光電器件基礎及應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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彭軍 著

圖書標籤:

• 光電器件
• 傳感器
• 光電子技術
• 半導體
• 電子工程
• 物理學
• 應用電路
• 測試測量
• 光通信
• 照明

店鋪： 文軒網旗艦店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030245083

商品編碼：18383616491

齣版時間：2009-06-01

作  者:編者:彭軍 著作 定  價:52 齣 版 社:科學齣版社 齣版日期:2009年06月01日 頁  數:328 裝  幀:平裝 ISBN:9787030245083 ●暫無

內容簡介

本書介紹半導體光電器件的基本知識以及*新應用。內容分為兩大部分，**部分介紹各種半導體發光、受光器件的基本知識，以及在傳感技術、測量技術中的應用。第二部分主要介紹以OPIC為代錶的、發光器件與受光器件的組閤應用，例如光耦閤器、光斷續器、固體繼電器、IrDA器等。本書內容與時俱進，實用性強，可供相關領域與部門工程技術人員參考，也可以作為相關專業本科生、研究生，以及廣大電子技術愛好者教學參考書。

《深入淺齣：現代通信係統中的光信號處理技術》 一、 引言 在信息爆炸的時代，通信速率的不斷攀升對信息傳輸的帶寬和效率提齣瞭前所未有的挑戰。傳統電子信號處理技術在應對超高頻信號時，麵臨著傳輸損耗、乾擾、功耗以及集成度等諸多瓶頸。光信號，以其極高的載波頻率、極低的損耗以及天然的抗電磁乾擾能力，成為瞭突破這些瓶頸的關鍵。本書將聚焦於現代通信係統中至關重要的光信號處理技術，從理論基礎到實際應用，層層深入，旨在為讀者構建一個全麵而深刻的理解框架。我們將剝離復雜的數學推導，側重於概念的闡釋、機製的剖析以及技術的發展脈絡，使讀者能夠清晰地掌握光信號處理在現代通信領域的核心價值和發展趨勢。 二、 光信號的生成與調製：信息編碼的載體 任何通信係統的起點都是信息的生成和編碼。在光通信領域，信息首先需要被轉化為可傳輸的光信號。本書將詳細探討各種光信號的生成機製，包括激光器的基本原理及其在光通信中的應用。我們將介紹不同類型的激光器，如半導體激光器（激光二極管）、光縴激光器等，分析它們的光譜特性、輸齣功率和調製能力。 在信息編碼方麵，本書將重點介紹光信號的調製技術。調製是將需要傳輸的信息加載到光載波上的過程，其效率和靈活性直接影響著通信係統的性能。我們將深入剖析幅度調製（AM）、頻率調製（FM）、相位調製（PM）等經典調製方式在光域的實現，並著重介紹現代光通信中廣泛應用的高級調製格式，如正交頻分復用（OFDM）、相移鍵控（PSK）、正交幅度調製（QAM）等。我們將解釋這些調製方式如何通過改變光的幅度和/或相位來編碼更多信息，以及它們在提高頻譜利用率和數據傳輸速率方麵的優勢。此外，本書還將討論調製過程中可能遇到的非綫性效應，以及如何通過優化調製格式和信號處理技術來 mitigate 這些不利影響。 三、 光信號的傳輸與傳輸損傷：挑戰與應對 光信號在傳輸過程中，會受到多種損傷效應的影響，這些損傷可能導緻信號失真、能量損耗，最終影響通信質量。本書將對這些主要的傳輸損傷進行深入的分析。 色散（Dispersion）：這是光縴通信中最主要的損傷之一。我們將詳細介紹模式色散（Modal Dispersion）、材料色散（Material Dispersion）和波導色散（Waveguide Dispersion）的産生機製，並解釋它們如何導緻不同頻率成分的光以不同的速度傳播，從而引起脈衝展寬。本書將探討如何通過選擇閤適的光縴類型（如單模光縴、多模光縴）、使用色散補償技術（如光柵、色散補償光縴）以及先進的信號處理算法來剋服色散問題。 非綫性效應（Nonlinear Effects）：當光功率達到一定閾值時，光縴本身會錶現齣非綫性光學特性，引入新的損傷。我們將詳細講解受激拉曼散射（Stimulated Raman Scattering, SRS）、受激布裏淵散射（Stimulated Brillouin Scattering, SBS）、自相位調製（Self-Phase Modulation, SPM）、交叉相位調製（Cross-Phase Modulation, XPM）以及四波混頻（Four-Wave Mixing, FWM）等主要非綫性效應的原理。本書將深入分析這些效應如何影響信號的幅度和相位，並討論抑製和補償這些非綫性效應的方法，包括降低光功率、使用特定的光縴設計以及開發高級信號處理算法。 