- 光子学与光电子学(从基础到应用)
- - 作者：编者:原荣|责编:毛振威
  - 出版社：化学工业
  - ISBN：9787122461414
  - 出版日期：2025/01/01
  - 页数：281
- 售价：39.92

内容大纲
    本书以光的干涉、偏振、双折射和非线性等电磁理论为基础，首先从光电效应、电光/磁光/声光/热电效应出发，介绍了各种激光器、滤波器和掺铒光纤放大器和光纤拉曼放大器，阐述了几种光探测器和太阳能电池、各种光调制器、光开关和光隔离器的工作原理；其次从光热/光电导/光电荷效应和电致/光致发光等效应出发，介绍了用于军事目标侦察制导和跟踪的红外热成像技术、广泛用于武器装备和恶劣环境使用的有机电致发光显示器件等；最后，给出光子学与光电子学在海底、空间、移动和对潜光通信以及在军用光电系统、激光武器、惯性导航和反潜声呐光纤水听器等系统中的应用。
    本书概念清楚、由浅入深、系统性强、内容前后呼应、叙述通俗易懂、图文并茂。
    本书可供从事光电器件、民用/军事光电系统/装备的研究教学、规划设计、管理维护有关人员参考，也可作为相关专业学生的教材。
    为配合高校教学、企业培训的需要，本书免费提供教学课件、习题及题解、实验教程，有需要的读者可扫描封底二维码获取。
作者介绍
目录
第1章  概述和理论基础
  1.1  概述
    1.1.1  光子学
    1.1.2  光电子学
    1.1.3  光电子器件进展情况
    1.1.4  光电系统发展概况
  1.2  光的本质
    1.2.1  光的波动性——麦克斯韦预言了电磁波的存在
    1.2.2  光的粒子性——普朗克提出量子概念，爱因斯坦提出单色光的最小单位是光子
  1.3  均匀介质中的光波
    1.3.1  平面电磁波——光场泛指电场，光程差和相位差
    1.3.2  麦克斯韦波动方程——统一电磁波的理论获得了极大的成功
    1.3.3  相速度和折射率
    1.3.4  群速度和群折射率
  1.4  相干——相干光、非相干光、各种光源比较
  1.5  光电子学基础知识
    1.5.1  能带理论
    1.5.2  半导体对光的吸收——光探测器、激光器、光放大器基础
    1.5.3  载流子的产生、复合、扩散和漂移——光电、光导、光伏效应器件基础
第2章  光的干涉——激光器、滤波器和惯性导航光纤陀螺
  2.1  光的干涉——激光器及激光武器
    2.1.1  干涉是自然界普遍存在的现象——水波干涉、绷紧弦线、电波谐振
    2.1.2  法布里-珀罗光学谐振腔——两块平行的反射镜
    2.1.3  固体激光器——战术激光武器
    2.1.4  气体激光器——气体放电实现粒子数反转
    2.1.5  染料激光器——光泵浦液体工作物质
    2.1.6  化学激光器——化学反应使腔内粒子数反转的气体激光器
    2.1.7  碱金属蒸气激光器——半导体激光泵浦的气体激光器
    2.1.8  半导体激光器——基于法布里-珀罗光学谐振腔
    2.1.9  半导体光放大器——没有反馈的法布里-珀罗光学谐振腔
    2.1.10  自由电子激光器——高能定向电子束（工作介质）产生激光辐射
  2.2  光的干涉——光滤波器、调制器和波分复用器
    2.2.1  法布里-珀罗滤波器——基本型、光纤型、级联型
    2.2.2  马赫-曾德尔干涉仪——经不同路径传输的两束光干涉
    2.2.3  光纤水听器系统——基于马赫-曾德尔干涉的反潜声呐的核心部件
    2.2.4  马赫-曾德尔光调制器——外加电场控制两个分支光波的相位差
    2.2.5  从电介质镜到光子晶体——从一维晶体到三维晶体
    2.2.6  介质薄膜光滤波解复用器——利用光干涉选择波长
  2.3  光的衍射——光栅解复用器、激光器和滤波器
    2.3.1  夫琅禾费衍射——平面波（准直光）衍射
    2.3.2  衍射光栅——折射率周期性变化的任何物体
    2.3.3  反射光栅解复用器——光栅对不同波长光的衍射角不同
    2.3.4  阵列波导光栅腔体波长可调激光器——可精确设置发射波长位置
    2.3.5  布拉格光栅——一列平行半反射镜
    2.3.6  光纤光栅滤波器——折射率周期性变化的光栅反射共振波长附近的光
    2.3.7  分布反馈激光器——布拉格光栅应用于激光器
    2.3.8  光栅波长可调激光器——外部光栅、布拉格光栅改变波长
    2.3.9  垂直腔表面发射激光器——激光腔体两端面由电介质镜组成
    2.3.10  光纤激光器——激光武器
  2.4  阵列波导光栅（AWG）器件——复用器、滤波器和多波长收发机

