻

第4章 激光傳輸
4.1 光在介質中的傳播
4.1.1 光在介質錶麵上的反射和摺射
4.1.2 光在單層介質膜上的反射
4.1.3 光在晶體中的傳播規律
4.2 激光在大氣中的傳播
4.2.1 大氣衰減
4.2.2 大氣湍流效應
4.3 激光在水中的傳輸
4.3.1 激光在水中傳輸的衰減特性
4.3.2 激光在水中傳輸的散射效應
4.4 激光在光縴中的傳輸
4.4.1 光縴結構
4.4.2 光在光縴中的傳播原理
4.4.3 光縴的傳輸特性
4.4.4 特殊光縴
思考題4
參考文獻

第5章 常用光學元件
5.1 基本光學元器件
5.1.1 反射器
5.1.2 法布裏—珀羅標準具
5.1.3 光柵
5.1.4 偏振器
5.1.5 波片
5.2 光隔離器及環流器
5.2.1 光隔離器
5.2.2 環流器
5.3 光縴無源器件
5.3.1 自聚焦透鏡
5.3.2 光縴定嚮耦閤器
5.3.3 光閤波分波器
5.3.4 光衰減器
5.3.5 光開關
思考題5
參考文獻

第6章 光電探測技術
6.1 光電探測物理基礎
6.1.1 光電探測的物理效應
6.1.2 光電轉換定律
6.1.3 光電探測器的特性參數和噪聲
6.2 光電探測器件
6.2.1 光電倍增管
6.2.2 光電導探測器
6.2.3 光伏探測器
6.2.4 特種光電探測器
6.3 光電探測技術
6.3.1 直接探測技術
6.3.2 光外差探測技術
思考題6
參考文獻

第7章 光電子技術應用
7.1 精密測量應用
7.1.1 乾涉測長
7.1.2 激光測徑
7.1.3 激光測速
7.1.4 轉動測量
7.2 激光全息及光信息處理
7.2.1 激光全息
7.2.2 光學信息處理
7.3 激光通信
7.3.1 光縴通信
7.3.2 激光大氣通信
7.3.3 激光衛星通信
7.3.4 激光水下通信
7.4 光縴傳感
7.4.1 光縴傳感技術
7.4.2 幾種典型光縴傳感器
7.5 光信息存儲技術
7.5.1 光盤存儲技術
7.5.2 激光唱機
7.6 激光雷達和製導
7.6.1 激光雷達
7.6.2 激光製導
7.7 激光在工業加工中的應用
參考文獻

精彩書摘

我們生活在一個充滿著光明的世界裏，光是我們最熟悉的現象之一，沒有光就沒有人類。那麼，光是什麼？光的本質是什麼？光的基本屬性是什麼？這是一個非常基本的問題，隻有瞭解瞭光的本質，認識瞭光的基本屬性，纔能更深刻地理解光龜子學、光電子技術。
人們對於光的本質、基本屬性的認識過程，也就是光科學發展的曆史過程。迴顧整個光學發展的曆史進程，人們一直圍繞著光的粒子性和波動性進行著激烈地爭論。
早在17世紀，西方對於光的本質的認識就形成瞭兩種對立的學說：一種是以牛頓（Newton）為首的微粒說，他們認為光是直綫傳播的微粒流；另一種是以惠更斯（HIlygens）為首的波動說，他們認為光是在彈性介質中傳播的波動。在當時的生産水平條件下，這兩種學說都可以解釋一定的光學現象，但又顯示不齣哪種理論更優越。由於牛頓在科學界的威望極高，加之微粒說能較自然地說明光的直進現象，微粒說一時占瞭上風，緻使波動說觀點被忽視，甚至被遺忘近百年。
到瞭19世紀，人們進行瞭有關光的乾涉、衍射和偏振等現象的實驗，這些現象都是光的波動性的基本特徵，與微粒說格格不入。直到19世紀中期，麥剋斯韋（Maxwell）電磁理論的提齣和發展，纔確認光是一種電磁波，否定瞭惠更斯的機械波動說。19世紀末，邁剋耳孫（Mich-elson）乾涉實驗進一步摒棄瞭有關“以太”的假設。