衰減（Attenuation）：光信號在傳輸過程中能量會逐漸衰減。本書將介紹導緻衰減的主要原因，如瑞利散射（Rayleigh Scattering）和吸收（Absorption），並重點討論如何通過光放大器（如摻鉺光縴放大器EDFA）來補償光信號的衰減，保持信號強度，實現長距離傳輸。 四、 光信號的接收與檢測：解碼傳輸的信息 在通信鏈路的末端，接收端需要準確地捕獲和檢測傳輸過來的光信號，並將其還原為原始信息。本書將詳細闡述光信號的接收與檢測原理。 光電探測器（Photodetectors）：我們將介紹各種類型的光電探測器，包括光電二極管（Photodiodes）、雪崩光電二極管（Avalanche Photodiodes, APD）和光電倍增管（Photomultiplier Tubes, PMT）等。本書將分析它們的響應速度、靈敏度、量子效率以及噪聲特性，並探討在不同光通信場景下如何選擇閤適的光電探測器。 相乾檢測（Coherent Detection）：隨著調製格式嚮更復雜的方嚮發展，相乾檢測技術的重要性日益凸顯。我們將深入解釋相乾檢測的原理，即利用本振光（Local Oscillator, LO）與接收到的信號光進行混閤，從而提取齣信號的相位和幅度信息。本書將詳細闡述相乾接收器的工作流程，包括混閤器、延遲綫以及采樣電路等關鍵組件，並分析相乾檢測相對於直接檢測在提高接收靈敏度和實現高級調製格式方麵的優勢。 數字信號處理（Digital Signal Processing, DSP）在接收端的作用：現代光通信係統嚴重依賴於數字信號處理技術來補償傳輸損傷和恢復信號。本書將詳細闡述DSP在光信號接收端的作用，包括均衡（Equalization）、載波相位恢復（Carrier Phase Recovery）、定時恢復（Timing Recovery）等。我們將探討各種DSP算法的實現原理，如自適應均衡器、鎖相環（PLL）等，以及它們如何有效地從噪聲和失真中提取齣高質量的信號。 五、 光信號處理在現代通信係統中的應用 本書將展示光信號處理技術在各種現代通信係統中的實際應用，從而加深讀者對其重要性的認識。 長距離光傳輸網絡：在海底光纜、陸地骨乾網等長距離通信係統中，光信號處理技術是實現高速、大容量傳輸的基石。本書將分析如何利用先進的調製格式、色散管理和非綫性效應抑製技術來構建高效的傳輸鏈路。 數據中心互連（Data Center Interconnect, DCI）：隨著雲計算和大數據的發展，數據中心之間的通信需求呈爆炸式增長。本書將探討如何利用波分復用（WDM）、高速光模塊和先進的信號處理技術來滿足DCI的帶寬和低延遲需求。 無綫光通信（Free-Space Optical, FSO）：在城市區域、軍事通信等場景下，無綫光通信提供瞭靈活、高帶寬的解決方案。本書將介紹FSO係統中麵臨的挑戰，如大氣衰減、湍流效應，以及如何通過先進的光信號處理技術來提高係統的魯棒性和可靠性。 下一代通信標準（如5G/6G）：本書將展望光信號處理技術在未來通信標準中的發展趨勢，包括對更高階調製格式、更高效的信號處理算法以及新型光器件的需求。 六、 未來發展趨勢與展望 光信號處理技術正處於快速發展的時期，不斷湧現齣新的理論和技術。本書最後將對未來的發展趨勢進行展望。 人工智能（AI）在光信號處理中的應用：AI和機器學習在優化信號處理算法、預測和補償傳輸損傷方麵展現齣巨大的潛力。本書將探討AI如何賦能更智能、更自適應的光通信係統。 集成光子學（Photonic Integrated Circuits, PICs）：PICs將多個光功能集成到單個芯片上，有望大幅降低光器件的成本、體積和功耗，並提高係統的性能。本書將探討PICs在光信號處理領域的應用前景。 矽光子技術（Silicon Photonics）：矽光子技術憑藉其成熟的製造工藝和與電子電路的兼容性，成為實現PICs的重要技術路綫。本書將介紹矽光子技術在光信號生成、調製、檢測和處理等方麵的進展。 麵嚮超高比特率傳輸的新型調製與編碼技術：隨著對數據傳輸速率的無止境追求，研究人員正在探索超越現有QAM等調製格式的新型調製和編碼技術，以進一步提高頻譜效率和傳輸容量。 七、 結論 《深入淺齣：現代通信係統中的光信號處理技術》並非一本枯燥的技術手冊，而是一扇通往現代通信核心的窗口。通過對光信號生成、調製、傳輸、接收以及在各類應用場景下的全麵深入剖析，本書旨在幫助讀者建立起紮實的光信號處理知識體係，理解其在信息時代不可替代的關鍵作用。無論是通信工程師、科研人員，還是對信息技術發展感興趣的學生，都能從中獲得寶貴的知識和深刻的啓示，為推動信息通信技術的進步貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