    2.4.1  AWG星形耦合器——相位中心区、光栅圆-罗兰圆中心耦合区
    2.4.2  AWG的工作原理——多波长光经不同路径在终点干涉
    2.4.3  AWG复用/解复用器——经过不同光程传输后的光干涉
    2.4.4  AWG滤波器——数字调谐、功率均衡
    2.4.5  AWG平面光波导多信道光接收机——解复用器+阵列光探测器+前置放大器
    2.4.6  AWG用于多波长光源——对宽谱光分割
    2.4.7  AWG用于光网络单元无色WDM-PON——ONU无光源或使用宽谱光源
  2.5  光纤陀螺——飞机、导弹、舰船、坦克等惯性导航
    2.5.1  真空中的萨尼亚克效应——两束光在环路中相对传输后干涉
    2.5.2  光纤中的萨尼亚克效应——顺、反时针传输光的相位差与角速度和光纤长度成正比
    2.5.3  光纤陀螺——航天、航空、航海、兵器等领域应用广泛
  2.6  激光武器
    2.6.1  战术激光武器
    2.6.2  战略激光武器
    2.6.3  激光器种类
  2.7  全息技术——利用光的干涉记录并重现物体真实三维图像
第3章  光的偏振——高速光纤通信系统
  3.1  偏振的基本概念——晶体只允许某一特定方向上的光通过
    3.1.1  线偏振光
    3.1.2  圆偏振光
  3.2  光纤的偏振特性和偏振分集接收
    3.2.1  光纤的偏振特性——制造缺陷或弯折扭曲致纤芯折射率不等
    3.2.2  相干检测偏振分集接收——输出与偏振无关
  3.3  偏振复用相干接收系统
    3.3.1  偏振复用光纤传输系统
    3.3.2  偏振复用相干接收无中继传输试验系统——实验室已进行了11000km距离传输
第4章  光的双折射效应——偏振器和液晶显示器
  4.1  光的双折射效应概述
    4.1.1  各向同性材料和各向异性材料
    4.1.2  光的双折射效应——各向异性晶体使非偏振光折射成两束正交的线偏振光
    4.1.3  双折射的几种特例——光相位调制器和液晶显示器
    4.1.4  晶体的双色性——对光的吸收取决于光波传输的方向和偏振态
    4.1.5  光纤双折射效应——光纤圆柱对称性受到破坏的非均匀应力引起
  4.2  双折射器件——偏振器件
    4.2.1  相位延迟片和相位补偿器
    4.2.2  起偏器和检偏器
    4.2.3  尼科耳棱镜——一种起偏器
    4.2.4  沃拉斯顿棱镜——一种偏振分光器
    4.2.5  偏振控制器——用光纤双折射控制偏振
  4.3  液晶显示器件——双折射和偏振的应用
    4.3.1  液晶的双折射效应和偏振特性——液晶快慢轴两个方向传输的折射率不等
    4.3.2  扭曲双折射向列相液晶显示器件——外加电场使液晶分子转变排列方式实现对线偏振光调制
    4.3.3  超扭曲向列相液晶显示器件
    4.3.4  超扭曲向列相液晶显示器件的色彩技术——液晶像素调制白色背光源光，滤色器获得三基色，不同比例三基色光混合
    4.3.5  有源矩阵驱动液晶显示器件——无串扰、显示质量高
    4.3.6  液晶显示器应用及前景
  4.4  立体眼镜
    4.4.1  纵横检偏器3D眼镜
    4.4.2  扭曲液晶光门3D眼镜
第5章  光电效应——光探测器、太阳能电池

