光电子学与光子学-原理与实践(第2版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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SOKasap（SO卡萨普）著，罗风光译 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121249938

商品编码：27615081317

包装：平装

开本：16

出版时间：2015-12-01

内容介绍
本书是光电子和光子学领域的经典教材， 主要内容包括光的波动性、 介质波导与光纤、 半导体学与发光二J管、 受激辐射器件——光放大器和激光器、 光电探测器和图像传感器、 光的偏振和调制等。每章除了基本内容外， 还给出了一些附加专题来适D介绍XJ技术和产品化光电子器件的实例， 扩大和深化读者对基本内容的理解。本书力求采用尽可能少的数学推导而强调通过物理概念来说明原理， 提供了许多例题和习题， 使得基本概念与实际器件相联系。本书可作为光电子科学与技术、 电子科学与技术、 物理电子学专业本科生的教材或研究生的教学参考书， 同时也适合从事相关行业的科技工作者和教师阅读。

目录
目 录D1章 光的波动性1.1 均匀介质中光的波动性1.2 折射率和色散1.3 群速度和群折射率1.4 磁场、 辐照度和坡印廷矢量1.5 斯涅耳折射定律和全反射（TIR）1.6 菲涅耳方程1.7 增透膜和介质镜1.8 光的吸收和复折射率1.9 时间相干性和空间相干性1.10 波的叠加和干涉1.11 多波干涉和光学谐振腔1.12 衍射原理选学专题1.13 干涉仪1.14 薄膜光学——薄膜中光波的多次反射1.15 平板内光波多次反射和非相干波1.16 光的散射1.17 光子晶体习题D2章 介质波导与光纤2.1 对称平面介质平板波导 2.2 平面波导中的模间色散和波导色散2.3 阶跃折射率分布光纤2.4 数值孔径 (Numerical Aperture)2.5 单模光纤中的色散2.6 色散位移光纤和色散补偿（Dispersion Modified Fibers and Compensation）2.7 比特率、 色散及电学和光学带宽2.8 渐变折射率（GRIN）光纤2.9 光纤的衰减损耗2.10 光纤的制造选学专题2.11 波分复用： WDM2.12 光纤和DWDM中的非线性效应2.13 布拉格光纤（Bragg Fibers）2.14 光子晶体光纤——多孔光纤2.15 光纤布拉格光栅和传感器习题D3章 半导体学与发光二J管3.1 半导体概念和能带概述3.2 半导体的统计分布3.3 非本征半导体3.4 直接带隙和间接带隙半导体： E-k能带图3.5 pn结原理 3.6 pn结的反向电流 3.7 pn结动态电阻和电容3.8 复合寿命3.9 pn结的能带图3.10 异质结3.11 发光二J管（LED）： 基本原理3.12 量子阱高亮度LED3.13 LED材料和结构3.14 LED的效率和光通量3.15 LED的基本特性3.16 光纤通信应用的LED3.17 荧光粉和白光LED选学专题3.18 LED电子技术习题D4章 受激辐射器件——光放大器和激光器4.1 受激辐射、 光子放大、 激光器4.2 受激辐射率和辐射截面4.3 掺铒光纤放大器4.4 气体激光器： He-Ne激光器4.5 气体激光器的输出光谱4.6 激光振荡： 阈值增益因子和增益带宽4.7 光增益曲线加宽及其线宽4.8 脉冲激光器： 调Q（Q开关）和锁模技术4.9 半导体激光器原理4.10 异质结半导体激光器4.11 量子阱器件4.12 激光二J管的基本特性4.13 稳态半导体速率方程： 激光二J管方程4.14 单频半导体激光器4.15 垂直腔面发射激光器4.16 半导体光放大器选学专题4.17 超辐射LED和谐振腔LED： SLD和RCLED4.18 激光器直接调制4.19 全息技术习题D5章 光电探测器和图像传感器5.1 pn结光电二J管原理5.2 肖克莱拉莫定理和外光生电流5.3 吸收系数和光电探测器材料5.4 量子效率和响应度5.5 pin光电二J管5.6 雪崩光电二J管5.7 异质结光电二J管5.8 肖特基结光电探测器5.9 光电晶体管5.10 光电导探测器和光电导增益5.11 基本光电二J管电路5.12 光电探测器的噪声5.13 图像传感器选学专题5.14 光伏器件： 太阳能电池 习题D6章 光的偏振与调制6.1 光的偏振6.2 各向异性介质中的光传播现象： 双折射现象6.3 双折射光学器件6.4 旋光效应和圆双折射6.5 液晶显示器6.6 电光效应6.7 集成光调制器6.8 声光调制器6.9 法拉D旋光效应和光隔离器6.10 非线性光学和二次谐波产生选学专题6.11 琼斯矢量习题附录A 高斯分布附录B 立体角附录C 基本辐射度和光度学附录D 重要的数学公式附录E 部分定义与基本公式附录F 符号和缩写 显示全部信息

