光电子学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

刘旭 著

图书标签:

• 光电子学
• 光物理
• 半导体
• 光学
• 电子学
• 材料科学
• 激光
• 光电器件
• 信息技术
• 物理学

出版社： 浙江大学出版社

ISBN：9787308126977

版次：1

商品编码：11426801

包装：平装

丛书名： 高等院校光电类专业系列规划教材

开本：16开

出版时间：2014-03-01

页数：322

内容简介

本书是光学工程专业的核心课程。内容包括：光学谐振腔与高斯光束，导波光学，光子光学， 激光器机理，半导体的光电特性，半导体光电子器件，光的调制，非线性光学等内容。

目录

第1章 引 言
1．1 光电子学的研究内容
1．2 光电子学的发展简史
1．3 本书的总体结构
1．4 本章小结
第2章 光学谐振腔与高斯光束
2．1 矩阵光学简述
2．1．1 光学元件的传播矩阵
2．1．2 光学系统的传播矩阵
2．2 光学谐振腔基础
2．2．1 平面谐振腔
2．2．2 二维、三维谐振腔与模密度
2．2．3 球面谐振腔
2．3 高斯光束
2．3．1 高斯光束简述
2．3．2 高斯光束的特性
2．3．3 高斯光束经过光学系统的变换
2．3．4 球面谐振腔中的高斯光束
2．4 微型谐振腔
2．5 本章小结
习题
第3章 导波光学
3．1 平面介质波导
3．2 波导光纤基础
3．2．1 光线的传播
3．2．2 光波的传播
3．2．3 单模光纤
3．2．4 保偏光纤
3．3 渐变折射率光纤
3．3．1 传导光波
3．3．2 传播常数与速度
3．4 光纤衰减与色散
3．4．1 衰减
3．4．2 色散
3．4．3 脉冲传播
3．5 光子晶体波导
3．6 本章小结
习 题
第4章 光子光学
4．1 光子
4．1．1 光子能量与不可分性
4．1．2 光子的位置
4．1．3 光子的动量
4．1．4 光子的偏振
4．1．5 光子的干涉
4．1．6 光子时间特性
4．2 光子流
4．2．1 平均光子通量
4．2．2 光子通量的随机性
4．2．3 光子数统计分布
4．2．4 光子流的随机分割
4．3 原子、分子和固体
4．3．1 能级
4．3．2 热平衡下能级的占据
4．4 光子与原子的相互作用
4．4．1 光子与原子的作用
4．4．2 自发辐射
4．4．3 受激辐射和吸收
4．4．4 线形加宽
4．4．5 激光冷却和捕获原子
4．5 热光
4．5．1 光子和原子之间的热平衡
4．5．2 黑体辐射谱
4．6 光子的吸收与散射
4．7 本章小结
习题
第5章 激光器机理
第6章 半导体的光电特性
第7章 半导体光电子器件
第8章 光的调制
第9章 非线性光学
附录
参考文献