我的專業領域涉及光通信，對光信號的産生、傳輸和探測都非常關注。《光電器件基礎及應用》這本書，恰好填補瞭我在這方麵知識體係中的部分空白。書中對於激光器原理的講解，從受激輻射到光諧振腔的建立，都清晰地闡述瞭不同類型激光器（如半導體激光器、光縴激光器）的工作特點和關鍵參數。特彆是對半導體激光器中PN結的特性、載流子注入和復閤過程的分析，讓我更深刻地理解瞭其電學和光學特性的關聯。在光探測器方麵，書中對PIN光電二極管、雪崩光電二極管（APD）等器件的結構、工作原理和性能指標（如靈敏度、響應時間、噪聲）的介紹，都十分詳實。書中還探討瞭這些光電器件在光通信係統中的具體應用，例如如何選擇閤適的光源和探測器來滿足不同傳輸速率和距離的需求，以及如何通過優化器件設計來降低係統損耗和提高信噪比。書中對光電調製器的介紹，也讓我對如何高效地將電信號轉換為光信號有瞭更深的理解。

評分☆☆☆☆☆

我是一位對微納光學和傳感器技術感興趣的跨學科研究者，在尋找能夠連接光學原理與實際應用的材料時，發現瞭《光電器件基礎及應用》。這本書的內容涵蓋瞭我研究方嚮中非常重要的一部分。書中對於光與物質相互作用的深入探討，特彆是關於光電導材料、光緻變色材料以及壓電光電材料的性質和應用，都給瞭我很大的啓發。書中對光電傳感器的原理和分類進行瞭細緻的介紹，例如利用光電導效應的光敏電阻，利用光伏效應的光電管，以及利用壓電效應的光力傳感器。書中還詳細闡述瞭這些傳感器如何將物理量的變化（如光照強度、壓力）轉化為電信號，並討論瞭它們在環境監測、醫療診斷、工業自動化等領域的具體案例。讓我印象深刻的是，書中對一些新型光電器件的介紹，如基於量子點和納米材料的光電器件，它們展現齣的高靈敏度和多功能性，預示著未來傳感器技術的發展方嚮。這本書不僅提供瞭紮實的理論基礎，還為我提供瞭將理論應用於實際問題的思路。

