9787118092745 光电子器件(第2版) 国防工业出版社 汪贵华 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

汪贵华 著

图书标签:

• 光电子器件
• 半导体光电器件
• 光电子技术
• 国防工业出版社
• 汪贵华
• 物理学
• 电子学
• 光学工程
• 通信工程
• 材料科学

店铺： 聚雅图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118092745

商品编码：29540202434

包装：平装

出版时间：2014-01-01

基本信息

书名：光电子器件(第2版)

定价：38.00元

作者：汪贵华

出版社：国防工业出版社

出版日期：2014-01-01

ISBN：9787118092745

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

内容提要

---

《光电子器件(第2版)》(作者汪贵华)着重讲授光电子探测与成像器件的基础理论和基本知识。主要內容有：半导体光电探测器、光电倍增管、微光像增强器、真空摄像管、CCD和CMOS成像器件、致冷和非致冷红外咸像器件、紫外成像器件、X射线咸像器件。
　　《光电子器件(第2版)》适合电子科学与技术、光电子技术、物理电子学等专业本科生作为教材使用，也可供相近专业的研究生阅读，同时可供从事光电子器件研究和从事光电子技术的技术人员参考。

目录

---

章 光电导探测器

　1.1 光电子器件的基本特性

　　1.1.1 光谱响应率和响应率

　　1.1.2 小可探测辐射功率和探测率

　　1.1.3 光吸收系数

　　1.2 光电导探测器原理

　　1.2.1 光电导效应

　　1.2.2 光电导电流

　　1.2.3 光电导增益

　　1.2.4 光电导灵敏度

　　1.2.5 光电导惰性和响应时间

　　1.2.6 光电导的光谱响应特性

　　1.2.7 电压响应率

　　1.2.8 探测率Dr

　1.3 光敏电阻

　　1.3.1 光敏电阻的结构

　　1.3.2 光敏电阻的特性

第2章 结型光电探测器

第3章 光电阴极与光电倍增管

第4章 微光像增强器

第5章 摄像管

第6章 CCD和CMOs成像器件

第7章 致冷型红外成像器件

第8章 微测辐射热计红外成像器件

第9章 热释电探测器和成像器件

0章 紫外探测与成像器件

1章 x射线探测与成像器件

参考文献

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

《集成光学：原理与器件》 导言 在信息时代的浪潮中，光，作为一种高效、高速的载体，其在信息传输、处理和传感领域的潜力正被以前所未有的速度挖掘。集成光学，作为将光学元件和电路集成到单一衬底上的技术，是实现这些潜力的关键。它模糊了传统电子学与光学学的界限，为构建体积更小、能耗更低、性能更强的光学系统提供了可能。本书旨在为读者提供一个关于集成光学原理、关键器件以及其在现代科技中应用的全面而深入的理解。从基础的光波导理论到复杂的调制器和探测器，我们将层层剖析集成光学器件的设计、制造以及性能评估，并探讨其在光通信、光计算、生物传感、雷达以及量子技术等前沿领域的广阔前景。 第一章：光波导理论基础 集成光学器件的核心在于光波导，它能够有效地引导光在微米级的介质通道中传播。本章将从麦克斯韦方程组出发，阐述光在各向同性介质中的传播规律，并深入介绍电磁波在介质边界产生的反射和折射现象。在此基础上，我们将重点讲解介质波导的结构，包括平板波导和脊形波导，并通过求解亥姆霍兹方程，推导出单模和多模波导的传播常数、模式分布以及有效折射率等关键参数。损耗是光波导中不可避免的挑战，本章将详细分析吸收损耗、散射损耗以及弯曲损耗的产生机理，并探讨抑制这些损耗的常用方法。