光电技术(高等院校电子信息与电气学科系列规划教材) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨应平 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111474340

商品编码：29701841096

包装：平装

出版时间：2014-09-01

基本信息

书名:光电技术(高等院校电子信息与电气学科系列规划教材)

定价：45.00元

售价：30.6元,便宜14.4元,折扣68

作者:杨应平

出版社：机械工业出版社

出版日期：2014-09-01

ISBN：9787111474340

字数：

页码：

版次：1

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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本教材系统地介绍了光电技术的基础理论、各种光电探测器的工作原理、特性参数、典型器件和典型应用。主要内容包括：辐射度与光度学基础、光电探测器理论基础、光电探测器中常用光源、光电导探测器、光伏探测器、光电子发射探测器、热探测器、光电图像传感器、光学信号变换、光电信号探测技术和光电探测系统典型应用。
本书可以作为高等院校本科光电信息科学与工程、光电信息工程、测控技术与仪器、应用物理、电子科学与技术、电子信息科学与技术等专业本科生及研究生教材，也可供其他相关专业师生和工程技术人员参考。

目录

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前言
教学建议
第0章　绪论
　0.1　光电技术及其研究内容
　0.2　光电信息系统
　0.3　光电技术的应用及发展趋势
　本章小结
　思考题与习题
章　辐射度学与光度学基础
　1.1　电磁辐射
　　1.1.1　电磁波谱
　　1.l.2　光辐射
　　1.1.3　光的波粒二象性
　　1.1.4　电磁辐射中的立体角计算
　1.2　辐射度的基本物理量
　1.3　光度学基础
　　1.3.1　光度学的基本物理量
　　1.3.2　光谱光视效率
　　1.3.3　光谱光视效能
　1.4　辐射度学与光度学中的几个基本定律
　　1.4.1　朗伯余弦定律
　　1.4.2　距离平方反比定律
　　1.4.3　亮度守恒定律
　1.5　黑体辐射
　　1.5.1　黑体辐射定律
　　1.5.2　普朗克能量子假设
　本章小结
　思考题与习题
第2章　光电探测器理论基础
　2.1　半导体物理基础
　　2.1.1　晶体的能带
　　2.1.2　热平衡下的载流子浓度
　　2.1.3　半导体材料的光吸收效应
　　2.1.4　半导体中的非平衡载流子
　　2.1.5　半导体中载流子的扩散与漂移
　2.2　光电效应
　　2.2.1　光电导效应
　　2.2.2　光伏效应
　　2.2.3　光电子发射效应
　2.3　光电探测器的噪声
　2.4　光电探测器的特性参数
　本章小结
　思考题与习题
第3章　光电探测中的常见光源
　3.1　光源的基本特性参数
　　3.1.1　辐射效率和发光效率
　　3.1.2　光谱功率分布
　　3.1.3　空间光强分布
　……
第4章　光电导探测器
第5章　光伏探测器
第6章　光电子发射探测器
第7章　热探测器
第8章　光电图像探测器
第9章　光学信息变换
0章　微弱光电信号的探测与处理
1章　典型的光电检测系统
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《光电技术》 内容简介 本书是为高等院校电子信息类和电气类专业学生量身打造的系列规划教材。全书共分为十一章，系统阐述了光电技术的基本原理、核心器件、关键技术以及在各个领域的广泛应用。本书内容严谨，结构清晰，既注重理论深度，也强调实践指导，旨在为读者打下坚实的光电技术基础，培养其分析问题和解决问题的能力。 第一章 光电技术的概述 本章首先对光电技术的发展历程、现状和未来趋势进行综述，阐述其在现代科技发展中的重要地位。接着，系统介绍光电技术的基本概念，包括光的性质、电磁波谱、光与物质的相互作用（如吸收、反射、折射、衍射、散射、干涉、偏振等），以及光电信息的基本载体——光子。深入剖析光电技术的核心——光与电的相互转换机制，为后续章节的学习奠定理论基础。最后，展望了光电技术在通信、传感、显示、照明、能源、医疗、军事等领域的发展前景，激发读者的学习兴趣。 第二章 光的产生与传播 本章深入探讨光的产生机制，包括热辐射、荧光、磷光、电致发光、激光等。详细介绍不同光源的原理、特性和应用，例如白炽灯、荧光灯、LED、LD等。在光的传播方面，系统讲解光波的几何传播特性，包括直线传播、反射（全反射）、折射（斯涅尔定律）、光路设计以及光程的概念。同时，也涵盖了光波的物理传播特性，如衍射（菲涅尔衍射、夫琅禾费衍射）、干涉（杨氏双缝干涉、薄膜干涉）和偏振（线偏振、圆偏振、椭圆偏振及其产生和检验方法）。本章是理解光与物质相互作用的基础，为后续光电器件的分析奠定基础。 第三章 光电探测器 本章详细介绍各种光电探测器的原理、结构、性能参数和应用。首先，从光电导效应、光伏效应、光电倍增效应等基本原理出发，引出不同类型光电探测器的工作机制。重点讲解了光电二极管（PIN管、雪崩光电二极管APD）、光电导管（光敏电阻）、光电倍增管（PMT）、CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器等。深入分析了这些器件的响应速度、灵敏度、量子效率、噪声等关键性能指标，并结合实际应用场景，如光通信接收端、图像采集、光谱分析、辐射测量等，阐述了它们各自的优缺点和适用范围。 