普通高校“十二五”規劃教材：光電技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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江月鬆，唐華，何雲濤 著

圖書標籤:

• 光電技術
• 光電子學
• 物理學
• 高等教育
• 教材
• 十二五規劃
• 大學教材
• 光電器件
• 傳感器
• 光學工程

齣版社： 北京航空航天大學齣版社

ISBN：9787512409934

版次：1

商品編碼：11152352

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2012-11-01

用紙：膠版紙

頁數：547

字數：790000

正文語種：中文

內容簡介

　　《普通高校“十二五”規劃教材：光電技術》是課堂講授部分，按照理論基礎—元器件—光電係統的遞進次序闡述現代光電技術的主要論題，內容包括：輻射理論；半導體光電子學基礎；光輻射源；光探測器；光伏器件；晶體光學基礎與光調製；光電成像器件；光學信息存儲、光電信息顯示和光電探測方式與探測係統。
　　《普通高校“十二五”規劃教材：光電技術》適閤於光電信息技術、電子信息工程、應用物理、自動控製、計量測試技術與儀器、光電檢測、光學遙感、測繪工程等專業高年級本科生和研究生使用，也可作為光電信息技術領域的科研人員和工程技術人員的參考書。

內頁插圖

目錄

第1章 輻射理論
1.1 輻射度學與光度學基本物理量
1.1.1 輻射度學的基本物理量
1.1.2 光度學的基本物理量
1.1.3 光子輻射量
1.1.4 輻射物性及其物理量
1.2 熱輻射理論
1.2.1 基爾霍夫定律
1.2.2 朗伯餘弦定律
1.2.3 距離平方反比定律
1.2.4 輻亮度守恒定律
1.2.5 普朗剋公式
1.2.6 斯蒂芬-玻耳茲曼定律
1.2.7 維恩位移定律
1.2.8 熱輻射理論的工程應用考慮
1.2.9 熱輻射定律的其他形式
1.3 受激輻射理論
1.3.1 自發輻射、受激輻射和受激吸收
1.3.2 愛因斯坦關係式
1.3.3 光增益係數
1.3.4 自然增寬、碰撞增寬和多普勒增寬
習題

第2章 半導體光電子學基礎
2.1 能帶理論基礎
2.1.1 能帶圖
2.1.2 半導體統計學
2.1.3 本徵半導體與雜質半導體
2.1.4 補償摻雜
2.1.5 簡並與非簡並半導體
2.1.6 外加電場中的能帶圖
2.1.7 直接帶隙半導體與間接帶隙半導體：E-k圖
2.2 非平衡載流子
2.2.1 非平衡載流子壽命τ
2.2.2 非平衡載流子復閤
2.2.3 陷阱效應
2.2.4 載流子的運動——擴散與漂移
2.2.5 半導體對光的吸收
2.3 P-N結
2.3.1 P-N結原理
2.3.2 P-N結能帶圖
2.4 半導體異質結與肖特基勢壘
2.4.1 半導體異質結
2.4.2 肖特基勢壘
2.5 光電效應
2.5.1 光電導效應
2.5.2 光生伏特效應
2.5.3 光電子發射效應
2.5.4 溫差電效應
2.5.5 熱釋電效應
2.5.6 光子牽引效應
習題

第3章 光輻射源
3.1 光源的基本特性參數
3.1.1 輻射效率和發光效率
3.1.2 光譜功率分布
3.1.3 空間光強分布
3.1.4 光源的色溫
3.1.5 光源的顔色
3.2 熱輻射與氣體放電光源
3.2.1 標準輻射源
……

第4章 光電探測器
第5章 光伏器件
第6章 晶體光學基礎與光調製
第7章 光電成像器件
第8章 光學信息存儲
第9章 光電信息顯示
第10章 光電探測方式與探測係統
附錄 黑體的F（λT）函數錶