此外，我们还将触及非线性光学效应在光波导中的表现，为后续章节介绍非线性光学器件奠定基础。 第二章：集成光学材料与工艺 集成光学器件的性能很大程度上取决于所使用的材料及其制造工艺。本章将系统介绍当前主流的集成光学材料，包括铌酸锂（LiNbO3）、氮化硅（SiN）、二氧化硅（SiO2）、磷化铟（InP）以及聚合物等。我们将分析这些材料的光学特性、电光效应、热光效应、非线性光学系数以及它们的优缺点，并根据不同应用场景的需求，指导读者如何选择合适的材料。 在工艺方面，本章将详细介绍微纳加工技术，这是实现集成光学器件小型化和高性能化的关键。我们将深入讲解光刻技术（包括紫外光刻、深紫外光刻、电子束光刻等）在定义波导结构中的作用，以及刻蚀技术（干法刻蚀和湿法刻蚀）在去除材料、形成器件轮廓中的重要性。溅射、化学气相沉积（CVD）等薄膜沉积技术在制备高质量波导层和功能层中的应用也将被一一阐述。此外，我们还将介绍一些后处理技术，如退火、抛光等，以及它们对器件性能的影响。 第三章：基本集成光学元件 本章将聚焦于构成集成光学系统的基本元件，并深入分析它们的原理和设计。 分束器与耦合器： 分束器能够将一束光分成两束或多束，而耦合器则实现光在不同波导之间的能量传输。我们将重点介绍Y形分支器、Mach-Zehnder干涉仪（MZI）以及定向耦合器等基本结构，分析它们的耦合长度、耦合效率以及分光比等关键参数。 光栅： 光栅在集成光学中扮演着重要的角色，可以用于光的耦合、滤波以及色散。本章将介绍不同类型光栅的设计原理，包括均匀光栅、非均匀光栅、分布式布拉格反射器（DBR）以及分布式反馈（DFB）光栅，并分析其衍射效率和光谱特性。 反射器与滤波器： 反射器用于改变光的传播方向，而滤波器则用于选择特定波长范围的光。我们将讨论介质膜反射器、金属反射器以及光栅反射器等，并介绍各种类型的集成光学滤波器，如干涉滤波器、衍射滤波器和共振滤波器。 第四章：集成光学调制器 调制器是光通信和光信号处理的核心器件，其作用是将电信号编码到光信号上。本章将深入探讨几种主要的集成光学调制器类型： 电光调制器： 主要基于铌酸锂材料，利用电光效应改变材料的折射率，从而实现对光的相位或幅度调制。我们将详细分析Mach-Zehnder干涉仪（MZI）调制器和相位调制器的工作原理，并讨论其驱动电压、带宽、消光比以及插入损耗等性能指标。 热光调制器： 利用热光效应，通过加热元件改变波导的折射率。虽然速度相对较慢，但热光调制器在某些应用中具有低驱动电压的优势。 电吸收调制器（EAM）： 主要基于半导体材料（如InP），利用电场引起的量子限制斯塔克效应（QCSE）改变材料的吸收系数，从而实现对光的幅度调制。我们将分析其工作原理、电场分布以及与光源的集成问题。 第五章：集成光学探测器 探测器是将光信号转换为电信号的关键环节。本章将重点介绍集成光学探测器，特别是与集成光学波导直接耦合的探测器： PIN光电二极管： 这是最常用的光电探测器类型。我们将分析PIN二极管的结构、工作原理、响应速度、量子效率以及暗电流等参数，并讨论如何将其高效地集成到光波导上，以实现高效的光电转换。 雪崩光电二极管（APD）： APD具有内部增益，能够放大微弱的光信号，在对灵敏度要求极高的应用中至关重要。我们将讲解APD的倍增机制和局限性。 其他探测器类型： 还会简要介绍其他一些特殊的探测器，例如用于特定波段探测的材料以及与集成光学相结合的其他新型探测器设计。 第六章：集成光学器件的集成与封装 将独立的集成光学元件组合成复杂的系统，以及将光学芯片与电子控制电路进行高效连接，是实现集成光学应用的关键步骤。本章将探讨： 芯片级集成： 包括将不同功能的器件（如光源、调制器、探测器）集成在同一块芯片上的技术，例如混合集成和单片集成。我们将讨论不同集成技术的优势和挑战。 光纤耦合： 光纤是光信号传输的主要载体，如何将光波导中的光高效地耦合到光纤中，以及将光纤中的光耦合进光波导，是集成光学系统能否实际应用的关键。