光电子学与光子学：探索光的奥秘与应用 这本厚重的著作，宛如一位知识渊博的向导，引领我们深入探索光电世界那令人着迷的领域。它不仅仅是一部理论的教科书，更是一份凝聚了无数智慧与实践的宝典，旨在揭示光如何被操控，以及这种操控如何为人类社会带来革命性的变革。从微观的光子到宏观的光学器件，从基础的物理原理到前沿的技术应用，本书都进行了详尽而深刻的剖析。 第一篇：光的基础：微观视角的解读 本书的开篇，便以扎实的物理学基础为我们构建起理解光电现象的基石。我们将从光的本源——电磁波的角度切入，深入理解其波粒二象性。这里，我们会详细探讨光作为一种能量传播形式的特性，包括光的频率、波长、振幅等关键参数，以及它们如何决定光的颜色、强度和传播速度。 随后，我们将步入微观的光子世界。爱因斯坦的光量子假说将在这里得到深入阐述，解释光如何以离散的能量包（光子）的形式存在，并与物质发生相互作用。我们将学习光电效应，理解光子如何激发电子，这一现象是太阳能电池、光电倍增管等诸多光电器件的核心原理。此外，康普顿散射等现象的讲解，将进一步巩固我们对光子动量和能量传递的理解。 黑体辐射的理论，虽然看似古老，却为量子力学的诞生铺平了道路，本书将对其进行细致的讲解，展现普朗克能量子假设如何解释实验观测到的不符之处。原子光谱的离散性，则是量子化概念在原子能级上的直接体现，我们将学习玻尔模型如何解释氢原子光谱，并进一步理解电子跃迁过程中光的吸收与发射。 这一篇章的重点，在于将抽象的物理概念与可观测的现象相结合，为后续章节中对各种光电器件和系统的理解打下坚实的基础。它要求读者具备一定的经典物理和近代物理基础，但通过清晰的语言和丰富的图示，即使是初学者也能逐步领悟光的本质。 第二篇：光的传播与操纵：宏观视角的揭示 在掌握了光的微观属性后，本书将视角转向宏观的光的传播和操纵。这里，我们将重温几何光学中的基本原理，如光的直线传播、反射和折射。惠更斯原理将在此被深入探讨，解释光波的衍射和干涉现象，这些都是理解光的波动性的关键。 反射定律和折射定律（斯涅尔定律）的推导和应用将贯穿始终。我们将学习如何通过反射镜和透镜来改变光的传播方向，并理解全反射的原理，这是光纤通信等技术的核心。透镜成像的原理，包括焦距、像距、物距之间的关系，以及放大率的计算，都将得到详尽的讲解。双缝干涉和单缝衍现的实验装置和理论分析，将直观地展现光的干涉和衍射现象，并引申出光的相干性概念。 衍射光栅在光谱分析中的应用，以及夫琅禾费衍射和菲涅尔衍射的区别，也将成为本篇的重点。偏振光的产生和分析，例如通过偏振片、反射和散射，以及其在液晶显示器、光学仪器等领域的应用，都将得到详细的介绍。 本篇的核心在于，理解如何通过设计和利用光学元件来精确地控制光的传播路径、强度和状态。这为我们理解各种光学仪器和光电器件的工作原理奠定了基础，也为后续的光学系统设计提供了理论指导。 第三篇：光与物质的相互作用：能量的传递与转化 光与物质的相互作用是光电子学和光子学领域最核心、最活跃的部分。本篇将深入剖析光子与原子、分子以及固体材料之间如何发生能量的交换。 吸收与发射是光与物质相互作用中最基本、最重要的过程。我们将学习不同材料对光的吸收特性，以及发射光的机制。荧光和磷光现象的产生机制，以及它们在照明、显示和生物成像等方面的应用，都将得到深入的解析。激光的产生原理，包括受激发射、粒子数反转和光学谐振腔，将是本篇的重头戏。我们将理解激光为何能产生高强度、单色性好、方向性强的相干光，并介绍不同类型激光器的特点和应用，如半导体激光器、气体激光器、固体激光器等。 光在半导体材料中的行为，特别是光生载流子的产生和复合，是理解光电器件的关键。PN结的光电导效应和光生伏特效应将得到详细阐述，这是太阳能电池和光电二极管工作的基本原理。