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：26849886778

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

聚焦光学前沿：探索光之奥秘与应用 概述 本套丛书旨在为读者提供一个深入理解光学现象、掌握光电子学与光子学核心原理，并窥探其前沿技术与广泛应用的综合性平台。光学，作为一门古老而又充满活力的学科，其研究对象——光，不仅是我们认识世界的重要媒介，更是驱动现代科技发展不可或缺的核心力量。从古希腊哲学家对光的朴素认知，到牛顿对光的粒子说和惠更斯对光的波动说的争论，再到麦克斯韦统一电磁理论，以及量子力学对光子概念的革命性阐释，光学的发展史本身就是一部人类智慧不断探索自然奥秘的壮丽史诗。 本书将带领读者穿越物理光学与几何光学的经典领域，深入理解光的传播、干涉、衍射、偏振等基本性质。在此基础上，我们将进一步探讨光与物质相互作用的深层机制，包括光的吸收、发射、散射以及与各种材料的耦合。这些基础理论是理解和设计各类光学器件、光学系统乃至整个光电子与光子学技术体系的基石。 内容详情 第一部分：光学基础与核心原理 1. 光的本性与传播： 几何光学基础： 从光的直线传播、反射和折射定律出发，系统介绍成像原理、透镜与反射镜的设计，以及常见的成像系统（如照相机、显微镜、望远镜）的光学设计。我们将深入剖析像差的产生原因及其校正方法，确保读者能够理解并掌握光学成像的精度与质量控制。 波动光学理论： 引入光的波动说，详细阐述干涉现象（杨氏双缝干涉、薄膜干涉等）及其应用，如干涉仪的设计与测量。我们将深入探讨衍射现象（夫琅禾费衍射、菲涅尔衍射），理解光通过狭缝、圆孔等障碍物时的行为，以及衍射光栅在光谱分析中的关键作用。偏振的概念及其产生、分析方法也将得到详尽的讲解，这对于理解液晶显示、光学通信以及许多先进传感技术至关重要。 电磁理论视角： 结合麦克斯韦方程组，从电磁场的角度理解光的本质，介绍光的电磁波谱，以及不同波段（可见光、紫外、红外、微波等）的特性与应用。 2. 光与物质的相互作用： 光的吸收与发射： 深入研究原子、分子与光子之间的能量交换过程，包括吸收光谱与发射光谱的形成机理。量子力学在这里扮演着核心角色，我们将介绍能级跃迁、受激发射和自发发射等概念。 光与固体材料： 重点分析光在半导体、金属、介质等固体材料中的行为。我们将讨论光致电导、光致发光、光电效应等现象，这些是理解光电器件工作原理的关键。晶体光学、非线性光学现象也将得到介绍，为理解更复杂的光学效应和器件奠定基础。 激光原理： 激光作为光电子与光子学领域最重要的发明之一，其产生机理将得到深入讲解。我们将详细阐述粒子数反转、阈值条件、光泵浦与电泵浦方式，以及激光器的共振腔设计。不同类型的激光器（气体激光器、固体激光器、半导体激光器等）的特点与应用也将进行对比分析。 第二部分：光电子与光子器件 3. 半导体光电子器件： 发光二极管（LED）与激光二极管（LD）： 详细介绍PN结的发光机理，LED的光电转换效率，以及LD的激射原理。我们将探讨不同材料体系（如GaAs、GaN、InP）的LED与LD，分析其发光波长、效率和功率的调控。 