前言/序言

　　21世紀，人們進入瞭一個嶄新的時代——信息時代。信息時代的鮮明特徵是支撐這個時代的重要基礎産業（如能源、交通、材料、信息等）將得到高度發展，能充分滿足社會發展和人民生活多方麵的需求。
　　與信息産業相應的信息科學的基礎是電子學與電子技術、光子學與光子技術。電子學與電子技術是20世紀發展起來的科學技術，現已處於高度發展的水平，廣泛地應用於社會各個領域，並且已滲透到日常生活之中，目前正由微電子學與技術嚮納米電子學與技術、分子電子學與技術發展。光子學與光子技術可以認為是從1960年激光器誕生纔開始齣現的一門新型科學與技術，目前正處於成長與發展時期。光子學的概念是在1970年由荷蘭科學傢Polder-vaart首先提齣來的，我國著名科學傢龔祖同、錢學森在70年代就已指齣，“光子學是一門與電子學平行的科學”。作為光子學與光子技術發展的一個階段，目前的光電子學與光電子技術正迅速地發展。
　　一般認為，光電子學與光電子技術是光學與電子學的結閤。光電子學與光電子技術在理論上主要研究光與物質的相互作用特性，在應用上主要研究光的産生、傳輸、控製、探測及各種應用。需要指齣的是，光電子學與光電子技術作為高新科學技術的産生和發展始於激光器的誕生；光電子學與光電子技術是伴隨微電子學與微電子技術、材料學等諸多學科的發展而發展起來的；光電子學與光電子技術的快速發展和遍及各個領域的廣泛應用，使其不斷地嚮其他學科領域滲透，同時也推動著其他學科的發展。
　　鑒於目前我國光電子學與光電子技術的發展及地位，除瞭從事光電子技術專業的學生需要深入係統地學習和研究外，許多將來從事諸如微電子技術、材料、電子科學與技術等相關專業工作的非光電子（激光）技術專業的學生，也需要對基本概念和基本知識有瞭解。因此，需要有一本專門針對非光電子（激光）技術專業學生係統學習光電子（激光）技術的教科書。本書就是為此目的編寫的。
　　作者長期在西安電子科技大學從事光電子技術專業教學工作，為西安電子科技大學非光電子技術專業學生講授“光電子技術”課程，並於1994年和2000年分彆作為“八五”、“九五”全國電子信息類專業部級規劃教材，編著齣版瞭兩本《光電子技術及其應用》。在此基礎上，作者編寫瞭本書。全書共分7章，較全麵、係統地介紹有關激光産生的基本理論基礎，典型的激光器件，光電子技術應用中的基本激光技術和光學元器件，光在光縴、大氣和水下傳輸，光電探測技術和器件，以及有關光電子技術在精密測量、光學全息及光信息處理、光縴通信、激光雷達與製導、光縴傳感、激光加工等諸多領域內的應用。根據非光電子技術專業本科生的專業基礎知識，本書的編寫著重於基本概念和物理模型，盡量避免繁雜的數學推導。為擴大學生的知識麵，有利於學科交叉，本書取材廣泛，並盡可能反映光電子技術的最新進展。此外，在每一章後還備有一些思考題和參考文獻，以幫助讀者自學和進一步研究。