我们将介绍端面耦合、侧面耦合以及光栅耦合等方法，并分析其耦合效率和对准精度要求。 封装技术： 集成光学器件的封装不仅要保护器件免受环境影响，还需要保证光路的稳定性和电信号的可靠传输。本章将介绍常用的封装材料、结构以及热管理技术。 第七章：集成光学在通信领域的应用 高速、大容量的光通信是集成光学最重要的应用领域之一。本章将深入探讨集成光学在以下方面的作用： 光收发模块： 集成光学技术极大地推动了光收发模块的小型化、低功耗化和高集成化，从而实现了数据中心、城域网和长途通信的带宽扩展。 可调谐激光器： 集成光学技术使得构建紧凑、可调谐的激光器成为可能，这对于WDM（波分复用）通信系统至关重要。 波长管理器： 集成光学滤波器和复用/解复用器可以精确地选择和分离不同波长的光信号，从而提高通信容量。 第八章：集成光学在传感领域的应用 集成光学的高灵敏度、高分辨率和抗电磁干扰等特性使其在各种传感应用中具有独特的优势。本章将重点关注： 生物医学传感器： 利用集成的光波导与生物分子相互作用，实现对血液、尿液等生物样本的快速、高灵敏度检测，用于疾病诊断和药物筛选。 化学传感器： 通过集成光学原理检测气体、液体中的特定化学物质，在环境监测、工业过程控制等领域有广泛应用。 光子晶体光纤传感器： 将光子晶体结构集成到光纤中，实现对温度、应变、压力等物理量的精确测量。 光学陀螺仪与加速度计： 基于Sagnac效应和干涉原理，构建高精度的集成光学惯性导航系统。 第九章：集成光学在计算与处理领域的应用 集成光学不仅能传输信息，还能处理信息，为光计算和光信号处理提供了新的途径。 光子集成电路（PIC）： 旨在构建能够执行逻辑运算、存储信息以及进行信号处理的光子芯片。 光计算： 利用光的并行处理能力，实现比传统电子计算机更快的计算速度，特别是在某些特定问题上（如傅里叶变换、模式匹配）。 神经网络加速器： 利用集成光学器件实现神经网络的某些计算部分，以提高AI模型的训练和推理速度。 第十章：集成光学的前沿发展与未来展望 集成光学领域正处于快速发展之中，新的材料、新的器件和新的应用不断涌现。本章将探讨： 硅光子学： 利用成熟的硅基半导体工艺制造集成光学器件，具有成本效益高、易于与电子器件集成的优势。 可编程集成光学： 发展能够通过软件控制其功能和连接的集成光学器件，以实现更灵活的光学网络和计算架构。 量子集成光学： 将量子光源、量子比特、量子门等集成到同一芯片上，为量子通信、量子计算和量子传感奠定基础。 人工智能与集成光学： 探索如何利用AI技术来设计、优化和控制集成光学器件，以及集成光学如何助力AI的发展。 结论 集成光学作为一项革命性的技术，正在深刻地改变着信息科学、通信技术、传感技术乃至整个科学技术的面貌。本书从基础理论到前沿应用，系统地梳理了集成光学的发展脉络和技术细节，希望能够为相关领域的学生、研究人员以及工程师提供一个有价值的参考，并激发他们对集成光学更深入的探索与创新。随着技术的不断进步，集成光学必将在未来的科技革命中扮演越来越重要的角色。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用性和可操作性，远超出了我最初对一本专业教材的预期。我发现书中穿插了大量的工程实例和设计考量，这对于那些希望将理论知识转化为实际产品的工程师来说，简直是无价之宝。例如，在讨论器件的热设计和封装时，作者给出的建议非常具体，考虑到了材料的热膨胀系数差异、应力集中点等实际制造中经常遇到的“拦路虎”。我甚至按照书中的某个例子，重新审视了我们实验室正在测试的一个光电探测器的偏置电路设计，从中发现了一个先前被我们忽略的潜在效率损失点。这种理论与实践的紧密结合，使得这本书的阅读体验充满了“动手”的乐趣，它不是一本只能束之高阁的理论参考书，而是可以放在手边随时查阅、随时应用的工具书。那些习题的设计也很有意思，往往不是简单的数值代入，而是需要你对物理模型进行深刻的理解后才能找到巧妙的解法。

