光電工學概論 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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• 光電工學
• 光電子技術
• 光學工程
• 電子工程
• 通信工程
• 傳感器技術
• 光電器件
• 半導體物理
• 信息技術
• 物理學

　　本書整閤光電技術與電子科技範圍之相關理論，並深入淺齣地介紹近代光學，使讀者對光電工學有基本的認識，並能瞭解未來光電的發展趨勢。本書內容包含光電子工學、雷射工學光縴工學、光/光無綫通訊、光學原理與光學材料。本書內容詳細，非常適閤大學、科大電子、電機係「光電概論」課程使用。

好的，這是一本名為《光電工學概論》的圖書的詳細簡介，著重於介紹該書可能涵蓋但未包含在書名中的相關領域知識，並力求自然、詳實。 --- 《光電工學概論》圖書內容導讀： 前言：跨越傳統電子學與現代光學的前沿探索 本書旨在為初學者及相關專業人員提供一個全麵、深入的光電技術領域入門框架。不同於許多側重於單一應用（如激光或光通信）的專業教材，《光電工學概論》力求構建一個宏觀的視角，探討如何將光（電磁輻射的可見及近可見光部分）與電子學原理相結閤，以實現信息的獲取、處理、傳輸與顯示。本書的重點在於闡述基礎物理概念、關鍵材料的特性，以及支撐現代光電器件運作的工程原理。 第一部分：光與物質相互作用的基礎物理 本部分是理解後續所有光電器件工作機製的基石。我們將詳細探討光的基本屬性，包括其波動性和粒子性（光子概念），並深入分析光在不同介質中傳播時的現象。 1. 電磁波理論基礎： 簡要迴顧麥剋斯韋方程組在光頻範圍內的應用，理解光的偏振態、光的乾涉與衍射等核心光學現象。這部分內容側重於建立一個清晰的場論視角，解釋光如何作為一種能量載體存在。 2. 半導體物理學進階： 光電器件的核心是半導體。本書將超越晶體結構的基礎介紹，聚焦於能帶理論在光電轉換中的關鍵作用。重點闡述費米能級、有效質量、載流子輸運機製（漂移與擴散），以及雜質能級和缺陷對光吸收和發射效率的影響。 3. 光與物質的相互作用機製： 詳細剖析光子與材料內部電子的耦閤過程。這包括： 光吸收： 描述光子被吸收産生電子-空穴對的過程（本徵吸收與非本徵吸收），以及吸收係數與材料帶隙的關係。 光輻射（發光）： 深入探討受激輻射與自發輻射的量子力學基礎，這是所有發光器件（如LED、激光器）的物理源頭。 光電導效應： 解釋光照如何改變材料的電導率，這是光敏電阻和光電導成像技術的基礎。 第二部分：核心光電器件的結構與原理 在理解瞭基礎物理後，本部分將轉嚮實際構建光電器件所需的工程設計與製造工藝。本書將係統性地介紹兩大類核心器件：光探測器和光發射器。 1. 光探測器（光接收端）： 光電二極管（PIN/雪崩光電二極管）： 詳細分析其結構、工作模式（光伏/光導）、響應速度的限製因素（如渡越時間效應和RC時間常數）。著重討論如何通過材料選擇和結構優化來平衡量子效率和帶寬。 光電導傳感器： 介紹薄膜技術在製備高靈敏度光電導開關中的應用，並分析其與半導體探測器的性能差異。 焦平麵陣列（FPA）概述： 簡要介紹集成光電探測器陣列在成像領域（如CMOS/CCD圖像傳感器）中的基本架構和讀齣電路的集成挑戰。 2. 光發射器（光注入端）： 發光二極管（LEDs）： 區分注入式（PN結）發光與場緻發光。重點分析提高LED效率的關鍵技術，包括異質結的構建、載流子限製、以及錶麵激元增強發光（SPP）等提高齣光效率的策略。 半導體激光器（Laser Diodes）： 深入探討諧振腔的理論，理解閾值電流、光束質量（模場分布）和綫寬的形成機製。區分光子晶體激光器與傳統Fabry-Perot腔激光器的設計哲學。 第三部分：光電子係統的集成與應用基礎 光電器件並非孤立存在，它們的性能高度依賴於如何將它們與電子電路高效連接和集成。 1. 光通信係統中的光電器件接口： 介紹如何將光信號轉化為電信號，並處理由此産生的噪聲（如散粒噪聲、暗電流噪聲）。討論光電探測器與後置放大電路（跨阻放大器、跨導放大器）的阻抗匹配和帶寬設計。 2. 光能轉換與調製： 雖然本書不專攻太陽能電池，但會介紹光電效應在光伏器件中的基礎體現。更側重於光調製器的工作原理，如電光效應（Pockels效應）和聲光效應，這些是實現高速光信息調製的關鍵。 3. 光電器件的封裝與可靠性： 探討光器件在實際應用中麵臨的挑戰，如熱管理（特彆是高功率LED和激光器）、封裝材料的選擇對光提取效率的影響、以及環境因素（濕度、溫度循環）對器件壽命的加速老化機製。 總結： 《光電工學概論》緻力於搭建一座連接基礎物理學和實用工程技術的橋梁。它要求讀者具備初步的電子學和固體物理知識，並以嚴謹的工程視角審視光電子領域的未來發展方嚮，為後續深入研究特定光電器件或係統集成打下堅實的基礎。本書的內容布局旨在確保讀者不僅瞭解“是什麼”，更能理解“為什麼”和“如何做”。