发光二极管（LED）的发光机理，以及不同材料和结构的LED如何实现不同颜色的发光，也将是重点内容。 此外，非线性光学现象，如二次谐波产生、参量放大等，将向我们揭示在高强度光照射下，材料的光学特性会发生显著变化，这在光通信、激光加工等领域具有重要的应用前景。 这一篇章是将基础物理原理与实际应用紧密结合的关键。它解释了光如何被“捕获”、“转换”和“产生”，为我们理解和设计各种光电器件提供了核心的理论支撑。 第四篇：光电器件：实现光的应用的基石 在掌握了光的性质和其与物质的相互作用后，本书将聚焦于各种具体的光电器件，它们是实现光电技术应用的具体载体。 光电探测器是接收和转换光信号的关键器件。我们将详细介绍光电导管、光电二极管（包括PIN光电二极管、雪崩光电二极管）、光电倍增管等多种探测器的工作原理、性能参数（如灵敏度、响应时间、噪声）及其各自的适用范围。这些器件在光通信、遥感、医学成像等领域发挥着不可替代的作用。 光源是光电系统的“心脏”。除了前文提到的激光器，本书还将介绍发光二极管（LED）、电致发光器件（ELD）、阴极射线管（CRT）等多种发光器件。LED的光谱特性、光效、寿命等参数将得到分析，并介绍其在照明、显示、指示等领域的广泛应用。 调制器和开关是控制光信号的关键。电光效应、磁光效应、声光效应等将在此得到深入探讨，解释如何通过电场、磁场或声波来改变材料的光学特性，从而实现对光的强度、相位或偏振的调制。这将是光通信系统中实现信息编码和传输的基础。 集成光电子学将是本篇的亮点之一。我们将学习如何将各种光学元件和电子元件集成到同一芯片上，实现更小巧、更高效、更具成本效益的光电器件。这包括光波导、集成光源、集成探测器等。 本篇的目标是让读者了解当前主流的光电器件的种类、工作原理、性能特点以及它们在不同技术领域中的应用。 第五篇：光子器件与系统：前沿技术的探索 在为读者构建了扎实的理论基础和丰富的器件知识后，本书将目光投向了光电子学与光子学的最新发展和前沿应用。 光通信系统将作为核心内容进行深入剖析。从光纤的类型、损耗机制、色散效应，到光信号的产生、传输、接收和处理，本书将全面介绍光通信系统的基本架构和关键技术。我们将学习光放大器（如掺铒光纤放大器EDFA）的工作原理，理解其在长距离光通信中的重要性。光开关、光调制器、光复用技术（如波分复用WDM）等将帮助我们理解如何高效地传输大量信息。 光传感技术将是另一重要分支。本书将介绍基于光的各种传感器，如光纤传感器、干涉仪传感器等，它们如何利用光学的灵敏度来测量物理量，如温度、压力、位移、化学物质浓度等。在环境监测、工业控制、医疗诊断等领域，光传感技术都展现出巨大的潜力。 全息术和光学信息处理将带我们领略光的更深层次的应用。全息成像的基本原理，即利用光的干涉和衍射来记录和再现物体的三维信息，将得到详细阐述。光学计算和光学存储等领域的前沿研究也将有所提及，展现光在信息处理和存储方面的独特优势。 生物光子学将是本书关于前沿应用的收官之笔。它结合了光学、物理学、化学、生物学和医学，利用光来研究生命过程，以及利用光技术来诊断和治疗疾病。荧光成像、共聚焦显微镜、光动力疗法等将是其中的重要内容。 结语：拥抱光明的未来 《光电子学与光子学：原理与实践（第2版）》并非止步于理论的陈述，它始终强调“实践”二字。本书中丰富的实例、分析和讨论，旨在帮助读者将抽象的知识转化为解决实际问题的能力。它鼓励读者去思考，去探索，去创造，去利用光的力量，为科技进步和社会发展贡献力量。 无论是初学者渴望入门，还是资深研究者寻求深化，本书都将是一份宝贵的参考。它不仅仅是一本书，更是一扇窗，让我们得以窥见光电世界的无限可能，拥抱一个由光引领的更加光明、更加美好的未来。