前言/序言

《光之奥秘：量子世界的光学探索》 内容简介 《光之奥秘：量子世界的光学探索》是一本旨在带领读者深入理解光这一基本物理现象的科普读物。本书将从宏观的光学现象出发，层层递进，最终抵达微观的量子世界，揭示光所蕴含的令人惊叹的奥秘。我们力求以通俗易懂的语言，辅以丰富的图例和生动的比喻，让读者在轻松愉快的阅读体验中，构建起对光的完整认知体系。 本书内容涵盖了以下几个核心部分： 第一篇：宏观世界的奇妙光学 光的本质与传播： 我们将从最直观的视觉现象入手，探讨光是如何被我们感知到的。首先，我们会回顾历史上人类对光认识的演变，从亚里士多德的光线说，到牛顿的微粒说，再到惠更斯的波动说，以及最后爱因斯坦的光量子假说。我们将详细解释“光速不变原理”这一颠覆性的物理定律，并阐述光在均匀介质中沿直线传播的现象。通过讲解光的反射和折射，我们将揭示镜子成像的原理，以及透镜如何聚焦或发散光线，为照相机、望远镜等光学仪器的基本工作机制打下基础。本书还将探讨光的直线传播在日常生活中的应用，例如影子形成、日食月食的发生等，让读者在熟悉的现象中体会物理学的魅力。 色彩的生成与感知： 色彩是光最直观的表现形式之一。本篇我们将深入剖析色彩的产生机制。首先，我们会解释可见光谱的构成，以及不同颜色对应着不同的波长。我们将详细讲解色光的混合方式，包括加法混色（如屏幕显示）和减法混色（如颜料混合），并说明三原色的概念。此外，本书还将探讨物体颜色的成因，包括光的吸收、反射和透射。我们将解释为什么天空是蓝色的，落日是红色的，以及不同物体在不同光源下呈现出不同色彩的原因。对于色盲和色弱等视觉现象，我们也将从光学角度进行初步的解释。 光的干涉与衍射： 当光波遇到障碍物或通过狭缝时，会产生一系列奇妙的现象，即干涉和衍射。本书将详细介绍杨氏双缝干 উত্তেজনা的经典实验，清晰地解释什么是相干光，以及为什么会出现明暗相间的条纹。我们将探讨干涉现象在肥皂泡、CD光盘等日常物品中的应用，让读者惊叹于这些看似平凡的物品中蕴含的深刻物理原理。接着，我们将深入讲解光的衍射，包括菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射的区别。我们将解释为什么我们不会在背后看到物体的影子，以及衍射光栅如何用于光谱分析。通过对干涉和衍射的深入理解，读者将初步领略到光的波动性的威力。 光的偏振： 光的偏振是光的另一个重要特性，它描述了光波电场矢量振动方向的取向。本书将用直观的图示解释什么是偏振光，以及线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的区别。我们将讲解偏振片的原理，以及偏振光在偏光太阳镜、液晶显示器等现代科技产品中的广泛应用。此外，我们还将探讨自然界中偏振现象，例如天空的偏振光以及昆虫如何利用偏振光导航。 第二篇：微观世界的量子光辉 光的量子性质： 随着科学的发展，人类对光的认识进入了全新的阶段。本篇将聚焦于光的量子特性。我们将详细介绍普朗克的能量量子假说，以及爱因斯坦的光电效应解释，引入“光子”这一概念。我们将阐述光子携带的能量与光的频率成正比，揭示光的波粒二象性——既具有波动性，又具有粒子性。我们将用形象的比喻来解释波粒二象性，让读者理解光在不同实验条件下会展现出不同的性质。我们将讨论康普顿散射等证明光子动量的实验，进一步加深读者对光子粒子性的认识。 激光的原理与应用： 激光（LASER）作为一种高度相干、单色、方向性极强的光源，是现代科技的重要基石。本书将详细讲解激光的产生原理，包括受激发射、粒子数反转以及光腔共振等关键概念。我们将解释为什么激光的光束如此“细”和“亮”。接着，我们将列举激光在各个领域的广泛应用，包括通信（光纤通信）、医疗（手术、诊断）、工业（切割、焊接）、科研（精密测量）以及日常生活（条形码扫描仪、激光笔）等等，展示激光如何改变了我们的世界。 光与物质的相互作用（基础）： 本篇我们将初步探讨光与物质发生相互作用的各种方式。我们将解释原子在吸收和发射光子时的能级跃迁，以及这如何导致了原子光谱的产生。我们将介绍光与物质相互作用的几个基本过程，如吸收、发射和散射。我们将解释为什么不同的物质会呈现出不同的颜色，以及荧光、磷光等现象的发生机制。我们将简要介绍X射线、伽罗射线等高能光子的性质，并说明它们与可见光在能量和穿透力上的巨大差异。 第三篇：现代光学的前沿探索 光纤通信与信息时代： 光纤通信是现代信息社会赖以生存的基础。本书将详细介绍光纤的结构和工作原理，以及光信号如何在光纤中以极高的速度和极低的损耗进行传输。我们将探讨光纤通信的优势，包括传输容量大、抗干扰能力强、体积小重量轻等，并解释光纤如何支撑起互联网、电视等现代通信网络。我们将简要介绍光信号的调制与解调技术。 光学成像与计算光学： 光学成像技术在科学研究和日常生活中扮演着至关重要的角色。本书将介绍传统光学成像系统的基本原理，如显微镜和望远镜的成像过程，以及各种光学透镜的组合如何实现放大和聚焦。我们将探讨现代光学成像技术的发展，包括数字成像传感器的原理（如CCD和CMOS），以及计算光学如何利用算法来克服光学系统的局限，实现更高质量的成像。我们将简要介绍全息术的基本原理，以及全息图是如何记录和再现三维图像的。 光在新能源与生物领域的应用： 光作为一种清洁且取之不尽的能源，在新能源领域具有巨大的潜力。本书将重点介绍太阳能电池的工作原理，以及光伏效应如何将光能转化为电能。我们将探讨光在生物学和医学领域的应用，例如生物显微成像技术如何帮助我们观察细胞结构和生命过程，以及光动力疗法如何利用光来治疗疾病。 《光之奥秘：量子世界的光学探索》是一本面向广大科技爱好者、学生以及所有对光充满好奇的读者的科普读物。我们希望通过本书，能够激发读者对光学和物理学的兴趣，培养科学探究精神，并帮助读者更好地理解我们所处的光的世界。本书避免了过于专业的数学推导，而是侧重于概念的清晰阐释和现象的生动讲解，力求让每一位读者都能在轻松愉快的阅读中，感受到光的无穷魅力。