  5.1  光探测概述
    5.1.1  光探测原理——光的受激吸收
    5.1.2  响应度和量子效率
    5.1.3  响应带宽——受限于结电容和负载电阻组成的时间常数
  5.2  光探测器——光电效应把光信号转变为电信号
    5.2.1  PN结光敏二极管
    5.2.2  PIN光敏二极管——扩大增益带宽、提高量子效率
    5.2.3  雪崩光敏二极管——倍增光生电流
    5.2.4  单行载流子光探测器——只有电子充当载流子可减小渡越时间
    5.2.5  波导光探测器——内量子效率高、响应速度快
    5.2.6  肖特基结光探测器——金属-半导体-金属（MSM）结构
    5.2.7  紫外光探测器
    5.2.8  光敏晶体管——具有光生电流增益的光探测器
  5.3  太阳能电池——光电效应把光能转化成电能
    5.3.1  太阳能电池概述
    5.3.2  太阳能电池发展历史
    5.3.3  太阳能电池工作原理——载流子扩散建立内部电场，引起载流子漂移在外电路产生开路电压
    5.3.4  太阳能电池I-V特性
    5.3.5  太阳能电池的等效电路
    5.3.6  太阳能电池的并联和串联——串联提高输出电压，并联提高输出电流
    5.3.7  温度对光伏电池的影响——输出电压和效率随温度下降增加
    5.3.8  太阳能电池材料、器件种类和提高效率的措施
    5.3.9  聚光太阳能电池
    5.3.10  商用太阳能电池技术指标和特性曲线
第6章  电光/磁光/声光/热电效应——光调制品、光隔离器和光开关
  6.1  电光效应——光调制器和光开关
    6.1.1  电光效应原理——外电场使晶体折射率n变化
    6.1.2  电光相位调制器
    6.1.3  电光开关——其输出由波导光相位差决定
  6.2  磁光效应——磁光开关和光隔离器
    6.2.1  磁光效应原理——强磁场使非旋光材料偏振面发生右旋转
    6.2.2  磁光开关
    6.2.3  光隔离器——隔离入射光和反射光
  6.3  声光效应——滤波器、调制器和声光开关
    6.3.1  声光效应原理——声波引起晶体折射率周期性变化
    6.3.2  声光滤波器——声生光栅对波长具有选择性
    6.3.3  声光调制器——声生光栅对入射光调制输出衍射光波
    6.3.4  声光开关
  6.4  热电效应及热光开关
    6.4.1  热电效应原理——外部热源引起波导折射率n变化
    6.4.2  热光开关
第7章  非线性光学效应——光纤拉曼放大器
  7.1  非线性光学效应——由强光场引起
    7.1.1  非线性光学效应概念——强电场引起电介质极化
    7.1.2  几种光纤非线性光学效应
  7.2  光纤拉曼放大器——增益频谱只由泵浦波长决定
    7.2.1  光纤拉曼放大器的工作原理——拉曼散射光频等于信号光频
    7.2.2  拉曼增益和带宽——信号光与泵浦光频差不同增益也不同
    7.2.3  放大倍数和增益饱和
    7.2.4  噪声指数——等效噪声比EDFA的小

    7.2.5  多波长泵浦增益带宽——获得平坦光增益带宽
    7.2.6  光纤拉曼放大技术应用——全波段使用，与EDFA混合使用
  7.3  光纤孤子通信——光纤自相位调制补偿群速度色散使光脉冲波形始终维持不变
    7.3.1  基本概念——光纤非线性应用的典型事例
    7.3.2  光孤子通信实验系统
第8章  光纤波导及其传光原理
  8.1  光与介质的相互作用——光反射和折射
    8.1.1  斯涅耳定律和全反射
    8.1.2  抗反射膜——使入射光和反射光相消干涉
    8.1.3  光纤传导模——TE模、TM模和HE模
  8.2  光纤传光原理
    8.2.1  渐变多模光纤传光原理——折射率分布使光线同时到达终点
    8.2.2  数值孔径和受光范围——数值孔径越大，接收光能力越强，但信号展宽越大
    8.2.3  光线光学分析光纤传光原理——各种传导模沿光纤传输
    8.2.4  导波光学分析光纤传光原理——由麦克斯韦波动方程完美解释
  8.3  光纤的基本特性
    8.3.1  基模传输条件——V参数小于2.0
    8.3.2  场结构和模式简并
    8.3.3  双折射效应和偏振特性
  8.4  光纤的传输特性
    8.4.1  光纤色散——展宽输入脉冲、减少光纤带宽
    8.4.2  光纤衰减
  8.5  光纤衰减的补偿——掺铒光纤放大器
    8.5.1  掺铒光纤放大器的构成
    8.5.2  EDFA工作原理及其特性——泵浦光能量转移到信号光
第9章  光波通信系统——海底、空间、移动和对潜通知
  9.1  海底光缆通信系统
    9.1.1  海底光缆通信系统在世界通信网络中的地位和作用
    9.1.2  海底光缆通信系统组成和分类
    9.1.3  连接中国的海底光缆通信系统
    9.1.4  海底光缆系统供电
    9.1.5  无中继海底光缆传输系统
  9.2  空间光通信系统关键技术
    9.2.1  光学天线
    9.2.2  光发射机
    9.2.3  光接收机
    9.2.4  捕获、瞄准和跟踪
    9.2.5  空间分集系统
    9.2.6  信道
  9.3  自由空间光通信
    9.3.1  大气光通信
    9.3.2  星地间光通信
    9.3.3  卫星间光通信
  9.4  蓝绿光通信——传输介质为海水
    9.4.1  概述
    9.4.2  激光对潜通信种类
    9.4.3  蓝绿光通信系统
  9.5  光纤传输技术在移动通信中的应用
    9.5.1  光纤传输正交频分复用信号——4G、5G移动通信系统基础
    9.5.2  光纤传输射频信号——HFC、O-SCM、O-OFDM