《光電子技術及其應用》—— 探索光電世界的奧秘與前沿 本書旨在深入淺齣地介紹光電子技術的核心概念、關鍵原理以及在各個領域的廣泛應用。我們力求構建一個邏輯清晰、內容詳實的知識體係，幫助讀者全麵理解光與電相互作用所産生的神奇力量，並洞悉這項技術如何深刻地改變著我們的生活和未來。 第一章 光的基本性質與相互作用 本章將從最基礎的光學原理齣發，為後續內容奠定堅實的基礎。我們將迴顧經典光學中的波粒二象性，探討光的乾涉、衍射和偏振等現象，理解這些現象在光電子器件設計中的重要性。隨後，我們將引入量子的概念，闡述光子作為能量載體，以及光與物質相互作用的基本模型，如吸收、發射和散射。這些基礎知識的掌握，將有助於讀者理解諸如激光、LED等光電子器件的發光機製。 第二章 半導體光電子材料與器件 半導體是光電子技術的核心材料。本章將詳細介紹與光電子技術密切相關的半導體材料，包括其能帶結構、載流子特性以及重要的光電導效應。我們將重點闡述不同材料（如矽、鍺、砷化鎵、氮化鎵等）在光電轉換方麵的優勢與劣勢，並分析它們在不同應用場景下的選擇依據。 隨後，我們將深入探討各種重要的半導體光電子器件。首先是發光二極管（LED），我們將解析其P-N結的發光原理，討論不同發光顔色的實現機製，以及外延生長、摻雜工藝對LED性能的影響。接著，我們將詳述激光器（Laser），包括其基本結構（增益介質、諧振腔、抽運源），激光産生的四大基本過程（受激吸收、自發輻射、受激發射），以及不同類型的激光器（如半導體激光器、氣體激光器、固體激光器）的工作原理和特點。 此外，本章還將涵蓋光電探測器（Photodetector），如光電二極管、光電導探測器、雪崩光電二極管（APD）等，分析它們的光電轉換機製、響應速度、量子效率等關鍵參數，並解釋它們在接收和測量光信號中的作用。我們還將簡要介紹光電器件的製造工藝，如外延、光刻、刻蝕等，讓讀者對器件的生産過程有一個初步的瞭解。 第三章 光通信技術 光通信是光電子技術最重要的應用領域之一，它極大地提升瞭信息傳輸的速率和容量。本章將從光縴通信係統入手，詳細介紹光信號的産生、傳輸和接收過程。 首先，我們將深入探討光縴的結構、傳輸原理以及損耗和色散的産生機製。我們將分析單模光縴和多模光縴的特點，以及它們在不同通信距離和速率下的適用性。 接著，我們將詳細講解光通信係統的關鍵組成部分。在光源方麵，我們將迴顧半導體激光器和LED在光通信中的應用，以及它們的光譜特性、調製速度對通信性能的影響。在光電器件方麵，我們將重點介紹PIN光電二極管和APD在接收光信號中的作用，以及它們的響應速度、靈敏度等參數的優化。 我們還將討論光信號的調製與解調技術，包括幅度調製、頻率調製、相位調製以及更先進的數字調製方案（如QAM）。此外，本章還將涉及光縴通信中的關鍵技術，如光放大器（EDFA）的作用，光開關和光路由器的功能，以及無源光網絡（PON）等係統架構。最後，我們將展望光通信的未來發展趨勢，如更高的數據速率、更長的傳輸距離以及新的光子集成技術。 第四章 光電檢測與測量技術 光電檢測與測量技術在科學研究、工業生産和日常生活中扮演著至關重要的角色。本章將聚焦於如何利用光電效應來感知、量化和分析物理量。 我們將詳細介紹各種光電傳感器的工作原理。例如，光電傳感器在光照強度檢測、物體位置識彆、顔色分析等方麵的應用。我們將探討不同類型傳感器的響應特性、精度和穩定性。 本章還將深入介紹激光測量技術。我們將講解激光測距的原理，以及三角測量法、相位法、脈衝法等不同測距技術的特點。我們還將討論激光掃描技術在三維成像、形貌測量等領域的應用，包括綫陣掃描和麵陣掃描的原理。 此外，我們還將介紹光譜分析技術，包括分光原理、不同光譜儀（如光柵光譜儀、棱鏡光譜儀）的工作方式，以及它們在物質成分分析、汙染物檢測等方麵的應用。我們還將提及激光誘導擊穿光譜（LIBS）等新興的光譜測量技術。 第五章 光電成像技術 光電成像技術是光電子學在視覺信息獲取方麵的重要體現。本章將揭示成像係統的基本原理以及現代光電成像設備的構成。 我們將從相機成像的基本光學原理開始，介紹鏡頭的設計、焦距、光圈等參數對成像質量的影響。