第1章　光電子工學1-1

1-1　半導體之光吸收現象1-2
1-1-1　物性上之光吸收現象1-2
1-1-2　帶間遷移吸收1-3
1-1-3　帶內遷移吸收1-14
1-1-4　激發子吸收1-14
1-1-5　晶格缺陷或不純物吸收1-15
1-1-6　自由載子吸收1-16
1-2　半導體之光放齣1-18
1-2-1　物性上光放齣1-18
1-2-2　發光現象1-21
1-3　發光元件1-29
1-3-1　發光二極體1-29
1-3-2　發光二極體(LED)之種類1-32
1-3-3　紫外∕深紫外發光二極體1-53
1-3-4　透光性奈米級螢光體(發光元件)1-67
1-3-5　近年來之技術動態1-73
1-3-6　電場發光(Electro-Luminescence：EL)1-75
1-3-7　顯示器1-78
1-3-8　發光元件之應用1-86
1-4　受光元件(光偵檢元件)1-100
1-4-1　光二極體(Photo Diode：PD)1-100
1-4-2　PIN光二極體(Pin Photo Diode：Pin-PD)1-104
1-4-3　蕭特基光二極體1-106
1-4-4　纍(雪)崩光二極體圖
(Avalanche Photo Diode：APD).......................... 1-1
10
1-4-5　光場效電晶體1-114
1-5　攝像元件1-116
1-5-1　CCD攝像元件－電荷積蓄裝置1-116
1-5-2　MOS型攝像元件1-120
1-5-3　攝像元件之基本構成1-125
1-5-4　固體(態)影像感測器之特性1-130
1-6　太陽能電池(Photo Voltaic Cells;Solar Cells)1-134
1-6-1　太陽能之利用1-134
1-6-2　P-N接麵太陽能電池1-135
1-6-3　蕭特基電池及MIS電池1-151
1-6-4　溫度對太陽能電池之影響1-155

第2章　雷射工學2-1

2-1　新光源2-2
2-2　雷射之振盪原理2-2
2-2-1　光的放射與吸收2-2
2-2-2　諧振一振盪2-12
2-2-3　雷射光2-21
2-3　半導體雷射2-23
2-3-1　雷射之構造2-23
2-3-2　侷限作用2-28
2-3-3　白色光雷射2-31
2-3-4　高速光縴通訊用直接調變半導體雷射2-33
2-3-5　深紫外AlGaN多重量子井型半導體雷射2-37
2-3-6　LD激發奈米結晶粒子隨機雷射2-40
2-3-7　長波長雷射2-44
2-4　固體雷射2-44
2-4-1　紅寶石雷射(Ruby laser)2-46
2-4-2　玻璃雷射2-49
2-4-3　Nd：YAG雷射與THz波2-50
2-5　氣體雷射2-57
2-6　近年來之技術動態2-59
2-6-1　半導體雷射2-59
2-6-2　雷射(半導體雷射以外)2-60
2-6-3　非綫形光學波長變換2-63
2-7　半導體雷射之特徵2-64
2-8　半導體雷射之應用2-68
2-8-1　光縴通訊2-68
2-8-2　光碟2-70
2-8-3　雷射印錶機2-71
2-8-4　測距(長度及距離)用2-72
2-8-5　運動速度之測定2-77
2-8-6　全像術(立體像)2-78

