9787118092745 光電子器件(第2版) 國防工業齣版社 汪貴華 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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汪貴華 著

圖書標籤:

• 光電子器件
• 半導體光電器件
• 光電子技術
• 國防工業齣版社
• 汪貴華
• 物理學
• 電子學
• 光學工程
• 通信工程
• 材料科學

店鋪： 聚雅圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118092745

商品編碼：29540202434

包裝：平裝

齣版時間：2014-01-01

基本信息

書名：光電子器件(第2版)

定價：38.00元

作者：汪貴華

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2014-01-01

ISBN：9787118092745

字數：

頁碼：

版次：2

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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《光電子器件(第2版)》(作者汪貴華)著重講授光電子探測與成像器件的基礎理論和基本知識。主要內容有：半導體光電探測器、光電倍增管、微光像增強器、真空攝像管、CCD和CMOS成像器件、緻冷和非緻冷紅外鹹像器件、紫外成像器件、X射綫鹹像器件。
　　《光電子器件(第2版)》適閤電子科學與技術、光電子技術、物理電子學等專業本科生作為教材使用，也可供相近專業的研究生閱讀，同時可供從事光電子器件研究和從事光電子技術的技術人員參考。

目錄

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章 光電導探測器

　1.1 光電子器件的基本特性

　　1.1.1 光譜響應率和響應率

　　1.1.2 小可探測輻射功率和探測率

　　1.1.3 光吸收係數

　　1.2 光電導探測器原理

　　1.2.1 光電導效應

　　1.2.2 光電導電流

　　1.2.3 光電導增益

　　1.2.4 光電導靈敏度

　　1.2.5 光電導惰性和響應時間

　　1.2.6 光電導的光譜響應特性

　　1.2.7 電壓響應率

　　1.2.8 探測率Dr

　1.3 光敏電阻

　　1.3.1 光敏電阻的結構

　　1.3.2 光敏電阻的特性

第2章 結型光電探測器

第3章 光電陰極與光電倍增管

第4章 微光像增強器

第5章 攝像管

第6章 CCD和CMOs成像器件

第7章 緻冷型紅外成像器件

第8章 微測輻射熱計紅外成像器件

第9章 熱釋電探測器和成像器件

0章 紫外探測與成像器件

1章 x射綫探測與成像器件

參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《集成光學：原理與器件》 導言 在信息時代的浪潮中，光，作為一種高效、高速的載體，其在信息傳輸、處理和傳感領域的潛力正被以前所未有的速度挖掘。集成光學，作為將光學元件和電路集成到單一襯底上的技術，是實現這些潛力的關鍵。它模糊瞭傳統電子學與光學學的界限，為構建體積更小、能耗更低、性能更強的光學係統提供瞭可能。本書旨在為讀者提供一個關於集成光學原理、關鍵器件以及其在現代科技中應用的全麵而深入的理解。從基礎的光波導理論到復雜的調製器和探測器，我們將層層剖析集成光學器件的設計、製造以及性能評估，並探討其在光通信、光計算、生物傳感、雷達以及量子技術等前沿領域的廣闊前景。 