第四章 光电器件 本章聚焦于光与电能量相互转换的关键器件。首先，详细阐述发光二极管（LED）和激光二极管（LD）的发光原理、结构特点、电光转换效率以及不同类型的LED和LD（如单色LED、白光LED、气体激光器、半导体激光器等）的应用。接着，深入研究光控器件，包括光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等，分析其光电特性曲线，并讲解其在自动控制、开关电路、光耦隔离等方面的应用。此外，还介绍了电致发光器件（ELD）、电致变色器件（ECD）等新兴光电器件，并探讨了其潜在的应用前景。 第五章 光学系统与成像 本章系统介绍光学系统的工作原理以及在光电技术中的成像应用。首先，讲解了透镜和反射镜作为基本光学元件的功能，包括焦距、放大率、成像公式等。在此基础上，构建和分析了多种典型光学系统，如望远镜、显微镜、相机镜头、投影仪等，阐述了它们的光学设计和成像原理。重点阐述了光学成像中的重要概念，如分辨率、景深、像差（球差、色差、彗差、像散等）及其校正方法。本章为理解和设计各种光电成像设备奠定了基础。 第六章 光信号的调制与解调 本章关注光信号在信息传输过程中的调制与解调技术。首先，介绍光信号调制的必要性及其基本原理，包括强度调制、相位调制、频率调制等。重点讲解了在光通信中常用的调制方式，如幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）以及更复杂的Quadrature Amplitude Modulation (QAM)等。接着，深入讨论光信号的解调技术，包括相干解调、非相干解调，以及与之配套的各种光电器件（如光电二极管、APD）和电子电路（如锁相环、匹配滤波器）的应用。本章是光通信系统设计中的核心内容。 第七章 光纤通信 本章将重点放在光纤通信技术，这是现代信息传输的主干。首先，介绍光纤的基本结构、分类（单模光纤、多模光纤）以及光在光纤中传输的原理，包括全内反射、光纤的衰减（吸收、散射、弯曲损耗）和色散（模间色散、材料色散、波导色散）。接着，详细阐述光纤通信系统的组成，包括光源（LD、LED）、光纤、光放大器（EDFA）、光调制器、光开关以及光接收器件。重点分析了光纤通信的优势，如传输带宽大、传输距离远、抗电磁干扰能力强等，并介绍了光纤通信的发展趋势，如WDM（波分复用）、OTN（光传输网络）等。 第八章 激光技术及其应用 本章深入研究激光器的原理、类型及其广泛的应用。首先，介绍激光的产生机制，包括受激辐射、粒子数反转、谐振腔等。详细阐述了不同类型的激光器，如气体激光器（He-Ne、CO2）、固体激光器（Nd:YAG）、半导体激光器（LD）、光纤激光器等，分析其各自的特点和优缺点。接着，重点介绍激光的特性，如单色性好、方向性强、相干性好、光强高等，并在此基础上，系统讲解激光在工业加工（切割、焊接、打标）、医疗（手术、诊断、美容）、通信、测量、遥感、科研等领域的具体应用。 第九章 光电传感技术 本章聚焦于利用光电效应进行信息采集和测量的各种传感器。首先，介绍光电传感器的基本工作原理，即利用光信号的变化来反映被测量物理量的变化。详细讲解了多种常见的光电传感器，例如：光电编码器（用于测量角位移）、光电测距仪（如激光测距仪）、光电液位传感器、光电流量计、光电压力传感器、光电温度传感器等。深入分析这些传感器的工作原理、测量范围、精度、响应速度以及在工业自动化、机器人、环境监测、交通控制等领域的实际应用。 第十章 光电显示技术 本章探讨当前主流的光电显示技术。首先，介绍显示技术的演变历程，从CRT到LCD、LED、OLED等。详细讲解了液晶显示（LCD）的工作原理，包括液晶的电光效应、偏振片的作用、背光源（CCFL、LED）以及驱动电路。接着，深入介绍有机发光二极管（OLED）显示技术，分析其自发光、高对比度、宽视角、快速响应等优势，以及其在智能手机、电视、可穿戴设备等领域的应用。此外，还简要介绍了微型投影、全息显示等前沿显示技术。 第十一章 光电技术的发展趋势与挑战 本章对光电技术的未来发展进行展望，并探讨其面临的挑战。重点介绍当前光电技术的研究热点和前沿方向，包括：微纳光子学、超材料、量子点、光子晶体、智能光电器件、生物光子学、光量子信息技术等。分析了这些新技术可能带来的突破性变革，以及其在下一代通信、高性能计算、先进制造、精准医疗等领域中的应用前景。同时，也指出了光电技术发展过程中可能面临的挑战，如器件的集成化、小型化、高效率、低功耗，以及新材料的开发和制造工艺的进步等。 本书内容由浅入深，理论联系实际，辅以丰富的图示和实例，旨在帮助读者全面掌握光电技术的核心知识，并为进一步深入学习和研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的阅读体验是充满挑战性的，但正是在这种挑战中，我收获了最大的成长。它的难度梯度设置得非常陡峭，尤其是在涉及到光场与物质的相互作用部分，那些偏微分方程和傅里叶变换的应用密度，足以让很多初学者望而却步。然而，一旦你啃下了这些硬骨头，你会发现自己对光电子器件的工作原理的理解达到了一个新的高度。我个人最欣赏的是其在前沿技术融合方面的努力，它并没有将光电子学孤立起来，而是巧妙地将其与现代的微纳加工技术、CMOS兼容性设计等结合起来讨论。比如，它深入分析了表面等离激元共振（SPR）在传感器中的应用，并讨论了如何利用光子晶体结构来控制光传播，这些内容对于志在光集成领域深耕的读者来说，是极具启发性的前瞻性指导。这本书要求读者具备扎实的数学功底，但回报也是巨大的——它为你打开了一扇通往未来光电子技术的大门。