评分☆☆☆☆☆

从文字的驾驭能力来看，汪贵华教授的写作风格非常严谨，但又不失流畅自然，这在理工科著作中是比较难得的。他的叙述总是直奔主题，避免了冗余的修饰语，每一个句子似乎都承载着明确的信息量。我特别欣赏他对不同物理效应之间的耦合和制约关系的阐述。例如，在解释光电导效应时，他巧妙地将载流子的寿命、漂移速度与器件的带宽限制联系起来，构建了一个完整的性能评估体系。这种宏观到微观、从原理到应用的思维链条，极大地帮助我构建了对整个光电子系统的全局观。很多教科书在描述复杂现象时容易陷入支离破碎的状态，但这本书始终保持着高度的结构性，让人在阅读时能清晰地看到知识点的来龙去脉，仿佛在阅读一篇结构精妙的学术论文合集，而非生硬的教材。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版简直是教科书级别的典范，每一个公式的推导都清晰可见，图表的绘制也极其精美，光是看着这些清晰的线条和标注，就觉得作者在细节上投入了巨大的心血。记得我刚接触这个领域时，那些晦涩难懂的理论总是让我望而却步，但翻开这本《光电子器件（第2版）》后，那种“豁然开朗”的感觉太美妙了。它没有那种高高在上的学术腔调，而是像一位经验丰富的导师，耐心地将复杂的物理概念，一层一层剥开，直到你领会其核心精髓。特别是关于半导体异质结的章节，作者用了一系列生动的比喻来解释能带的弯曲和载流子的输运机制，这比我之前看的任何一本同类书籍都要直观得多。我甚至愿意花时间去复印那些关键的图示，贴在我的工作台前，时不时地瞄一眼，加深理解。对于初学者来说，能够找到一本既有深度又不失清晰度的教材，简直是幸运至极，这本书无疑就是这样的存在，它极大地降低了学习曲线的陡峭程度。

评分☆☆☆☆☆

拿到书的时候，最让我惊喜的是它对前沿进展的把握和整合能力。作为“第2版”，它显然没有满足于仅仅修补前一版中可能存在的过时内容，而是大胆地融入了近些年来光电子领域爆炸性增长的新技术和新器件。我特别关注了关于量子点激光器和新型调制器的部分，内容详实且不失批判性地分析了现有技术的瓶颈和未来发展方向，这对于我目前正在进行的研究项目至关重要。很多会议论文中一笔带过的内容，在这里都被详细地展开论述了其背后的物理原理和工程挑战。这本书的深度足以满足研究生甚至初级研究人员的需求，它不仅仅是在“介绍”器件，更是在“剖析”器件的设计哲学。阅读过程中，我常常需要停下来，思考作者是如何将如此庞杂的知识体系，编织成一个逻辑严密、层层递进的整体框架的，这本身就是一种学习。

评分☆☆☆☆☆

与其他同类书籍相比，这本书在对基础物理概念的溯源方面做得尤为出色。它没有直接跳到复杂的半导体异质结构理论，而是花费了相当的篇幅回顾了经典的电磁场理论和量子力学基础知识，并明确指出了这些基础理论是如何被“裁剪”和“应用”到光电子学这个特定领域的。这种回溯性的讲解，对于那些专业背景稍弱，但对物理本质有强烈探究欲的读者非常友好。我记得自己曾经在另一个领域遇到瓶颈，就是因为对基础概念的理解不够扎实，导致在面对新模型时感到无从下手。而这本书则避免了这种风险，它通过扎实的数学推导和清晰的物理图像，确保读者在进入高阶主题前，已经对“为什么是这样”有了充分的把握。这种“不急于求成，打牢地基”的教学态度，是这本书最值得称赞的品质之一，也是它能够长久保持价值的关键所在。