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安毓英 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121285721

商品编码：29364296674

包装：平装

出版时间：2016-04-01

基本信息

书名：光电子技术(第四版)

定价：42.00元

作者：安毓英

出版社：电子工业出版社

出版日期：2016-04-01

ISBN：9787121285721

字数：

页码：

版次：4

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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主要内容分为两大部分：一部分主要阐述光辐射特别是激光产生的机理、相干光辐射的调制原理、相干光辐射在各种介质中的传播理论以及光辐射探测的机理；另一部分主要讲述光电成像原理、红外成像原理、光电显示原理以及各种成像器件和显示器件。同时比较系统地介绍了光电子技术在国民经济、国防等方面的应用，如光纤通信、激光雷达、激光制导、红外跟踪、红外遥感等，并力图反映其中的新进展。

目录

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目 录

章 光辐射、发光源与光传播基本定律
1.1 电磁波谱与光辐射
1.1.1 电磁波的性质与电磁波谱
1.1.2 光辐射
1.2 辐射度学与光度学基本知识
1.2.1 辐射量
1.2.2 光度量
1.3 热辐射基本定律
1.3.1 单色吸收比和单色反射比
1.3.2 基尔霍夫辐射定律
1.3.3 普朗克公式
1.3.4 瑞利—琼斯公式
1.3.5 维恩公式
1.3.6 维恩位移定律
1.3.7 斯忒藩—玻耳兹曼定律
1.3.8 色温
1.4 激光原理
1.4.1 激光产生的物理基础
1.4.2 激光（强相干光）产生的基本原理和方法
1.4.3 开放式光学谐振腔和高斯光束
1.5 典型激光器
1.5.1 固体激光器
1.5.2 气体激光器
1.5.3 半导体二极管激光器
1.5.4 光纤激光器
1.6 光频电磁波的基本理论和定律
1.6.1 光波的电磁场理论
1.6.2 光波场的时域频率特性
1.6.3 相速度和群速度
1.6.4 光波的横波性质和偏振态
1.6.5 光波在各向同性介质界面上的反射和折射
1.6.6 几何光学基本定律
练习及思考题1
第2章 光辐射的传播
2.1 光波在大气中的传播
2.1.1 大气衰减
2.1.2 大气湍流效应
2.2 光波在电光晶体中的传播
2.2.1 电致折射率变化
2.2.2 电光相位延迟
2.3 光波在声光晶体中的传播
2.3.1 拉曼—纳斯衍射
2.3.2 布喇格（Bragg）衍射
2.4 光波在磁光介质中的传播
2.4.1 法拉第旋转效应
2.4.2 磁光相互作用的耦合波分析
2.5 光波在光纤波导中的传播
2.5.1 光纤波导的结构及弱导性
2.5.2 光束在光纤波导中的传播特性
2.5.3 光束在光纤波导中的衰减和色散特性
2.6 光波在非线性介质中的传播
2.6.1 非线性电极化率
2.6.2 光波在非线性介质中的传播
2.6.3 光混频及光倍频技术
2.7 光波在水中的传播
2.7.1 传播光束的衰减特性
2.7.2 前向散射
2.7.3 后向散射
练习及思考题2
第3章 光束的调制和扫描
3.1 光束调制原理
3.1.1 振幅调制
3.1.2 频率调制和相位调制
3.1.3 强度调制
3.1.4 脉冲调制
3.1.5 脉冲编码调制
3.2 电光调制
3.2.1 电光强度调制
3.2.2 电光相位调制
3.2.3 电光调制器的电学性能
3.2.4 电光波导调制器
3.3 声光调制
3.3.1 声光调制器的工作原理
3.3.2 调制带宽
3.3.3 声光调制器的衍射效率
3.3.4 声束和光束的匹配
3.3.5 声光波导调制器
3.4 磁光调制
3.4.1 磁光体调制器
3.4.2 磁光波导调制器
3.5 直接调制
3.6 光束扫描技术
3.6.1 机械扫描
3.6.2 电光扫描
3.6.3 声光扫描
3.7 空间光调制器
3.7.1 泡克耳读出光调制器
3.7.2 液晶空间光调制器
3.7.3 其他类型的空间光调制器
练习及思考题3
第4章 光辐射的探测技术
4.1 光电探测器的物理效应
4.1.1 光子效应和光热效应
4.1.2 光电发射效应
4.1.3 光电导效应
4.1.4 光伏效应
4.1.5 温差电效应
4.1.6 热释电效应
4.1.7 光电转换定律
4.2 光电探测器的性能参数
4.2.1 积分灵敏度（R）
4.2.2 光谱灵敏度（Rλ）
4.2.3 频率灵敏度（Rf）
4.2.4 量子效率（η）
4.2.5 通量阈（Pth）和噪声等效功率（NEP）
4.2.6 归一化探测度（D*）
4.2.7 其他参数
4.3 光电探测器的噪声
4.3.1 噪声概念
4.3.2 噪声描述
4.3.3 光电探测器的噪声
4.4 光电导探测器——光敏电阻
4.4.1 光电转换原理
4.4.2 工作特性
4.4.3 几种典型的光敏电阻
4.4.4 使用注意事项
4.5 pn结光伏探测器的工作模式
4.5.1 光电转换原理
4.5.2 光伏探测器的工作模式
4.6 硅光电池——太阳电池
4.6.1 短路电流和开路电压
4.6.2 输出功率和佳负载电阻
4.6.3 光谱、频率响应及温度特性
4.6.4 缓变化光电信号探测
4.6.5 交变光信号探测
4.7 光电二极管
4.7.1 Si光电二极管
4.7.2 PIN硅光电二极管
4.7.3 雪崩光电二极管（APD）
4.7.4 光电三极管
4.8 光热探测器
4.8.1 热探测器的一般概念
4.8.2 热敏电阻
4.8.3 热释电探测器
4.9 直接探测系统的性能分析
4.9.1 光电探测器的平方律特性
4.9.2 信噪比性能分析
4.9.3 直接探测系统的NEP分析
4.10 光频外差探测的基本原理
4.10.1 光频外差探测的实验装置
4.10.2 光外差原理
4.10.3 基本特性
4.10.4 光频外差探测的空间相位条件
练习及思考题4
第5章 光电成像系统
5.1 光电成像系统
5.1.1 光电成像系统的基本结构
5.1.2 光电成像系统的基本技术参数
5.2 红外成像光学系统
5.2.1 理想光学系统模型
5.2.2 光学系统中的光阑
5.2.3 红外成像光学系统的主要参数
5.2.4 光学系统的像差
5.2.5 红外光学系统的特点
5.2.6 典型的红外光学系统
5.3 红外成像中的信号处理
5.3.1 前置放大器
5.3.2 直流恢复
5.3.3 多路转换技术
5.3.4 通频带选