第3章　光縴工學3-1

3-1　光之傳播3-2
3-1-1　光導一反射與摺射3-2
3-1-2　導光作用3-4
3-1-3　光之傳播3-8
3-2　光縴3-13
3-2-1　光縴之種類及性質3-13
3-2-2　光縴材料3-18
3-3　光縴之基本特性3-28
3-3-1　結構損失3-28
3-3-2　帶域(多模態光縴之場閤)3-29
3-3-3　分散(單模態光縴之場閤)3-31
3-3-4　信賴性(可靠性)3-32
3-4　光縴通訊3-40
3-4-1　光源3-40
3-4-2　光縴通訊3-46
3-4-3　超高速全光類比－數位變換3-60
3-4-4　光縴無綫用光變換裝置3-65
3-4-5　利用瞬逝波光導波路之化學∕生物感測器3-71
3-5　光縴之傳輸特性3-77
3-5-1　光縴之傳輸損失　3-78
3-5-2　光縴之傳輸帶域3-82
3-5-3　光縴之距離特性3-85
3-6　近年來之技術動態3-88

第4章　光∕光無綫通訊4-1

4-1　光波與電波之融閤通訊4-2
4-1-1　隨需求網路與ROF技術4-2
4-1-2　ROF技術之基本構成4-4
4-1-3　鏈結特性4-6
4-1-4　次世代光無綫通訊4-7
4-2　光無綫通訊係統4-8
4-2-1　屋外光無綫通訊係統4-8
4-2-2　光之大氣傳播特性4-12
4-2-3　屋外光無綫通訊係統之應用4-14
4-2-4　屋內光無綫LAN4-18
4-2-5　實時間雙嚮動態畫像播訊4-26
4-2-6　依據位置之近距離測位通訊4-29
4-2-7　宇宙(太空)光通訊4-32
4-3　光無綫通訊係統用裝置與應用4-37
4-3-1　高速光無綫通訊用發光二極體4-37
4-3-2　以次頻段間遷移之全光控製裝置4-42
4-3-3　單一行進載子－光二極體4-51
4-3-4　以UTC-PD産生毫米波-次毫米波4-59
4-3-5　光縴無綫鏈結技術之應用4-63
4-3-6　近年來之技術動態4-70

第5章　光學材料與元件5-1

5-1　光學玻璃材料5-2
5-1-1　光學玻璃之種類與組成5-2
5-1-2　光學玻璃之光學性質5-7
5-1-3　光學玻璃之化學性質5-11
5-1-4　光學玻璃之缺陷5-13
5-2　光學結晶材料5-17
5-2-1　結晶材料之種類5-17
5-2-2　光學特性5-19
5-2-3　紅外光光學晶體5-24
5-3　光學閤成樹脂材料5-25
5-3-1　光學用樹脂材料之種類與特性5-25
5-3-2　光學用樹脂材料之成型及加工5-27
5-4　新功能性光學玻璃5-28
5-4-1　紅外光功能性氧族元素化物玻璃5-28
5-4-2　光功能結晶化玻璃5-35
5-4-3　超離子傳導玻璃5-42
5-4-4　著色玻璃及螢光玻璃5-47
5-4-5　超短脈衝雷射與玻璃5-53
5-4-6　近年來之技術動態5-56
5-5　光學元件5-59
5-5-1　光學玻璃(毛胚)之製法5-59
5-5-2　薄透鏡5-63
5-5-3　稜鏡5-67
5-5-4　分散與消色稜鏡5-73
5-5-5　直視稜鏡5-75
5-5-6　微小光學元件5-76
附錄A附A-1
附錄B附B-1

评分☆☆☆☆☆

剛退休不久，一直想找點事情做，充實一下生活。聽說光電技術是未來發展的重要方嚮，就抱著好奇的心態買瞭這本《光電工學概論》。坦白說，剛開始讀的時候，確實覺得有些吃力，畢竟離開學校很多年瞭，很多基礎知識都忘得差不多瞭。但是，這本書的優點在於它的“接地氣”。作者並沒有把所有的專業術語都堆砌起來，而是用瞭很多類比和比喻，把抽象的概念變得生動具體。比如，在解釋光的衍射時，作者就用到瞭過隧道時汽車會受到阻礙，但仍然能通過縫隙的例子，讓我一下子就明白瞭光的波動性。書中關於光電傳感器的介紹也讓我覺得非常實用，比如 CCD 和 CMOS 傳感器，它們在我們現在的生活中無處不在，從手機攝像頭到監控設備，這本書讓我瞭解瞭它們背後的工作原理，還講到瞭它們在不同領域的應用，比如醫療影像、工業檢測等。雖然我可能用不上這些高深的理論，但瞭解這些知識，讓我感覺自己並沒有和社會脫節，還能跟上時代的步伐。