前言/序言

光學工程的創新實踐與理論前沿 本書旨在深入探討光學工程領域的最新研究進展、關鍵技術及其在各行業的創新應用，為相關領域的研究人員、工程師及高年級本科生和研究生提供一本兼具理論深度與實踐指導的參考書。我們著眼於光學作為一門基礎學科，在現代科技發展中扮演的日益重要的角色，並力圖展現其作為信息技術、能源科學、生物醫學、航空航天等前沿領域“賦能者”的強大潛力。 第一部分：光學基礎理論的深化與拓展 本部分將係統梳理和深化光學的基礎理論，並在此基礎上引入一些前沿的理論概念。 電磁波理論與光波的傳播特性： 迴顧麥剋斯韋方程組在描述光波傳播中的核心作用，深入探討光波在各項異性介質、非均勻介質中的傳播規律，包括瑞利散射、米氏散射等現象的物理機製及其應用。我們將重點關注近年來在亞波長結構、超材料等領域齣現的特殊光學傳播現象，如負摺射、完美透鏡等，並探討其背後的波動光學和場論解釋。 幾何光學與衍射光學： 詳細闡述高斯光學、像差理論及其在成像係統設計中的應用。重點介紹現代光學設計軟件在優化成像質量、實現復雜功能方麵的作用。在衍射光學部分，我們將深入分析夫琅琅衍射和菲涅爾衍射的數學描述，並重點介紹全息光學元件（HOC）、衍射光學元件（DOE）的設計原理、製作工藝以及在光束整形、光譜分離、微納成像等方麵的應用。 量子光學基礎： 引入光與物質相互作用的量子理論，包括光子的概念、光電效應、康普頓散射等。重點介紹相乾光、糾纏光等量子光學現象及其在量子通信、量子計算、精密測量中的潛在應用。我們將分析激光器的量子漲落、光子晶體的光子帶隙效應等，並探討其對新型光源和光學器件設計的影響。 偏振光學及其應用： 詳細介紹綫偏振光、圓偏振光、橢圓偏振光的産生、描述和相互轉化。深入分析雙摺射、圓二色性、鏇光性等現象，並重點介紹其在液晶顯示、光學傳感、生物成像等領域的應用，特彆是近年來在三維顯示、全息成像、生物分子結構分析等方麵的新進展。 第二部分：現代光學關鍵技術的研究與發展 本部分將聚焦於當前光學工程領域最活躍、最具發展潛力的關鍵技術，並探討其理論基礎、實現方法及工程挑戰。 先進光源技術： 激光技術： 深入研究固體激光器、半導體激光器、光縴激光器等主流激光器的增益介質、諧振腔設計、工作原理。重點關注超快激光（皮秒、飛秒激光）的産生機製、鎖模技術、倍頻、參量放大等技術，及其在材料加工、精密測量、生物成像領域的顛覆性應用。還將探討激光相乾性、單模輸齣、光束質量等關鍵指標的控製技術。 LED與OLED技術： 詳細分析LED的發光原理、材料體係（III-V族半導體、量子點）、器件結構優化、光效提升技術。深入探討OLED的有機發光機製、器件結構、驅動方式、色彩管理，以及其在顯示、照明領域的巨大優勢和發展趨勢。 新型光源： 介紹非綫性光學光源（如參量振蕩器、高次諧波）、同步輻射光源、自由電子激光等前沿光源技術，分析其獨特的光譜特性、高亮度、高相乾性等特點，及其在基礎科學研究和高端應用中的作用。 光學探測與成像技術： 先進成像係統： 探討傳統成像係統的局限性，重點介紹多光譜成像、高光譜成像、三維成像（如結構光、TOF、激光雷達）、計算成像（如計算層析成像、內窺鏡成像）等技術。分析其成像原理、探測器選擇、圖像處理方法，以及在遙感、醫學診斷、工業檢測、安防監控等領域的廣泛應用。 高靈敏度探測器： 介紹各種光電探測器的基本原理，包括光電二極管、光電倍增管、CCD、CMOS圖像傳感器、雪崩光電二極管（APD）、單光子雪崩二極管（SPAD）等。重點關注其性能指標（靈敏度、響應速度、噪聲特性、量子效率）的提升技術，以及在弱光探測、量子光學測量、光譜分析等方麵的應用。 生物醫學成像： 深入探討熒光顯微成像、共聚焦顯微成像、雙光子顯微成像、超分辨顯微成像（如STED、PALM/STORM）、光學相乾層析成像（OCT）等技術。分析其成像原理、光學設計、熒光染料和探針的選擇、圖像處理與分析，以及在細胞生物學、神經科學、病理診斷等領域的前沿應用。 光學微納製造與器件： 微納光學元件設計與製造： 介紹光刻、電子束刻蝕、聚焦離子束刻蝕、原子層沉積等微納加工技術。重點關注衍射光學元件（DOE）、微透鏡陣列（MLA）、超錶麵（Metasurface）、波導器件、光子晶體器件的設計與製備，以及其在集成光學、光子芯片、全息顯示、光通信等領域的應用。 光集成與光通信： 深入探討光波導、光耦閤器、光調製器、光電探測器等集成光學元件的設計與製造。分析光縴通信係統的架構、關鍵技術（如光縴光纜、光放大器、光交換機），以及高性能光通信器件（如高帶寬調製器、低損耗耦閤器）的研發進展，並展望下一代光通信技術（如可見光通信、太赫茲通信）。 光學傳感與測量技術： 光學傳感器原理與應用： 詳細介紹基於摺射率變化、吸收光譜、散射、乾涉、衍射等原理的光學傳感器。重點關注光縴傳感器（如FBG傳感器、SPR傳感器）、錶麵等離子體共振（SPR）傳感器、拉曼光譜傳感器、熒光傳感等技術。分析其在高精度測量、環境監測、生物醫學診斷、工業過程控製等領域的應用。 精密測量技術： 介紹激光乾涉測量、條紋投影測量、結構光測量、全息測量等精密光學測量方法。分析其測量原理、誤差分析、精度提升技術，以及在尺寸測量、形變測量、錶麵形貌檢測、無損檢測等領域的應用。 第三部分：光學工程的交叉應用與未來展望 本部分將展示光學工程技術如何與信息科學、材料科學、生物科學、能源科學等其他學科深度融閤，並在各個領域産生突破性影響，同時展望光學工程未來的發展方嚮。 光與信息技術的融閤： 探討光學在人工智能（如光學神經網絡、光計算）、大數據處理、量子信息科學（如量子通信、量子計算）、增強現實/虛擬現實（AR/VR）中的應用。分析光學技術如何突破傳統電子器件的瓶頸，實現更快的計算速度、更大的信息存儲密度和更高效的信息傳輸。 光與生物醫學的結閤： 深入分析光學技術在疾病診斷（如早期癌癥篩查、基因測序）、治療（如光動力療法、激光手術）、藥物研發、生物材料（如生物支架、生物傳感器）等方麵的應用。重點探討光學方法如何實現無損、高分辨率、實時地觀察和乾預生命過程。 光與能源科學的互動： 探討太陽能電池（如鈣鈦礦太陽能電池、量子點太陽能電池）的光學設計與效率提升，以及光催化、光分解水製氫等新型能源技術。分析光學在照明效率提升、節能顯示等方麵的貢獻。 光與先進製造的協同： 介紹激光加工（如3D打印、精密刻蝕、錶麵改性）在先進製造中的作用，以及光學測量技術在産品質量控製、工藝優化中的重要性。 光學工程的未來趨勢： 展望未來光學工程的發展方嚮，包括通用人工智能與光學計算的結閤、生物啓發式光學器件、可持續光學材料與技術、太空光學探測與通信等。探討新的科學發現和工程挑戰將如何驅動光學技術的持續創新。 本書旨在通過係統性的理論闡述和豐富的案例分析，幫助讀者建立起紮實的理論基礎，掌握前沿的光學技術，並激發在光學工程領域的創新思維。我們相信，光學工程作為一門充滿活力和潛力的學科，將繼續在推動人類科技進步和社會發展中扮演不可或缺的角色。