作者介绍

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西安电子科技大学教授， 2003年被评为西安电子科技大学教学名师，2005年被评为西安电子科技大学“十佳师德标兵”。曾编写《光电子技术》.《光电探测原理》《.光学传感与测量》《激光技术》等教材。

文摘

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序言

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探索光子世界的奥秘：一场穿越时空的科技之旅 想象一下，我们生活在一个由光构成的世界。从太阳的温暖到屏幕的绚烂，光无处不在，塑造着我们的感知，驱动着无数的现代科技。而在这背后，有一门学科，它深入探索光的本质，研究光与物质的相互作用，并利用这些原理创造出改变世界的工具和技术。这门学科，便是光电子技术。 本书并非一本简单的教科书，它是一次沉浸式的探索，一次穿越光子世界奥秘的旅程。我们将一同揭开光的神秘面纱，理解它作为波和粒子的双重身份，领略它在电磁频谱中的广阔疆域。从微观的光子世界到宏观的应用场景，我们将循序渐进，构建起对光电子技术的全面认知。 第一章：光之初探——理解光的本质 我们将从最基础的光学知识出发，带领读者走进光的奇妙世界。您将了解到光的基本性质，例如它的传播速度、衍射、干涉和偏振等现象。通过经典的双缝干涉实验，我们将直观地理解光的波动性；而通过光电效应，我们将揭示光的粒子性——光子的概念。我们还将简要回顾历史上光学理论的演进，从惠更斯的光的波动说，到麦克斯韦的电磁场理论，再到爱因斯坦的光量子假说，感受人类智慧在揭示光之谜过程中的辉煌历程。这一章旨在为后续深入的光电子技术研究打下坚实的理论基础，让读者对“光”这一核心概念有深刻的理解，而不仅仅停留在表面的观察。 第二章：光与物质的交响——相互作用的奇妙 光并非孤立存在，它与物质之间存在着千丝万缕的联系。本章将深入探讨光与物质的各种相互作用。我们将研究物质如何吸收、发射和散射光，理解不同材料对光的响应机制。例如，半导体材料中的电子与空穴如何与光子发生能量交换，这是激光器和光电探测器工作的核心原理。我们将学习到光与物质相互作用的数学模型，例如吸收光谱和发射光谱的分析，以及它们在材料表征中的应用。同时，我们也会探讨光穿过介质时发生的折射、反射和散射现象，以及这些现象如何在光学元件的设计和制造中得到应用，比如透镜、棱镜以及各种光纤。这一章将帮助读者理解，光电子技术之所以能够实现，正是因为我们掌握了如何巧妙地控制光与物质的对话。 第三章：信息之翼——光电转换的基石 在当今信息爆炸的时代，光扮演着信息传输和处理的关键角色。光电转换技术是实现这一目标的核心。本章将重点介绍光电转换的基本原理和各种器件。我们将详细阐述光电二极管、光电晶体管、光电倍增管等探测器的结构、工作原理和性能参数，理解它们如何将光信号转化为电信号。同时，我们也将探讨发光二极管（LED）、激光二极管（LD）等发光器件的原理，它们如何将电信号转化为光信号。我们将深入分析这些器件的内部物理机制，例如PN结的发光原理、半导体材料的选择以及器件的效率和响应速度。理解这些光电转换器件，就如同掌握了信息传递的“信使”，它们是构建现代通信、显示以及传感系统的基石。 第四章：光之束缚与引导——光波导与光纤 光不仅仅是直线传播，通过特殊的设计，我们可以“束缚”和“引导”光。本章将聚焦于光波导和光纤技术。我们将学习光波导的基本原理，例如全内反射，理解光如何在介质界面上被限制在特定区域传播。我们将深入研究各种类型光纤的结构和特性，包括单模光纤和多模光纤，以及它们在不同应用场景下的优势。我们将探讨光纤的制造工艺，以及光纤中损耗和色散等关键参数对其性能的影响。光纤通信是现代通信网络的“生命线”，而光波导技术更是集成光电子学和光计算的基础。本章将带领读者领略如何利用光波导和光纤，实现高效、高速的信息传输和处理。 