第一章：光波導理論基礎 集成光學器件的核心在於光波導，它能夠有效地引導光在微米級的介質通道中傳播。本章將從麥剋斯韋方程組齣發，闡述光在各嚮同性介質中的傳播規律，並深入介紹電磁波在介質邊界産生的反射和摺射現象。在此基礎上，我們將重點講解介質波導的結構，包括平闆波導和脊形波導，並通過求解亥姆霍茲方程，推導齣單模和多模波導的傳播常數、模式分布以及有效摺射率等關鍵參數。損耗是光波導中不可避免的挑戰，本章將詳細分析吸收損耗、散射損耗以及彎麯損耗的産生機理，並探討抑製這些損耗的常用方法。此外，我們還將觸及非綫性光學效應在光波導中的錶現，為後續章節介紹非綫性光學器件奠定基礎。 第二章：集成光學材料與工藝 集成光學器件的性能很大程度上取決於所使用的材料及其製造工藝。本章將係統介紹當前主流的集成光學材料，包括鈮酸鋰（LiNbO3）、氮化矽（SiN）、二氧化矽（SiO2）、磷化銦（InP）以及聚閤物等。我們將分析這些材料的光學特性、電光效應、熱光效應、非綫性光學係數以及它們的優缺點，並根據不同應用場景的需求，指導讀者如何選擇閤適的材料。 在工藝方麵，本章將詳細介紹微納加工技術，這是實現集成光學器件小型化和高性能化的關鍵。我們將深入講解光刻技術（包括紫外光刻、深紫外光刻、電子束光刻等）在定義波導結構中的作用，以及刻蝕技術（乾法刻蝕和濕法刻蝕）在去除材料、形成器件輪廓中的重要性。濺射、化學氣相沉積（CVD）等薄膜沉積技術在製備高質量波導層和功能層中的應用也將被一一闡述。此外，我們還將介紹一些後處理技術，如退火、拋光等，以及它們對器件性能的影響。 第三章：基本集成光學元件 本章將聚焦於構成集成光學係統的基本元件，並深入分析它們的原理和設計。 分束器與耦閤器： 分束器能夠將一束光分成兩束或多束，而耦閤器則實現光在不同波導之間的能量傳輸。我們將重點介紹Y形分支器、Mach-Zehnder乾涉儀（MZI）以及定嚮耦閤器等基本結構，分析它們的耦閤長度、耦閤效率以及分光比等關鍵參數。 光柵： 光柵在集成光學中扮演著重要的角色，可以用於光的耦閤、濾波以及色散。本章將介紹不同類型光柵的設計原理，包括均勻光柵、非均勻光柵、分布式布拉格反射器（DBR）以及分布式反饋（DFB）光柵，並分析其衍射效率和光譜特性。 反射器與濾波器： 反射器用於改變光的傳播方嚮，而濾波器則用於選擇特定波長範圍的光。我們將討論介質膜反射器、金屬反射器以及光柵反射器等，並介紹各種類型的集成光學濾波器，如乾涉濾波器、衍射濾波器和共振濾波器。 第四章：集成光學調製器 調製器是光通信和光信號處理的核心器件，其作用是將電信號編碼到光信號上。本章將深入探討幾種主要的集成光學調製器類型： 電光調製器： 主要基於鈮酸鋰材料，利用電光效應改變材料的摺射率，從而實現對光的相位或幅度調製。我們將詳細分析Mach-Zehnder乾涉儀（MZI）調製器和相位調製器的工作原理，並討論其驅動電壓、帶寬、消光比以及插入損耗等性能指標。 熱光調製器： 利用熱光效應，通過加熱元件改變波導的摺射率。雖然速度相對較慢，但熱光調製器在某些應用中具有低驅動電壓的優勢。 電吸收調製器（EAM）： 主要基於半導體材料（如InP），利用電場引起的量子限製斯塔剋效應（QCSE）改變材料的吸收係數，從而實現對光的幅度調製。我們將分析其工作原理、電場分布以及與光源的集成問題。 第五章：集成光學探測器 探測器是將光信號轉換為電信號的關鍵環節。本章將重點介紹集成光學探測器，特彆是與集成光學波導直接耦閤的探測器： PIN光電二極管： 這是最常用的光電探測器類型。我們將分析PIN二極管的結構、工作原理、響應速度、量子效率以及暗電流等參數，並討論如何將其高效地集成到光波導上，以實現高效的光電轉換。 雪崩光電二極管（APD）： APD具有內部增益，能夠放大微弱的光信號，在對靈敏度要求極高的應用中至關重要。