光电子技术基础电子书

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前言

第1章 光学基础知识与光辐射

1.1 光的波粒二象性

1.1.1 光子的波动性

1.1.2 光子的粒子性

1.2 光的电磁理论

1.2.1 电磁波的性质

1.2.2 电磁波谱

1.2.3 麦克斯韦方程组

1.3 光的传播规律

1.3.1 光的反射和折射

1.3.2 光的干涉

1.3.3 光的衍射

1.3.4 光的偏振

1.4 辐射度学和光度学基础

1.4.1 辐射量

1.4.2 光度量

1.5 黑体热辐射的基本定律

1.5.1 平衡热辐射

1.5.2 基尔霍夫定律

1.5.3 绝对黑体（黑体）

1.5.4 斯忒潘-玻尔兹曼定律

1.5.5 维恩位移定律

1.5.6 瑞利-金斯公式

1.5.7 普朗克定律

习题

第2章 激光基本原理

2.1 相干性的光子描述

2.1.1 光子的基本性质

2.1.2 光子的相干性和光子简并度

2.1.3 光子的相干性和光子简光度

2.2 激光的形成和基本特征

2.2.1 光的受激辐射基本概念

2.2.2 光的受激辐射放大

2.3 光的自激振荡

2.3.1 自激振荡概念

2.3.2 激光振荡条件

2.4 光学谐振腔和高斯光束

2.4.1 光学谐振腔及其分类

2.4.2 光学谐振腔稳定条件

2.4.3 高斯光束的基本性质

2.4.4 基模高斯光束的特征参数

2.4.5 高斯光束的变换规律

2.5 不同工作物质的激光器

2.5.1 固体激光器

2.5.2 气体和液体激光器

2.5.3 半导体激光器

2.5.4 自由电子激光器

习题

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 晶体光学基础

3.2.2 光在电光晶体中的传播

3.2.3 电光调制

3.2.4 电光波导调制

3.2.5 设计电光调制器应该考虑的问题

3.3 声光调制

3.3.1 光波在声光晶体中的传播

3.3.2 声光调制的工作原理

3.3.3 声光波导调制器

3.3.4 设计声光调制器应考虑的问题

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

习题

第4章 光辐射探测原理和器件

4.1 光电探测的基本物理效应

4.1.1 外光电效应

4.1.2 内光电效应

4.1.3 光热效应的一般规律

4.1.4 光电转换定律

4.2 光电探测器的性能参数

4.2.1 光电探测器的响应特性

4.2.2 光电探测器的噪声特性

4.2.3 光电探测器的量子效率

4.2.4 光电探测器的其他参数

4.3 光敏电阻

4.3.1 光敏电阻的结构与原理

4.3.2 光敏电阻的应用

4.4 光电池

4.4.1 光电池的结构与特性

4.4.2 光电池的应用

4.5 光电二极管

4.5.1 光电二极管的结构和特性

4.5.2 光电二极管的应用

4.6 其他光电管

4.6.1 光电管

4.6.2 光电倍增管

4.6.3 PIN管

4.6.4 雪崩光电二极管

4.6.5 光电三极管

4.6.6 常见半导体光电器件的应用选择

4.7 热释电探测器

4.7.1 热释电探测器的工作原理和结构

4.7.2 热释电探测器的特性

4.7.3 热释电器件的类型

4.7.4 热释电探测器的应用

4.8 直接探测系统的性能分析

4.8.1 光电探测器的平方律特性

4.8.2 信噪比性能分析

4.8.3 直接探测系统的探测极限

4.8.4 其他参数

4.9 光频外差探测的基本原理

4.9.1 光外差原理

4.9.2 基本特性

4.9.3 光频外差探测的相位条件

习题

第5章 光纤通信技术

5.1 光纤基本知识

5.1.1 光纤的发明和发展

5.1.2 光纤的基本工作原理和结构

5.1.3 光纤的分类

5.1.4 光纤的制造

5.1.5 光纤通信系统

5.2 光在光纤波导中的传播

5.2.1 光纤原理的几何光学描述

5.2.2 光纤中的电磁波

5.2.3 阶跃折射率光纤中的传导模式

5.2.4 渐变折射率光纤中的传导模式

5.3 光纤的损耗与色散

5.3.1 光纤中的损耗

5.3.2 吸收损耗

5.3.3 散射损耗

5.3.4 外部损耗

5.3.5 光纤通信波段

5.3.6 光纤中损耗的测量

5.3.7 光纤中的色散

5.3.8 常用单模光纤

5.4 光通信器件

5.4.1 光源

5.4.2 光探测器

5.4.3 光放大器

5.4.4 光纤连接器和光纤耦合器

5.4.5 其他光通信器件

习题

第6章 光电成像系统

6.1 光电成像系统概述

6.2 固体摄像器件的分类及性能

6.2.1 电荷耦合摄像器件

6.2.2 电荷耦合摄像器件的特性参数

6.2.3 互补金属氧化物半导体图像传感器CMOS

6.2.4 红外焦平面器件

6.3 红外成像技术

6.3.1 红外成像的基本原理

6.3.2 红外成像器件的参数

6.3.3 典型的红外光学系统

6.4 光学成像系统和光学传递函数

6.4.1 光学传递函数（OTF）

6.4.2 调制传递函数（MTF）

6.4.3 光学成像系统总体性能评价和分析

习题

第7章 电光转换现象与发光及图像显示器件

7.1 发光二极管

7.1.1 发光二极管的工作原理及结构

7.1.2 发光二极管的特性及技术

7.1.3 LED的应用领域

7.2 液晶显示器（LCD）

7.2.1 液晶显示器的分类和特性

7.2.2 TFT液晶显示器的物理结构和工作原理

7.2.3 TFT液晶显示器的制造工艺

7.2.4 液晶显示器的性能及光学特性

7.3 等离子体显示器（PDP）

7.3.1 等离子体的产生及等离子体显示器的发展历史

7.3.2 等离子体显示器的分类及AC-PDP的工作原理

7.3.3 等离子体显示器的特性和应用

7.4 有机电致发光显示器

7.4.1 有机电致发光显示器的发展历史

7.4.2 有机电致发光显示器的发光原理

7.4.3 有机电致发光显示器的材料

7.4.4 有机电致发光显示器的性能参数

7.4.5 有机电致发光显示器的制备过程

7.5 其他显示技术

7.5.1 场致发射平板显示器

7.5.2 立体显示技术

习题

第8章 光电子技术应用举例

8.1 光电成像系统的应用

8.1.1 线阵CCD的应用

8.1.2 面阵CCD和CMOS的应用

8.1.3 红外成像系统的应用

8.2 CCD摄像机和数码相机

8.2.1 CCD摄像机

8.2.2 数码相机

8.3 光盘存储

8.3.1 分类与信息存储

8.3.2 DVD与CD的区别

8.4 全息技术应用

8.4.1 全息干涉测量

8.4.2 全息存储

8.4.3 全息三维显示

8.4.4 全息光学元件

8.5 光纤通信

8.5.1 光纤通信系统结构

8.5.2 光纤到户

8.6 激光印刷

8.6.1 激光照排系统

8.6.2 激光打印机和复印机

8.7 激光加工

8.7.1 激光切割

8.7.2 激光打孔

8.7.3 激光焊接

8.7.4 激光热处理

8.8 激光雷达

8.8.1 激光大气遥感

8.8.2 激光测距

8.9 激光武器

8.9.1 激光武器的关键技术

8.9.2 机载和星载激光武器

8.10 激光医学应用

8.10.1 激光美容

8.10.2 激光近视治疗

8.10.3 激光碎石

习题

参考文献