评分☆☆☆☆☆

这本《光电子学与光子学-原理与实践(第2版)》简直是我的救星！我之前对光电子学这块了解得非常皮毛，看一些教材总是觉得概念很抽象，公式推导也让人头大。但这本书的厉害之处就在于，它能用非常直观、易懂的方式把那些复杂的物理原理讲透。比如，讲解半导体光电器件的工作机制时，作者没有一味地堆砌公式，而是结合大量的图示和实际应用案例，让我一下子就能抓住核心。特别是关于激光和光纤通信的那几章，我感觉自己像是真的在实验室里操作一样清晰。作者的叙述逻辑非常严谨，从基础的光与物质相互作用讲起，层层递进地过渡到器件的制造和系统集成，这种循序渐进的编排方式，极大地降低了学习的门槛。对于想深入研究这个领域的初学者来说，这本书提供的理论基础是极其扎实的，完全可以作为入门和进阶的桥梁，没有那些冗余的、与核心知识点无关的“填充物”，每一页都干货满满，读起来非常过瘾。

评分☆☆☆☆☆

我以一个跨专业背景学习者的角度来看，这本书的数学要求把握得非常精准。它没有为了展示高深的数学功底而过度使用复杂的微积分或线性代数，而是恰到好处地引入必需的数学工具来支持物理概念的阐释。例如，在波导理论的推导中，作者清晰地展示了如何从麦克斯韦方程组简化出适合光纤或平面波导的模式方程，这既保证了理论的严谨性，又避免了让初学者望而却步。对于那些数学基础稍弱，但对光电物理充满热情的读者，这本书提供了一条非常平稳的上升通道。它鼓励读者去理解“为什么”，而不是仅仅记住“是什么”，这种教学理念的渗透，使得知识的吸收不再是死记硬背，而是一种基于理解的内化过程，极大地增强了学习的持久动力。

评分☆☆☆☆☆

我必须要为这本书的“实践”部分点赞，它真正做到了理论与实践的完美结合。很多教科书只停留在概念层面，但这本书的配图和实验设计思路非常贴近工业界的需求。我特别留意了关于光通信系统和光传感器的章节，里面不仅详细介绍了关键元器件的性能参数和局限性，还给出了实际的系统架构图，甚至提到了当前技术面临的挑战和未来的发展方向。这种前瞻性和实用性，对于我这种需要将知识快速转化为工程能力的读者来说，价值太大了。我甚至尝试按照书中的思路去搭建一个简单的光信号检测链路，发现书中的描述和实际操作的吻合度非常高。这说明作者不仅仅是理论家，更是深谙工程实践的专家。阅读过程中，我深刻体会到，光电子学绝不是高高在上的理论，而是渗透在我们日常生活中的重要技术支撑。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的第二版相较于第一版，在内容的更新速度上令人印象深刻。面对飞速发展的光电子技术，及时引入最新的研究成果和技术热点至关重要。我惊喜地发现，新版中加入了更多关于量子点、表面等离激元以及先进光调制器的内容，这部分对我当前的研究方向尤其关键。以往的教材往往需要等待多年才能看到更新，但这本书的迭代速度紧跟前沿。我个人认为，衡量一本技术书籍是否优秀，很大程度上要看它对“新”技术的包容度和讲解深度。这本书在这方面做得非常出色，它没有停留在已经被淘汰的过时技术上，而是把精力放在了当前和未来几年内最具潜力的方向上，这让它在同类书籍中瞬间脱颖而出，具有极强的时效价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和编辑质量也是一流的，这对于长时间阅读技术类书籍的读者来说，是一个非常重要的体验加分项。纸张的质感很好，油墨的印刷清晰锐利，公式符号的区分度极高，长时间阅读眼睛也不会感到疲劳。更重要的是，章节之间的逻辑跳转非常顺畅，很少出现那种为了凑字数而进行的生硬过渡。作者和编者似乎非常理解读者的阅读习惯，关键定义和重要公式都用醒目的方式标识出来，便于回顾和查找。这种对细节的极致追求，体现了出版方的专业水准。我感觉这不只是一本教材，更像是一件精心制作的工具书，拿在手里就有一种信赖感，阅读过程中的体验非常舒适和高效。