我們將講解APD的倍增機製和局限性。 其他探測器類型： 還會簡要介紹其他一些特殊的探測器，例如用於特定波段探測的材料以及與集成光學相結閤的其他新型探測器設計。 第六章：集成光學器件的集成與封裝 將獨立的集成光學元件組閤成復雜的係統，以及將光學芯片與電子控製電路進行高效連接，是實現集成光學應用的關鍵步驟。本章將探討： 芯片級集成： 包括將不同功能的器件（如光源、調製器、探測器）集成在同一塊芯片上的技術，例如混閤集成和單片集成。我們將討論不同集成技術的優勢和挑戰。 光縴耦閤： 光縴是光信號傳輸的主要載體，如何將光波導中的光高效地耦閤到光縴中，以及將光縴中的光耦閤進光波導，是集成光學係統能否實際應用的關鍵。我們將介紹端麵耦閤、側麵耦閤以及光柵耦閤等方法，並分析其耦閤效率和對準精度要求。 封裝技術： 集成光學器件的封裝不僅要保護器件免受環境影響，還需要保證光路的穩定性和電信號的可靠傳輸。本章將介紹常用的封裝材料、結構以及熱管理技術。 第七章：集成光學在通信領域的應用 高速、大容量的光通信是集成光學最重要的應用領域之一。本章將深入探討集成光學在以下方麵的作用： 光收發模塊： 集成光學技術極大地推動瞭光收發模塊的小型化、低功耗化和高集成化，從而實現瞭數據中心、城域網和長途通信的帶寬擴展。 可調諧激光器： 集成光學技術使得構建緊湊、可調諧的激光器成為可能，這對於WDM（波分復用）通信係統至關重要。 波長管理器： 集成光學濾波器和復用/解復用器可以精確地選擇和分離不同波長的光信號，從而提高通信容量。 第八章：集成光學在傳感領域的應用 集成光學的高靈敏度、高分辨率和抗電磁乾擾等特性使其在各種傳感應用中具有獨特的優勢。本章將重點關注： 生物醫學傳感器： 利用集成的光波導與生物分子相互作用，實現對血液、尿液等生物樣本的快速、高靈敏度檢測，用於疾病診斷和藥物篩選。 化學傳感器： 通過集成光學原理檢測氣體、液體中的特定化學物質，在環境監測、工業過程控製等領域有廣泛應用。 光子晶體光縴傳感器： 將光子晶體結構集成到光縴中，實現對溫度、應變、壓力等物理量的精確測量。 光學陀螺儀與加速度計： 基於Sagnac效應和乾涉原理，構建高精度的集成光學慣性導航係統。 第九章：集成光學在計算與處理領域的應用 集成光學不僅能傳輸信息，還能處理信息，為光計算和光信號處理提供瞭新的途徑。 光子集成電路（PIC）： 旨在構建能夠執行邏輯運算、存儲信息以及進行信號處理的光子芯片。 光計算： 利用光的並行處理能力，實現比傳統電子計算機更快的計算速度，特彆是在某些特定問題上（如傅裏葉變換、模式匹配）。 神經網絡加速器： 利用集成光學器件實現神經網絡的某些計算部分，以提高AI模型的訓練和推理速度。 第十章：集成光學的前沿發展與未來展望 集成光學領域正處於快速發展之中，新的材料、新的器件和新的應用不斷湧現。本章將探討： 矽光子學： 利用成熟的矽基半導體工藝製造集成光學器件，具有成本效益高、易於與電子器件集成的優勢。 可編程集成光學： 發展能夠通過軟件控製其功能和連接的集成光學器件，以實現更靈活的光學網絡和計算架構。 量子集成光學： 將量子光源、量子比特、量子門等集成到同一芯片上，為量子通信、量子計算和量子傳感奠定基礎。 人工智能與集成光學： 探索如何利用AI技術來設計、優化和控製集成光學器件，以及集成光學如何助力AI的發展。 結論 集成光學作為一項革命性的技術，正在深刻地改變著信息科學、通信技術、傳感技術乃至整個科學技術的麵貌。本書從基礎理論到前沿應用，係統地梳理瞭集成光學的發展脈絡和技術細節，希望能夠為相關領域的學生、研究人員以及工程師提供一個有價值的參考，並激發他們對集成光學更深入的探索與創新。隨著技術的不斷進步，集成光學必將在未來的科技革命中扮演越來越重要的角色。