評分☆☆☆☆☆

坦白講，我最初選擇這本《光電技術》純粹是因為課程的需要，並沒有太多的主觀能動性。然而，在學習的過程中，它逐漸俘獲瞭我的注意力，甚至讓我産生瞭主動去鑽研的動力。這本書最大的特點在於它將理論與實踐的結閤做得非常到位。雖然是高校規劃教材，但它並沒有像一些學術著作那樣，隻注重理論的嚴謹性而忽略瞭實際應用。教材中穿插瞭大量的實驗案例、工程問題分析以及技術發展趨勢的介紹，這讓我能夠清楚地看到書本上的理論知識是如何轉化為實際産品和技術的。例如，在講解光縴通信時，教材不僅僅介紹瞭光信號的傳輸原理，還深入分析瞭光縴的結構、損耗機製以及不同類型的光縴（單模、多模）在不同應用場景下的優勢，這讓我對現代通信技術有瞭全新的認識。此外，教材還非常注重培養讀者的工程思維，很多章節的討論都引導讀者去思考如何優化設計、解決實際問題，這對於即將步入社會的我來說，是非常寶貴的學習體驗。這本書不僅僅是一本技術書籍，更像是一位經驗豐富的工程師在分享他的知識和見解，讓我感覺自己不僅僅是在學習，更是在與一位良師益友進行深度交流。

評分☆☆☆☆☆

老實說，第一次接觸這本《光電技術》的時候，我並沒有抱太高的期望。市麵上類似的教材確實不少，很多都寫得比較枯燥，理論堆砌嚴重，感覺跟實際應用脫節。但是，這本教材給我的驚喜遠超預期。我特彆喜歡它在介紹一些前沿技術時的前瞻性。雖然是一本“十二五”規劃教材，但它並沒有局限於那個時期已有的技術，而是有意識地引入瞭當時正在發展或者未來有潛力的方嚮，比如納米光子學、超材料等概念的初步探討，這讓我在學習過程中，不僅掌握瞭基礎知識，還能對行業的發展趨勢有一個初步的瞭解。教材的排版也很精良，圖錶清晰，公式推導過程詳細，邏輯嚴謹。我是一個比較看重細節的學習者，教材在這方麵做得非常好，很多地方的標注都很到位，有助於我理解那些容易混淆的概念。而且，它在講解過程中，還會時不時地提及一些經典的光電器件和其發展曆程，這種曆史的視角讓我對光電技術的發展脈絡有瞭更宏觀的認識，也更能體會到前人研究的智慧。對於非光電專業背景的我來說，這本教材就像一位經驗豐富的老教授，循循善誘，讓我從一個門外漢，逐漸對光電技術産生瞭濃厚的興趣，甚至開始思考它在自己專業領域內的潛在應用。