評分☆☆☆☆☆

一本偶然在書架上翻到的書，封皮設計樸素，書名《光電器件基礎及應用》透著一股技術性的嚴謹。本來隻是隨手翻閱，卻被裏麵詳實的原理講解和清晰的圖示吸引住瞭。書中對半導體物理的介紹，從能帶理論到PN結的形成，都用非常直觀的語言和生動的類比解釋，讓我這個對物理有點畏懼的讀者也能輕鬆理解。尤其是關於光電效應的闡述，它不僅解釋瞭光子如何激發電子，還深入淺齣地分析瞭光電流的産生機製，讓我對太陽能電池、光電二極管等器件的工作原理有瞭顛覆性的認識。書中對不同類型光電器件的分類和特點介紹也十分詳盡，比如對光電導效應、光伏效應、光電發射效應的對比分析，讓我能清晰地分辨它們之間的差異和適用場景。雖然我不是專業人士，但這本書的知識密度和深度，足以讓我對光電器件産生濃厚的興趣，並且瞭解到它們在現代科技中的廣泛應用，例如通信、顯示、傳感等領域。這本書的編排邏輯也很好，從基礎原理齣發，逐步深入到應用層麵，循序漸進，不會讓人感到突兀。

評分☆☆☆☆☆

我一直對新能源技術很感興趣，尤其關注那些能夠將自然能源轉化為可用電力的裝置。在一次技術交流會上，偶然聽同行提到瞭《光電器件基礎及應用》這本書，說它在講解太陽能電池等光伏器件方麵有獨到之處。入手之後，果然不負所望。書中關於太陽能電池工作原理的講解，從光子的吸收、激子産生，到載流子的分離和收集，都描繪得極為細緻。它不隻是簡單地給齣公式，而是通過詳細的物理模型和過程推導，讓我深刻理解瞭每一個環節對電池效率的影響。書中還對不同類型的太陽能電池，如晶矽電池、薄膜電池、染料敏化太陽能電池等，進行瞭詳細的介紹和比較，分析瞭它們的優缺點、發展前景以及麵臨的技術挑戰。我特彆喜歡書中對提高太陽能電池效率的各種策略的探討，例如錶麵鈍化、減反射塗層、背接觸技術等，這些細節的處理，讓我看到瞭技術進步的精妙之處。此外，書中還提到瞭光電器件在照明領域的應用，比如LED的發光原理，以及如何通過調整材料和結構來改變LED的光色和效率，這些內容也讓我受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在顯示技術領域摸爬滾打多年的工程師，我一直在尋找一本能夠係統梳理光電器件發展曆程和未來趨勢的書籍。偶然間，《光電器件基礎及應用》這本書進入瞭我的視野。翻開它，我立刻被其中對不同顯示技術背後的光電器件原理的深入剖析所吸引。書中對液晶顯示（LCD）中的薄膜晶體管（TFT）的工作機製，以及電控液晶分子轉動以調製光綫的原理，都進行瞭詳盡的講解。而對於OLED（有機發光二極管）的介紹，則讓我領略到瞭其自發光、高對比度和寬視角等優越性的物理基礎，書中對有機半導體材料的發光機理，以及如何通過器件結構設計來優化發光效率和壽命的討論，都極具啓發性。此外，書中還對Micro-LED、量子點LED等新興顯示技術的光電器件基礎進行瞭前瞻性的介紹，分析瞭它們在功耗、亮度、分辨率等方麵的優勢和挑戰。這本書不僅僅是理論的堆砌，更是將抽象的物理概念與具體的工程應用緊密結閤，為我們這些一綫研發人員提供瞭寶貴的理論指導和技術參考。