隨後，我們將重點講解數字成像傳感器，如CCD（電荷耦閤器件）和CMOS（互補金屬氧化物半導體）圖像傳感器的工作原理，包括光電轉換、電荷收集和讀齣過程。我們將分析它們的像素結構、量子效率、信噪比等關鍵指標。 本章還將深入介紹各種光電成像應用。我們將討論在可見光成像基礎上發展起來的紅外成像技術，包括其熱輻射原理、不同紅外波段的應用（如熱像儀、夜視儀）。我們將介紹紫外成像在醫學診斷、材料檢測等領域的應用。 此外，我們將探討機器視覺係統的構成，包括圖像采集、圖像處理和圖像分析等環節。我們將介紹工業相機、高斯相機、綫陣相機等不同類型的相機在自動化檢測、質量控製中的作用。我們還將簡要提及一些先進的成像技術，如計算成像、全息成像等。 第六章 光電子技術在信息存儲與顯示領域的應用 信息存儲和顯示是信息技術的核心環節，光電子技術在其中發揮著關鍵作用。本章將探討光盤存儲技術以及現代顯示技術的發展。 在信息存儲方麵，我們將詳細介紹光盤（CD、DVD、Blu-ray）的讀寫原理，包括激光的聚焦、信息層的調製和解調過程。我們將分析不同光盤的存儲密度、傳輸速率以及糾錯碼技術。 在顯示技術方麵，我們將重點介紹液晶顯示（LCD）技術，包括液晶材料的電光效應、背光源的設計以及彩色濾光片的工作原理。我們將探討TFT-TFT（薄膜晶體管）驅動技術在提高顯示性能方麵的作用。 此外，我們還將介紹有機發光二極管（OLED）顯示技術，包括其發光材料的特性、器件結構以及相比LCD的優勢，如自發光、高對比度、快速響應等。我們還將簡要提及其他顯示技術，如微電子機械係統（MEMS）顯示、全息顯示等。 第七章 光電子技術在能源與環境領域的應用 光電子技術在應對全球能源挑戰和環境保護問題方麵也展現齣巨大的潛力。本章將聚焦於太陽能電池和環境監測等方麵的應用。 我們將深入介紹太陽能電池的工作原理，包括光生伏打效應，以及不同類型太陽能電池（如晶體矽太陽能電池、薄膜太陽能電池、染料敏化太陽能電池、鈣鈦礦太陽能電池）的結構、材料和光電轉換效率。我們將分析影響太陽能電池性能的關鍵因素，並探討提高其效率和降低成本的技術途徑。 此外，本章還將介紹光電子技術在環境監測中的應用。例如，激光雷達（LiDAR）技術在大氣汙染物監測、森林覆蓋率測量、地形測繪等方麵的應用。我們將介紹利用光譜分析技術來檢測水質、空氣質量中的有害物質。我們還將提及光催化技術在環境淨化方麵的潛在作用。 第八章 光電子技術的前沿與未來展望 本章將引領讀者展望光電子技術的未來發展方嚮，探討一些前沿的研究領域和新興技術。 我們將討論光子集成電路（PIC）的發展，它旨在將光電器件和光學元件集成到單個芯片上，從而實現更小尺寸、更低功耗、更高性能的光電子係統。我們將探討光子晶體、超材料等在光控、光傳輸方麵的創新應用。 此外，我們還將關注量子光學與光電子學的交叉領域，如量子通信、量子計算中的光子應用。我們將探討納米光電子學的發展，以及納米結構在增強光與物質相互作用方麵的潛力。 最後，我們將總結光電子技術在推動科技進步、改善人類生活方麵的巨大貢獻，並展望其在未來將繼續發揮的關鍵作用，例如在人工智能、生物醫學、航空航天等領域的更廣泛應用。 本書力求為讀者提供一個係統、全麵、深入的光電子技術知識體係，激發讀者對這一充滿活力和潛力的領域的興趣，並為他們未來在科研、工程或相關産業的發展提供堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計很樸實，但“電子科學與技術類特色專業係列規劃教材”的標簽讓我對它的內容充滿瞭期待。我一直對光電子在信息傳輸方麵的應用特彆著迷，尤其是光通信係統。我希望這本書能夠詳細闡述光通信的原理，包括光源（如激光器、LED）、傳輸介質（如光縴）、調製解調技術、以及光檢測技術等。我非常想瞭解不同類型光縴的特性及其在不同場景下的應用，以及光信號在傳輸過程中可能遇到的損耗和色散問題，以及如何通過各種技術手段來剋服這些挑戰。此外，對於光信號的調製和解調，我希望書中能提供一些關於不同調製格式（如NRZ、PAM4）的詳細解釋，以及相應的電子和光信號處理電路。這本書我主要關注它的應用部分，希望它能給我展現齣光電子技術如何支撐起我們如今高速、海量的信息化社會。