評分☆☆☆☆☆

拿到書的時候，最讓我驚喜的是它對前沿進展的把握和整閤能力。作為“第2版”，它顯然沒有滿足於僅僅修補前一版中可能存在的過時內容，而是大膽地融入瞭近些年來光電子領域爆炸性增長的新技術和新器件。我特彆關注瞭關於量子點激光器和新型調製器的部分，內容詳實且不失批判性地分析瞭現有技術的瓶頸和未來發展方嚮，這對於我目前正在進行的研究項目至關重要。很多會議論文中一筆帶過的內容，在這裏都被詳細地展開論述瞭其背後的物理原理和工程挑戰。這本書的深度足以滿足研究生甚至初級研究人員的需求，它不僅僅是在“介紹”器件，更是在“剖析”器件的設計哲學。閱讀過程中，我常常需要停下來，思考作者是如何將如此龐雜的知識體係，編織成一個邏輯嚴密、層層遞進的整體框架的，這本身就是一種學習。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實用性和可操作性，遠超齣瞭我最初對一本專業教材的預期。我發現書中穿插瞭大量的工程實例和設計考量，這對於那些希望將理論知識轉化為實際産品的工程師來說，簡直是無價之寶。例如，在討論器件的熱設計和封裝時，作者給齣的建議非常具體，考慮到瞭材料的熱膨脹係數差異、應力集中點等實際製造中經常遇到的“攔路虎”。我甚至按照書中的某個例子，重新審視瞭我們實驗室正在測試的一個光電探測器的偏置電路設計，從中發現瞭一個先前被我們忽略的潛在效率損失點。這種理論與實踐的緊密結閤，使得這本書的閱讀體驗充滿瞭“動手”的樂趣，它不是一本隻能束之高閣的理論參考書，而是可以放在手邊隨時查閱、隨時應用的工具書。那些習題的設計也很有意思，往往不是簡單的數值代入，而是需要你對物理模型進行深刻的理解後纔能找到巧妙的解法。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版簡直是教科書級彆的典範，每一個公式的推導都清晰可見，圖錶的繪製也極其精美，光是看著這些清晰的綫條和標注，就覺得作者在細節上投入瞭巨大的心血。記得我剛接觸這個領域時，那些晦澀難懂的理論總是讓我望而卻步，但翻開這本《光電子器件（第2版）》後，那種“豁然開朗”的感覺太美妙瞭。它沒有那種高高在上的學術腔調，而是像一位經驗豐富的導師，耐心地將復雜的物理概念，一層一層剝開，直到你領會其核心精髓。特彆是關於半導體異質結的章節，作者用瞭一係列生動的比喻來解釋能帶的彎麯和載流子的輸運機製，這比我之前看的任何一本同類書籍都要直觀得多。我甚至願意花時間去復印那些關鍵的圖示，貼在我的工作颱前，時不時地瞄一眼，加深理解。對於初學者來說，能夠找到一本既有深度又不失清晰度的教材，簡直是幸運至極，這本書無疑就是這樣的存在，它極大地降低瞭學習麯綫的陡峭程度。

評分☆☆☆☆☆

從文字的駕馭能力來看，汪貴華教授的寫作風格非常嚴謹，但又不失流暢自然，這在理工科著作中是比較難得的。他的敘述總是直奔主題，避免瞭冗餘的修飾語，每一個句子似乎都承載著明確的信息量。我特彆欣賞他對不同物理效應之間的耦閤和製約關係的闡述。例如，在解釋光電導效應時，他巧妙地將載流子的壽命、漂移速度與器件的帶寬限製聯係起來，構建瞭一個完整的性能評估體係。這種宏觀到微觀、從原理到應用的思維鏈條，極大地幫助我構建瞭對整個光電子係統的全局觀。很多教科書在描述復雜現象時容易陷入支離破碎的狀態，但這本書始終保持著高度的結構性，讓人在閱讀時能清晰地看到知識點的來龍去脈，仿佛在閱讀一篇結構精妙的學術論文閤集，而非生硬的教材。

評分☆☆☆☆☆

與其他同類書籍相比，這本書在對基礎物理概念的溯源方麵做得尤為齣色。它沒有直接跳到復雜的半導體異質結構理論，而是花費瞭相當的篇幅迴顧瞭經典的電磁場理論和量子力學基礎知識，並明確指齣瞭這些基礎理論是如何被“裁剪”和“應用”到光電子學這個特定領域的。這種迴溯性的講解，對於那些專業背景稍弱，但對物理本質有強烈探究欲的讀者非常友好。我記得自己曾經在另一個領域遇到瓶頸，就是因為對基礎概念的理解不夠紮實，導緻在麵對新模型時感到無從下手。而這本書則避免瞭這種風險，它通過紮實的數學推導和清晰的物理圖像，確保讀者在進入高階主題前，已經對“為什麼是這樣”有瞭充分的把握。這種“不急於求成，打牢地基”的教學態度，是這本書最值得稱贊的品質之一，也是它能夠長久保持價值的關鍵所在。