评分☆☆☆☆☆

光电技术(高等院校电子信息与电气学科系列规划教材) 读者评价 初次翻开这本《光电技术》，我着实被它庞大而严谨的体系所吸引。它不是那种仅仅停留在概念层面的浮光掠影，而是深入到半导体物理、光学设计乃至现代信息处理的每一个细节。最让我印象深刻的是它在阐述基础理论时的那种雕琢般的精确性。比如，在讲解半导体异质结的能带结构时，作者没有满足于给出几个简单的图示，而是用极其详尽的数学推导，将不同掺杂浓度、不同材料组合下的势垒特性剖析得淋漓尽致。这对于我这种需要将理论知识直接应用于器件设计的人来说，简直是如获至宝。我特别喜欢其中关于量子效率和响应速度的讨论，它不仅解释了“为什么”器件会有这样的性能限制，更指出了“如何”通过材料工程来突破这些瓶颈。书中的插图和实验案例也经过精心挑选，很多都是行业内前沿的真实数据，这极大地增强了教材的实用参考价值，让人感觉自己正在跟随一位经验丰富、且对细节毫不妥协的导师学习。这本书的深度，使得它完全可以作为本科高年级到研究生阶段深入研究光电子器件和系统设计的核心参考资料，绝非普通的入门读物可比。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏和知识的组织方式，展现了一种老派的、沉稳的学术风范。它不像某些现代教材那样追求表面的“酷炫”和“前沿概念的堆砌”，而是非常扎实地从光的本质——波动性和粒子性开始，一步步构建起整个光电系统的理论大厦。我注意到，作者在处理复杂的光学传输问题时，大量引用了经典的电磁场理论，确保了推导过程的逻辑自洽和完备性。例如，在介绍光纤通信中的损耗机制时，它详尽地梳理了瑞利散射、吸收损耗以及弯曲损耗的微观物理根源，并给出了相应的优化策略，而不是简单地罗列参数。这种对“根源性知识”的坚守，让读者在面对新的光电器件时，能够迅速抓住问题的本质，而不是被表面的新名词所迷惑。对于习惯于系统化、从第一性原理出发解决问题的学习者来说，这种结构化的深度是极其宝贵的，它培养的是真正的工程思维，而非应试技巧。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的整体感觉是厚重而内敛的学术经典气质，它仿佛是历经多年教学实践沉淀下来的精华。它的语言风格是极其严谨的学术陈述，几乎没有使用任何煽动性或口语化的表达，这对于追求知识纯粹性的读者来说是一种享受。让我印象深刻的是，作者在介绍新型光电器件（如量子点LED）时，并没有急于宣称其优越性，而是先用大量的篇幅回顾了传统器件的局限性，然后才循序渐进地引入新技术，这种对比和铺垫，使得新技术的优势显得尤为扎实可信。此外，书中的参考文献列表极其详尽，几乎涵盖了该领域几十年来最重要的里程碑式工作，这为有志于进行深入研究的读者提供了清晰的溯源路径。阅读完后，我最大的感受是，这本书为我们建立了一个极为可靠的知识框架，在这个框架之上，我们才能有效地理解和创新未来的光电技术。

评分☆☆☆☆☆

作为一名专注于光电器件封装与可靠性的工程师，我通常会跳过许多偏向于基础理论的章节，直接查阅特定器件的性能指标和失效模型。在这本教材中，我发现它在工程应用细节上的处理非常到位。书中关于LED和激光二极管的结构、驱动电路以及热管理方面的章节，提供了大量可供参考的工程图纸和设计规范。尤其值得称赞的是，它对不同工作环境下的光电器件寿命预测模型进行了细致的比较和分析，这些信息在实际产品开发中至关重要，远比那些泛泛而谈的“高效率”描述要来得实在。我尤其关注了其中关于光电探测器噪声源分析的部分，作者清晰地划分了散粒噪声、暗电流噪声和热噪声，并给出了降低这些噪声的实用电路设计技巧。总而言之，这本书的实用性并不体现在简单的公式罗列，而是在于它对工程实现中“陷阱”的精准预警和规避。