评分☆☆☆☆☆

这本《光电子学》确实让人眼前一亮！我一直对那些能操纵光、创造神奇视觉效果的技术充满好奇，这本书就像打开了一扇通往新世界的大门。它没有像很多科普读物那样，仅仅停留在“激光很酷”的层面，而是深入浅出地讲解了光与电子之间那种奇妙的互动关系。我尤其喜欢它对半导体材料如何产生和探测光子的详细阐述，读起来一点也不枯燥。书中的插图清晰明了，那些表示能带、空穴、光子跃迁的图示，一下子就让抽象的概念变得生动起来。当我读到关于LED和激光器的工作原理时，感觉就像是自己亲手搭建了一个微型光源，这种成就感非常棒！更让我惊喜的是，书中还涉及了光纤通信和光存储等前沿应用，我这才意识到，原来我日常生活中接触到的许多便捷技术，背后都有如此精妙的光电子学原理在支撑。作者的语言风格非常平实，没有过多的专业术语堆砌，即使是初学者也能轻松理解。它不是那种看完就忘的书，而是会让你开始在生活中用一种全新的视角去观察和思考光和电子的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，《光电子学》这本书的逻辑严谨性令人印象深刻。我本身从事相关行业，平时阅读技术文档较多，这本面向广泛读者的书籍，在基础概念的建立上却做得非常扎实。它并没有因为是普及性读物而牺牲掉科学的严谨性，反而通过层层递进的方式，将复杂的光电子器件原理娓娓道来。书中的公式推导虽然不多，但每一步都清晰可见，并且都有直观的物理意义解释。特别是关于光电探测器部分，从光电效应的物理机制，到各种探测器（如光电二极管、光电倍增管）的工作原理和性能指标，都做了详尽的分析。我了解到不同类型的探测器在响应速度、灵敏度、探测面积等方面各有优势，这为我在实际项目选择时提供了重要的参考。而且，作者在介绍器件性能时，并没有回避其局限性，反而会指出影响其性能的关键因素，例如噪声、暗电流等，这让我觉得非常务实。读完这一部分，我对“看得见”的光，是如何被“捕捉”和“量化”有了更深层次的理解。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我对《光电子学》的期待并没有那么高，以为会是比较枯燥的理论堆砌，没想到读起来却是一场思维的盛宴。这本书给我的感觉是，它不仅仅是在介绍技术，更是在讲述一门科学如何演进，以及如何改变世界。我最喜欢的部分是关于光通信的历史和未来展望，读着光纤通信从最初的设想到如今的普及，以及未来在5G、6G甚至更远领域的应用潜力，让我对科技的进步充满敬畏。作者的叙述方式非常具有画面感，仿佛能看到科学家们在实验室里反复试验、不断突破的场景。此外，书中对光镊、光动力疗法等生物医学应用的光电子学原理的介绍，更是让我大开眼界。原来光不仅仅是用来照明或者传输信息，还能被用来“抓取”微小的粒子，甚至治疗疾病。这种跨学科的应用，充分展现了光电子学强大的生命力和无限的可能性。它鼓励读者去思考，如何将看似遥远的光电技术，与我们生活的方方面面巧妙地结合起来。

评分☆☆☆☆☆

《光电子学》这本书，对于那些想要系统性了解光与物质相互作用的人来说，简直是福音。它没有回避光学的基本概念，比如光的波动性和粒子性，以及电磁波谱的划分，而是将这些基础知识巧妙地融入到光电子器件的讲解中。我尤其欣赏它在讲解半导体光学特性时，对能带理论的通俗易懂的解释。例如，它会通过类比的方式，形象地说明电子在能带中的跃迁是如何产生或吸收光子的。读到这里，我才真正理解了为什么有些材料是发光的，有些材料是吸光的。书中对一些典型光电子器件，比如光电导探测器、光电晶体管的剖析，也做得非常到位。它不仅仅是罗列原理，还会深入到器件结构、工作模式以及实际应用场景。例如，在介绍光电导探测器时，作者会详细解释其工作流程，并指出它在低功耗、大面积探测方面的优势，以及在红外探测等领域的应用。这种深入浅出的讲解，让原本有些晦涩的物理过程变得清晰可见。

评分☆☆☆☆☆

我带着一种探索的眼光去翻阅《光电子学》，结果被它所展现出的广阔天地深深吸引。这本书就像一位经验丰富的向导，带领我穿越了光电子学的迷人风景。它没有拘泥于某个单一的领域，而是从宏观到微观，从基础到应用，都进行了精彩的呈现。我最着迷的是关于光学传感器和成像技术的部分，书中对CCD、CMOS等图像传感器的原理讲解，以及它们在数码相机、安防监控等领域的应用，让我对我们日常使用的成像设备有了更深入的认识。我了解到，每一个像素背后都隐藏着复杂的光电转换过程，以及精密的信号处理技术。更让我惊喜的是，书中还触及了量子光学和光量子计算的前沿领域，虽然这部分内容比较深入，但作者用生动的语言和形象的比喻，让这些看似神秘的概念不再遥不可及。读完后，我强烈地感觉到，光电子学不仅仅是一门学科，更是一种改变未来的强大驱动力。它让我对科技的未来发展充满了期待，也激发了我更深入学习的兴趣。