评分☆☆☆☆☆

作為一名對科學史頗有興趣的業餘愛好者，我購買《光電工學概論》更多的是想瞭解光電技術是如何一步步發展至今的。這本書在這方麵做得非常齣色！它並沒有一開始就陷入晦澀的技術細節，而是花瞭相當一部分篇幅去追溯光電科學的起源。從古希臘人對光的探索，到伽利略、牛頓對光的性質的研究，再到麥剋斯韋的電磁理論統一瞭光和電，然後是普朗剋的量子理論和愛因斯坦的光電效應解釋，這一路走來，充滿瞭智慧的火花和科學的探索精神。作者以一種講故事的方式，將這些重大的科學發現和科學傢們的故事娓娓道來，讓我仿佛置身於那個偉大的時代。更讓我驚喜的是，書中還穿插瞭一些曆史上的經典實驗，比如楊氏雙縫乾涉實驗，作者不僅解釋瞭實驗的原理，還生動地描繪瞭實驗的進程和意義。這種結閤曆史和科學的方式，讓這本書讀起來既有深度又不失趣味。讀完之後，我不僅對光電技術有瞭更深的理解，更對人類探索未知世界的勇氣和智慧充滿瞭敬意。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在準備考研的大學生，選擇《光電工學概論》作為參考書，純粹是因為學校的課程大綱裏提到瞭這部分內容，而我之前的基礎實在是不太紮實。說實話，一開始抱著“趕鴨子上架”的心態，但讀瞭沒多久，就被這本書的嚴謹和廣度深深吸引瞭。作者的敘述邏輯非常清晰，層層遞進，從宏觀的光電現象到微觀的粒子相互作用，再到器件的構造和應用，條理分明。尤其讓我印象深刻的是，書中對很多復雜概念的講解都輔以瞭大量的圖示和公式推導，這些圖示不是簡單的示意圖，而是包含瞭關鍵的物理量和相互關係，公式推導也詳細到每一步，這對於我這種需要理解原理的學生來說，簡直是福音。我特彆喜歡書中關於光通信的部分，它不僅講瞭光縴的傳輸原理，還詳細介紹瞭不同類型的光縴以及它們在長距離傳輸中的優勢。另外，書中還提及瞭一些前沿的光電技術，比如光存儲、光計算，雖然講得不深，但足以激發我對這些領域的好奇心。這本書讓我明白，光電工學不僅僅是實驗室裏的理論，它已經滲透到我們生活的方方麵麵，從手機屏幕到高速網絡，都有它的身影。

评分☆☆☆☆☆

我在一傢電子元件分銷公司工作，主要負責與一些光學和光電相關的産品綫打交道。為瞭更好地理解我們銷售的産品，我專門找來瞭這本《光電工學概論》。這本書的專業性毋庸置疑，但它的內容組織卻非常係統化。它首先從基礎的光學概念入手，比如光的傳播、反射、摺射，然後深入到量子力學在光電領域的應用，特彆是半導體的能帶理論，這部分對於我理解很多光電器件的核心原理至關重要。書中對各種光電器件的分類和介紹也十分詳盡，比如光探測器、發光器件、光調製器等，並且每一種器件都詳細闡述瞭它的工作原理、主要參數和典型應用。我尤其喜歡書中關於光縴通信和激光技術的部分，它不僅介紹瞭這些技術的理論基礎，還結閤瞭實際的應用案例，比如數據中心的光縴網絡、工業切割的激光設備等。這本書對我工作上的幫助非常大，讓我能夠更專業地與客戶溝通，更深入地理解産品的技術優勢。它讓我意識到，光電工學不僅僅是一門學科，更是一個龐大而充滿活力的産業。

评分☆☆☆☆☆

這本《光電工學概論》真是讓我大開眼界！我本身在一傢LED照明公司工作，每天都和光打交道，但總覺得對光電這個領域隻是觸碰到瞭皮毛。這本書的齣現，簡直就像及時雨！它從最基礎的光學原理講起，像是牛頓的粒子說、惠更斯的光波說，這些概念在教科書裏看過，但這本書解釋得非常生動，還用瞭很多生活中的例子，比如彩虹的形成、肥皂泡的顔色，讓我瞬間就理解瞭光是如何被摺射、乾涉、衍射的。然後，它就深入到半導體物理，講解瞭PN結、發光二極管（LED）和光電二極管（Photodiode）的工作原理。之前我隻知道LED能發光，光電二極管能感光，但具體是怎麼實現的，這本書都有圖文並茂的解釋，像是能隙、載流子這些原本枯燥的物理概念，通過作者的筆觸變得清晰易懂。尤其讓我驚喜的是，書中還花瞭很大篇幅介紹瞭幾種重要的光電器件，比如激光器、光縴通信、太陽能電池，並且講到瞭它們的實際應用。讀完之後，感覺自己對整個光電産業的脈絡都清晰瞭不少，不隻是我公司做的LED，整個光電工程的巨大版圖在我腦海裏逐漸成形。