光电探测器（PD）： 讲解PIN光电二极管、雪崩光电二极管（APD）等探测器的基本结构、工作原理以及关键性能参数（响应度、探测率、噪声等）。光电导效应在光电探测中的应用也将得到论述。 光伏器件（太阳能电池）： 介绍太阳能电池将光能转化为电能的原理，分析不同类型的太阳能电池（硅基、薄膜、有机太阳能电池等）的结构、效率和发展前景。 4. 光波导与集成光学： 光波导理论： 介绍光在光纤、平面波导中的传播方式，分析全内反射原理在光波导中的应用。模式理论、有效折射率法等将帮助读者理解光波在光波导中的行为。 光纤技术： 详述光纤的类型（单模光纤、多模光纤）、结构及其传输特性。光纤的衰减、色散和非线性效应是理解光纤通信性能的关键，也将得到深入探讨。 集成光学器件： 介绍如何在集成光学芯片上实现光信号的产生、传输、调制和探测。我们将讨论光调制器（电光调制器、声光调制器）、光开关、光耦合器、分束器等基本集成光学元件的设计与原理。 5. 光信息处理与传感技术： 全息术： 深入介绍全息记录与再现的原理，包括全息图的形成、干涉条纹的记录以及不同类型的全息技术（离轴全息、同轴全息等）。全息术在信息存储、显示和传感领域的应用前景将得以展望。 光信号处理： 探讨光学傅里叶变换、光学相关、光学卷积等概念，以及它们在图像处理、模式识别等方面的应用。 光学传感： 介绍利用光来实现各种物理量（温度、压力、位移、气体浓度等）测量的原理。光纤传感器、光栅传感器、干涉仪式传感器等将作为重点案例进行分析。 第三部分：光电子与光子学的前沿领域与应用 6. 先进光学材料与器件： 非线性光学材料： 介绍二阶和三阶非线性光学效应，以及在频率转换（倍频、三倍频）、光开关、光限制等方面的应用。 光子晶体： 讲解光子晶体独特的带隙结构及其对光传播的调控能力，展望其在超材料、高性能光波导、微腔等领域的应用潜力。 量子光学与量子信息： 介绍单光子源、量子纠缠、量子密钥分发等概念，以及光子在量子计算与量子通信中的作用。 7. 光电子与光子学在各个领域的应用： 通信技术： 从光纤通信到自由空间光通信，系统阐述光在现代信息网络中的核心地位。 显示技术： 深入分析LED显示、OLED显示、微投影等技术中的光学原理。 生物医学： 介绍光动力疗法、光学相干断层扫描（OCT）、生物成像等医学应用。 工业制造： 探讨激光加工、光学测量、机器视觉等在工业生产中的重要作用。 环境监测与遥感： 介绍光学技术在环境监测、大气研究、地球观测等方面的应用。 能源科学： 重点关注太阳能电池、LED照明等与能源效率相关的光电子学应用。 学习目标 通过本套丛书的学习，读者将能够： 系统掌握光学基本原理，理解光的本性及其传播、干涉、衍射等现象。 深入理解光与物质相互作用的物理机制，以及激光器的产生原理。 熟悉各类光电子与光子器件的基本结构、工作原理和性能特点。 了解光波导、集成光学以及光信息处理与传感技术的发展。 洞悉光电子与光子学在现代科技、工业、医学、通信等领域的广泛应用。 为进一步深入研究光电子与光子学相关领域的研究生学习和科研工作打下坚实的基础。 本套丛书不仅适合物理学、电子工程、光学工程等相关专业的本科生和研究生，也适用于从事光电子与光子学领域研究、开发与应用的技术人员和科研工作者。本书内容力求详实，理论联系实际，旨在激发读者对光科学的兴趣，助力他们在不断发展的光电子与光子学领域中取得成就。