評分☆☆☆☆☆

這本《光電技術》，我隻能說，它是一本非常“厚重”的書。所謂的厚重，並非指它的頁數，而是指其內容的深度和廣度。一開始我隻是想瞭解一下光電技術的基本概念，但讀完之後，我發現自己對整個光電領域都有瞭更係統、更全麵的認識。教材的章節安排非常閤理，從最基礎的光的性質、幾何光學，到電磁波理論，再到後來的半導體光電器件，如LED、激光器、光電二極管，以及更高級的光通信、光傳感和光信息處理等，每一部分都講解得非常透徹。我尤其欣賞教材對於數學物理原理的引入，它並沒有迴避那些復雜的公式和推導，而是將它們清晰地呈現齣來，並且解釋瞭這些公式背後的物理意義，這讓我能夠真正理解技術的“為什麼”。對於一些關鍵的器件，比如激光器，教材不僅僅介紹瞭其工作原理，還詳細分析瞭不同類型激光器的特點和應用，比如氣體激光器、固體激光器、半導體激光器等等，這讓我在理解理論的同時，也能感受到技術的多樣性和實用性。這本書更像是一部光電技術的百科全書，每一個章節都可以作為深入研究的起點，它為我打開瞭一扇通往更廣闊光電世界的大門，我從中獲得瞭遠超預期的知識和啓發。

評分☆☆☆☆☆

這本《光電技術》教材，我當初是衝著“十二五”規劃教材的名頭去的，想著既然是國傢規劃，質量應該有保障。翻開書，第一感覺就是內容非常紮實，知識體係搭建得相當完整，從基礎的光學原理，到後來的半導體器件、激光技術、光縴通信等等，幾乎涵蓋瞭光電領域的大部分重要分支。雖然我不是光電專業的科班齣身，但教材的邏輯性很強，循序漸進，即使是一些相對復雜的概念，作者也盡量用通俗易懂的語言和豐富的圖示來解釋。尤其讓我印象深刻的是，教材在講解每個知識點時，不僅僅停留在理論層麵，還會結閤大量的工程實例和應用場景，這對於我們這種需要將理論應用於實踐的讀者來說，無疑是雪中送炭。比如，在講到光電探測器時，教材不僅僅介紹瞭不同類型探測器的原理，還詳細分析瞭它們在紅外成像、光譜分析、條形碼掃描等具體設備中的應用，這讓我對光電技術在現實生活中的廣泛滲透有瞭更深刻的認識。而且，教材中的習題設計也相當有代錶性，既有鞏固基礎的計算題，也有啓發思考的應用題，做完之後感覺對知識的掌握又上瞭一個颱階。總的來說，這是一本非常值得推薦的光電技術入門和進階讀物，對於有誌於從事相關領域工作的學生和工程師來說，絕對是一份寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

初次翻閱這本《光電技術》，我立刻被其清晰的邏輯和嚴謹的結構所吸引。作為一本“十二五”規劃教材，它在內容的深度和廣度上都展現齣瞭極高的專業水準。從最基礎的光學物理概念齣發，逐步深入到半導體光電器件的設計與製造，再到光信號的處理與傳輸，每一個環節都銜接得非常自然流暢。我尤其欣賞的是教材在處理一些復雜問題時的細緻性，它會從多個角度去剖析問題，並提供多種解決方案的思路。例如，在介紹光電探測器的選型時，教材會詳細對比不同探測器的響應速度、靈敏度、光譜響應範圍以及噪聲特性，並結閤具體的應用場景（如醫學成像、工業檢測）給齣指導性建議，這使得讀者在麵對實際工程選擇時，能夠做齣更明智的判斷。教材中的插圖和錶格設計也極具匠心，它們有效地輔助瞭文字的闡述，讓抽象的概念變得形象具體，易於理解。我是一名比較注重實操的學習者，這本書在這方麵也給瞭我很大的幫助，許多章節都包含瞭相關的實驗介紹和仿真模型，讓我能夠通過動手實踐來加深對理論知識的理解。總而言之，這是一本內容豐富、條理清晰、兼具理論深度與實踐指導意義的優秀光電技術教材。