第五章：激光——光之精粹与力量 激光，这个由“受激辐射”原理产生的特殊光源，以其高亮度、单色性、方向性和相干性，在科学、工业、医疗等领域产生了革命性的影响。本章将深入剖析激光器的工作原理。我们将详细讲解粒子数反转、受激辐射、激光腔等关键概念。我们将介绍不同类型的激光器，例如半导体激光器、气体激光器、固体激光器等，并分析它们的特点和应用。从条形码扫描到光盘播放，从精密焊接到眼科手术，激光的应用无处不在。本章旨在让读者深刻理解激光的独特魅力，以及它如何成为现代科技不可或缺的强大工具。 第六章：光电子器件的应用——从显示到传感 光电子技术并非仅仅是理论，它已经深刻地改变了我们的日常生活。本章将展示光电子技术在各个领域的广泛应用。我们将探讨平板显示技术，如液晶显示（LCD）和有机发光二极管（OLED）显示，理解它们如何利用光电效应呈现出绚丽的图像。我们将深入了解各种光电传感器的原理和应用，包括用于测量距离、温度、压力、甚至生物信号的传感器，以及它们在智能家居、工业自动化和医疗诊断中的作用。此外，我们还将简要介绍光通信系统，如光纤通信网络，以及它们如何支撑起我们今天互联互通的世界。这一章将让读者看到，光电子技术是如何将抽象的物理原理转化为看得见、摸得着的实际应用，从而提升我们的生活品质和生产效率。 第七章：集成光电子学——微观世界的精密制造 随着技术的发展，我们将光电子器件的集成化推向了新的高度。本章将介绍集成光电子学（Integrated Optoelectronics）的概念。我们将探讨如何将多个光电子器件集成到单一的芯片上，实现更小巧、更高效、更低功耗的光信号处理和传输。我们将了解光集成电路（Photonic Integrated Circuits, PICs）的设计和制造工艺，以及硅光子（Silicon Photonics）等新兴技术的发展。集成光电子学是实现未来光计算、高速通信和先进传感的关键。本章将带领读者窥视微观世界中精密的光子芯片制造，以及它们为未来科技发展带来的无限可能。 第八章：光电技术的未来展望——无限可能 在旅程的最后，我们将展望光电技术的未来发展趋势。我们将探讨光计算、量子通信、先进生物传感以及光驱动的能源技术等前沿领域。我们将分析当前面临的挑战，例如如何提高器件的性能、降低成本以及拓展新的应用领域。我们也将展望光电子技术在解决全球性问题，如气候变化、医疗健康和信息安全等方面的潜在作用。这一章旨在激发读者对光电技术未来的无限遐想，鼓励大家投身于这一充满活力和创新前景的领域。 本书并非为某个特定专业的读者量身定制，它面向的是所有对光、对科技、对未来充满好奇的人们。无论您是学生、工程师、科研人员，还是仅仅对光的世界感到着迷的探索者，都能在这场光子世界的旅程中找到属于自己的收获。我们力求用清晰、生动的语言，结合丰富的案例和图示，将抽象的光电原理转化为易于理解的知识。希望通过本书，您能不仅仅是被动地接受信息，更能激发您独立思考的火花，甚至在未来的某一天，您也能成为探索光子世界，创造改变世界的光电技术的先行者。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在光电子行业摸爬滚打多年的工程师，我一直寻求一本能够帮助我巩固基础、拓展视野的工具书，而《光电子技术（第四版）》恰恰满足了我的需求。市场上不乏内容更新迅速的文献，但真正能够系统性梳理光电子技术发展脉络、并对核心概念进行深入剖析的书籍却不多。我非常关注书中对激光器、探测器、调制器等关键器件的原理、特性以及最新进展的阐述。尤其希望它能提供一些关于器件性能优化、失效分析以及前沿应用的案例分析，这对于我们在实际工作中解决问题、进行技术创新非常有价值。第四版的出版，意味着它应该包含了近些年来在半导体光电子、光纤通信、光集成等领域取得的突破性进展，例如量子点激光器、硅光子技术等。我期待书中能够提供一些与实际工程应用相结合的图表和数据，帮助我们更好地理解器件的性能指标和选择依据。总而言之，我希望这本书能够成为我案头的常备参考，随时翻阅，都能有所收获。