評分☆☆☆☆☆

這本書在我的書架上已經放瞭一段時間瞭，我當初選擇它，主要是看中瞭它作為“電子科學與技術類”的教材定位，覺得它應該能為我打下堅實的光電子技術基礎。我個人對光電探測器和光信號處理方麵的內容比較感興趣，特彆是關於CCD、CMOS圖像傳感器的工作原理，以及如何利用光電信號進行數據采集和分析。我希望這本書能詳細介紹這些器件的結構、工作流程、性能指標（如靈敏度、信噪比、響應速度等），以及相關的噪聲源和抑製方法。同時，我也希望它能包含一些關於光信號處理的算法或者集成電路設計的內容，因為這直接關係到如何從原始的光電信號中提取有用的信息。這本書我大概翻瞭一下，感覺對基礎概念的講解還是比較到位的，但是具體的應用案例和工程實踐的細節似乎還沒有深入到我期望的程度。我還在期待它能提供一些實際的電路設計圖或者係統框圖，讓我能夠更直觀地理解光電器件是如何與電子電路結閤，實現特定功能的。

評分☆☆☆☆☆

這本書我看瞭好一陣子瞭，當初選這本書完全是因為它是“電子科學與技術類特色專業係列規劃教材”裏的，名字聽起來就特彆“硬核”，感覺肯定能學到真東西。拿到手後，裏麵的排版設計倒是挺簡潔大方的，沒有那些花裏鬍哨的裝飾，這一點我挺喜歡的，畢竟看書是為瞭學知識，不是為瞭看圖。書本的紙質也還不錯，不是那種容易泛黃的，摸起來挺舒服。我主要是想深入瞭解一下光電子器件的一些基本原理和製造工藝，畢竟現在很多前沿的電子産品都離不開光電技術。翻瞭幾頁，感覺它對基礎概念的講解還算清晰，至少對我這個有些基礎但又不是專業背景的人來說，大部分內容都能理解。雖然它名字裏強調“應用”，但我感覺它在理論部分的鋪陳也花瞭相當大的篇幅，這一點是我一開始沒預料到的。也許是我對“光電子技術及其應用”的理解還比較淺薄，覺得很多公式和推導稍微有點抽象，需要反復琢磨纔能完全消化。不過，整體來說，這本書給我的第一印象是嚴謹、係統，並且很有深度，對於想要打牢光電子技術理論基礎的讀者來說，應該是個不錯的選擇。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字《光電子技術及其應用》聽起來就很有分量，作為一本“特色專業係列規劃教材”，我期待它能提供一個全麵而深入的知識體係。我個人對光電子技術的研究方嚮是比較偏嚮於器件的物理機製和新材料的開發。所以，我在閱讀過程中，特彆留意書中對半導體物理、量子力學在光電器件中的應用，以及新型光電材料（比如鈣鈦礦、量子點等）的特性和製備方法是否有詳細的介紹。我希望這本書能夠提供一些前沿的研究動態，哪怕是一些概念性的探討，也能讓我感受到這個領域的活力和發展方嚮。我看瞭一下目錄，感覺它的結構安排得挺閤理的，從基礎的光與物質相互作用開始，逐步深入到各種光電器件的原理和設計。不過，我還需要仔細去研讀裏麵的具體內容，看看它在深度和廣度上是否能滿足我作為研究者的需求。我非常看重教材的嚴謹性和學術性，希望這本書能夠提供紮實可靠的理論基礎，並引導我思考更多關於未來光電子技術發展的可能性。

評分☆☆☆☆☆

說實話，剛拿到這本《光電子技術及其應用》的時候，我挺好奇它在“應用”這個環節到底會怎麼展開。畢竟，理論講得再好，如果跟實際應用脫節，那學習的意義就會大打摺扣。我特彆關注的是，書中會不會介紹一些當前比較熱門的光電子應用領域，比如在通信、顯示、傳感、甚至醫療等等方麵的最新進展和技術難題。我之前瞭解過一些光縴通信，覺得那是光電子技術最經典的例子之一，所以我很希望這本書能深入講解光信號的産生、傳輸、檢測以及相關的關鍵器件。我尤其在意它會不會提供一些具體的工程案例或者項目實例，讓我能夠看到理論是如何落地到實際産品的。有時候，看一些枯燥的公式和原理，很難建立起直觀的認識，如果能結閤實際的應用場景，會更容易理解技術背後的邏輯和價值。這本書我看瞭前幾章，感覺它對基礎器件的描述比較多，比如LED、激光器、光電二極管等，但關於這些器件在不同領域是如何集成和協同工作的，以及麵臨哪些挑戰，似乎還沒有展開太多。我還在期待後麵內容能給我帶來一些“驚喜”，讓我能更清晰地看到光電子技術如何改變我們的生活。