    9.5.3  光纤传输码分多址信号——3G移动通信系统基础
第10章  发光及其显示器件——电致发光和光致发光LED
  10.1  电致发光和光致发光
    10.1.1  电致发光——直接把电能转换成光能（如发光二极管）
    10.1.2  电致发光LED材料和结构
    10.1.3  光致发光——光能或电能激励的高能量光子（波长短）以低能量光子发射
    10.1.4  LED的主要特性和应用
  10.2  电致发光显示器件
    10.2.1  薄膜电致发光显示——掺有磷光体的薄膜电致发光
    10.2.2  厚膜/薄膜混合电致发光显示——用蓝光激发红光、绿光
    10.2.3  粉末电致发光显示
  10.3  有机电致发光显示（OLED）器件——电流驱动有机半导体薄膜材料发光和显示
    10.3.1  OLED器件的结构
    10.3.2  OLED显示的工作原理——受激分子价电子从激发态回到基态时，发出其能级差的光子
    10.3.3  有源矩阵驱动OLED显示器件
  10.4  电致发光显示器件的应用和发展前景
    10.4.1  电致发光显示器件种类及应用
    10.4.2  钙钛矿发光二极管（PeLED）及发展前景
第11章  光热、光电导、光电荷效应——红外探测器、图像传感器和国陆离装备应用
  11.1  光热效应及其器件
    11.1.1  热敏效应——热敏电阻吸收光辐射使阻值相应发生改变
    11.1.2  温差电效应——温差电热电偶产生温差电动势
    11.1.3  热释电效应——热释电探测器、热成像系统
  11.2  光电导效应——红外探测、光电控制和光电制导应用
    11.2.1  光敏电阻工作原理——入射光子使材料电导率随入射光强变化
    11.2.2  光敏电阻特性
    11.2.3  光敏电阻的偏置电路
    11.2.4  光敏电阻种类和红外探测应用
  11.3  光电荷效应——信号处理、数字存储和图像传感应用
    11.3.1  电荷耦合器件（CCD）工作原理——集光/电转换、电荷存储、电荷转移和自扫描等功能于一体
    11.3.2  电荷耦合摄像器件工作原理——二维图像光信号转换为一维电信号的功能器件
    11.3.3  CCD的应用——信号处理、数字存储和图像传感
    11.3.4  CMOS图像传感器——芯片上的照相机
    11.3.5  图像传感器系统及色彩分离技术——滤波法、三色分光棱镜法和光敏二极管色彩分离法
    11.3.6  CMOS和CCD摄像器件的比较
    11.3.7  光子效应器件汇总
  11.4  红外热成像技术——红外辐射分布转换成可见图像
    11.4.1  热成像机理——利用目标与背景温度和辐射率差生成图像
    11.4.2  热探测器、光/电转换和制冷
    11.4.3  热成像装置组成及工作原理
    11.4.4  焦平面阵列红外探测器
  11.5  红外技术的应用——军事目标的侦察、制导和跟踪
    11.5.1  红外侦察——热像仪不受气候、战场环境限制
    11.5.2  红外遥感——军用和民用机载遥感、星载遥感
    11.5.3  红外告警——对来袭威胁源探测告警、启动反击系统
    11.5.4  红外跟踪——对目标搜索、发现、识别和跟踪
    11.5.5  红外制导——导引头红外捕获、跟踪并引导导弹飞向目标
    11.5.6  红外测温——非接触式测温
    11.5.7  红外医疗——红外测温仪和热像仪用于疾病诊断
    11.5.8
附录A  缩写名词术语
附录B  器件系统应用内容索引
参考文献

内容大纲

作者介绍

目录

同类热销排行榜

推荐书目