评分☆☆☆☆☆

最近在准备一个与光电转换相关的项目，市面上找了不少资料，总感觉缺少一本能够统领全局、深入浅出的教材。《光电子技术（第四版）》这个书名，听起来就非常有分量，而且“第四版”的字样，也暗示了其内容的权威性和时效性。我最感兴趣的是书中关于光电器件工作原理的讲解，希望能够清晰地解析不同类型器件（如光电二极管、光电晶体管、CCD、CMOS图像传感器等）的物理机制、结构特点以及性能参数。同时，对于如何选择和设计合适的光电器件来满足特定应用需求，我也希望能在这本书中找到指导。例如，在低照度环境下工作的传感器，或者需要高速响应的光电探测器，它们的具体要求和对应的器件选择，都需要有详细的论述。我还希望书中能够包含一些实际案例，展示这些光电器件在不同领域的应用，比如在医疗、工业、通信等方面的具体实践，这能极大地帮助我理解理论知识的实际价值。

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我最近在做一个关于光信号处理的项目，需要对光信号的产生、传输、调制、解调以及检测等过程有深入的了解。一本关于光电子技术的权威教材，对我来说至关重要。《光电子技术（第四版）》这个书名，让我看到了希望。我特别关注书中关于光电耦合、光调制和光解调技术的讲解，希望能详细了解不同调制方式（如幅度调制、相位调制）的原理，以及相应的器件（如电光调制器、声光调制器）的工作特性和应用场景。另外，光信号的检测和处理也是我的重点，我希望书中能够介绍各种光电探测器的性能参数、选择依据，以及相关的信号处理技术。尤其希望能够看到关于光纤通信系统中光信号传输和处理的案例分析，这能帮助我理解理论在实际中的应用。第四版的更新，意味着它应该涵盖了最新的技术发展，我对书中能够提供一些前沿技术的介绍，例如光计算、光存储等，感到非常期待。

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我是一名对光学和电子学交叉领域感兴趣的学生，一直以来都想找一本能够系统性地学习光电子技术的教材。《光电子技术（第四版）》这个书名，对我来说非常具有吸引力。我尤其看重教材在概念解释的严谨性和逻辑性。我希望这本书能够从最基础的光学原理和半导体物理出发，逐步深入到光电器件的设计、制造和应用。书中对于各种新型光电子器件的介绍，比如LED、OLED、激光二极管、光电导探测器等，我希望能有详尽的原理阐述，包括其工作机制、能带结构、载流子动力学等。此外，对于这些器件的性能表征方法，例如量子效率、响应时间、光谱特性等，我也希望有清晰的介绍和计算方法。我深信，一本好的教材能够在我心中建立起扎实的理论基础，为我未来的学习和研究打下坚实的地基。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，简直是让我这种一直对光电子领域充满好奇但又觉得门槛很高的读者，看到了希望的曙光。我之前接触过一些相关的基础知识，但总是零散不成体系，很多概念也只是模模糊糊。第四版的更新，让我觉得它终于跟上了时代发展的步伐，能够更好地理解当下光电子技术的前沿动态。我尤其期待书中对新材料、新工艺的介绍，比如那些关于纳米光子学、超材料的内容，总是让我觉得充满想象力。而且，作为一本教材，它在内容的编排上应该会更加系统化，从基础原理到器件应用，再到系统集成，能够帮助我建立起一个完整的知识框架。我希望能在这本书里找到清晰的原理讲解，配合着恰到好处的公式推导，而不是那种晦涩难懂的数学证明。我一直觉得，一本好的技术书籍，应该能够让读者在理解原理的同时，也能感受到技术的魅力，甚至激发出进一步探索的动力。这本书的名字本身就有一种专业但又不失前沿的感觉，让我相信它一定能够满足我学习的深度和广度需求。