评分☆☆☆☆☆

读完《光电子学与光子学-原理与实践(第2版)》，我感觉自己仿佛经历了一场思维的“光合作用”，将那些曾经遥不可及的专业名词，转化为了一幅幅生动清晰的图像。最让我印象深刻的是书中关于光纤通信的章节，作者用非常形象的比喻，将光信号如何在光纤中传播，如何被放大和传输，描绘得淋漓尽致。我还清晰地记得，在讲解光探测器时，作者不仅给出了各种探测器的工作原理，还细致地分析了它们各自的优缺点以及适用的场景。这一点对于我理解不同技术选择背后的考量至关重要。而且，书中对光学测量和传感技术的阐述，也让我大开眼界。原来我们日常生活中许多看似简单的测量，比如距离、温度、甚至是生物信号，都离不开精巧的光学原理。作者在这部分的处理，让我能看到理论知识如何在实际中落地生根，解决具体问题。此外，对于一些复杂的概念，例如非线性光学效应，作者也提供了非常详实的数学推导，并辅以图示，这对于深入理解其物理本质非常有帮助。总而言之，这本书不仅教我“是什么”，更教我“为什么”和“怎么做”。

评分☆☆☆☆☆

读完《光电子学与光子学-原理与实践(第2版)》，我最大的感受是，我对“光”这个概念的理解，已经提升到了一个全新的维度。这本书的结构设计非常巧妙，它将光电子学和光子学这两大看似独立的领域，通过“原理”和“实践”两条主线紧密地联系起来。一开始，作者会从最基本的物理原理出发，例如光的传播、衍射、干涉等，然后逐步深入到更复杂的半导体光电器件，如LED、光电探测器、激光器等。让我印象深刻的是，在解释这些器件的原理时，作者总是会辅以详细的数学模型和图示，这使得抽象的物理过程变得可视化。而“实践”部分，则展示了这些原理如何在实际应用中得以实现，比如在通信、显示、医疗、测量等领域。我特别喜欢关于全息术和光学计算的章节，它们让我看到了光在信息存储和处理方面的巨大潜力，也为我打开了理解未来科技发展方向的新窗口。这本书的深度和广度都让我惊叹，它既适合作为入门教材，也能满足有一定基础的读者的深入学习需求。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，当我翻开《光电子学与光子学-原理与实践(第2版)》时，内心是带着一丝忐忑的。光电子和光子学这两个词听起来就充满了高深的科学气息，生怕自己无法驾驭。然而，实际的阅读体验却远超我的预期。作者在处理一些核心概念时，采用了循序渐进的方式，从最基本的物理定律出发，逐步构建起整个知识体系。尤其是在介绍光电器件的工作原理时，作者并没有简单地给出结论，而是详细分析了器件的结构、材料特性以及关键的物理过程。我特别喜欢书中对量子光学部分的处理，它并没有将量子力学的抽象概念束之高阁，而是将其与光子的性质巧妙地结合起来，让我能够理解更深层次的光学现象。而且，在描述光学信息处理和光计算时，作者更是将光子学与信息科学的交叉领域展现得淋漓尽致，让我对未来科技的发展趋势有了更清晰的认识。这本书并非一本浅尝辄止的科普读物，而是真正能够引导读者进行深入思考和专业学习的教材。它在理论的严谨性和内容的广度上都做得相当出色。

评分☆☆☆☆☆

《光电子学与光子学-原理与实践(第2版)》这本书，简直是一本为对光的世界充满好奇的读者量身打造的指南。我最先注意到的是，作者在讲解每一个新概念时，都会先从其产生的历史背景和实际应用入手，这极大地激发了我学习的兴趣。例如，在介绍激光时，作者不仅详述了其基本原理，还回顾了激光从诞生到发展的各个关键节点，以及它如何颠覆了许多行业。书中对光学传感器的详细介绍，也让我对光在现代工业自动化和环境监测中的作用有了全新的认识。从最简单的光电二极管到复杂的光谱分析仪，作者都给出了清晰的结构示意图和工作原理讲解。更让我惊喜的是，书中还包含了一些实际的实验案例和仿真模拟的建议，虽然我没有条件一一实践，但光是读到这些，就感觉自己仿佛亲手操作了一番，理论知识也因此变得更加牢固。这本书的语言风格非常接地气，即使是初学者也能轻松理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字是《光电子学与光子学-原理与实践(第2版)》，我最近刚读完，感觉收获匪浅。 这本书就像一位经验丰富的向导，带领我穿梭于光的世界。初拿到手时，就被它厚重的体量和严谨的排版所吸引，仿佛预示着一场深入的知识探索即将开始。翻开第一页，作者并没有上来就抛出晦涩难懂的公式，而是从基础的光学概念入手，例如波粒二象性，并用生动的类比来解释，让我这个初学者也能迅速抓住核心。书中对半导体物理的介绍，尤其是在解释PN结如何形成光电效应时，逻辑清晰，层层递进，使得原本在我脑海中模糊不清的机理变得豁然开朗。我尤其欣赏作者在描述光子晶体和光学集成电路部分时，那种将理论与实际应用紧密结合的叙述方式。它不仅仅是罗列技术名词，而是深入浅出地解析了这些前沿技术为何如此重要，以及它们在未来的发展方向。读到后面，关于激光器的原理和不同类型的激光器，让我对光的应用有了更直观的认识，比如那些在工业、医疗甚至日常生活中无处不在的光源，背后竟是如此精妙的设计和复杂的物理原理。这本书让我意识到，光电子学和光子学远非枯燥的理论，而是构建现代科技骨架的重要组成部分。