光電科技及光電裝置已大量應用在各種產業之中，本書介紹各類光電裝置之工作原理與光電轉換機製；有雷射原理與控製雷射光的方法、檢光器原理、半導體雷射、光波導器件等等。內容涵蓋主要之光電裝置，為一本廣度充足、深度適中的讀本！本書適用於大學、科大電子、電機係或研究所和產業界對光電有興趣之工程、研發人員使用。
本書特色
1.本書內容資料新穎並種類寬廣，是研習光電科技者最佳選擇。
2.本書介紹各類光電裝置之工作原理，分別有雷射原理與控製雷射光的方法、光檢器原理、顯示器、半導體雷射、光波導器等。是一本廣度充足、深度適中的讀本！
3.中文編寫之高科技圖書，流暢易讀，學習效果更甚市售英文光電書籍。
圖書描述
光電子學：原理、元件與應用 (第六版) 本書簡介 《光電子學：原理、元件與應用 (第六版)》是一本全麵深入探討光電子學核心概念、關鍵元件設計與廣泛應用領域的權威性教材與參考書。本書旨在為理工科學生、研究人員以及從事光電產業的工程師提供紮實的理論基礎和前沿的技術視野。 涵蓋的關鍵知識領域 本書結構嚴謹，內容涵蓋瞭從基礎物理學原理到尖端光電器件的完整知識體係。 第一部分：光與物質的交互作用基礎 這部分奠定瞭理解光電子學的物理學基礎。 1. 光的本質與傳播： 詳細闡述瞭光的電磁波理論，包括麥剋斯韋方程組在光學介質中的應用。探討瞭光在不同材料中的傳播特性，如摺射、反射、繞射和乾涉現象的嚴謹數學描述。引入瞭光子概念，解釋瞭量子力學視角下的光與物質相互作用的初始框架。 2. 固態物理基礎與能帶理論： 深入分析瞭半導體材料的晶體結構、能帶理論（如價帶、導帶和禁帶寬度）。討論瞭電子和空穴的有效質量、密度 of states (DOS)，以及費米能級的概念。這是理解半導體光電子器件工作機理的先決條件。 3. 光與半導體的相互作用： 詳盡介紹瞭光吸收（直接與間接帶隙）、光發射（自發輻射與受激輻射）的物理過程。探討瞭光子的能量如何影響半導體中的載流子行為，包括光激發載流子的生成、複閤機製（輻射復閤與非輻射復閤）及其速率方程。 第二部分：光電子學核心元件原理與設計 這部分聚焦於構成現代光電子係統的關鍵器件的物理機製、結構設計與性能分析。 1. 光源器件（發光元件）： LEDs (發光二極管)： 涵蓋異質結構LED的設計原理，包括PN結、雙異質結（DH）和量子阱（QW）結構對發光效率的影響。深入分析瞭載流子限製、複閤效率以及光提取效率的提升策略。 半導體雷射器 (Semiconductor Lasers)： 這是本書的重點之一。詳細介紹瞭雷射的產生條件（粒子數反轉、光學諧振腔），不同類型的雷射器結構（如 Fabry-Perot, DFB, DBR 雷射）。探討瞭閾值電流、光譜特性、邊模分佈以及動態響應特性。特別關注瞭量子限製效應（量子點、量子線雷射器）的優勢。 2. 光探測器與光接收元件： 光電二極管 (Photodiodes)： 分析瞭 PIN 光電二極管和雪崩光電二極管 (APD) 的結構與工作原理。重點探討瞭光電響應度、量子效率、暗電流、雜散電容以及頻寬限製等關鍵性能參數的來源和優化方法。 光伏器件（太陽能電池）： 雖然其核心原理是光電轉換，本書將其置於探測器框架下，分析瞭串聯電阻、並聯電阻對轉換效率（填充因子、開路電壓、短路電流）的影響，並介紹瞭多結太陽能電池的優勢。 3. 光波導與調製器： 光波導原理： 介紹瞭介質光波導、階躍摺射率光纖和梯度摺射率光纖的模式理論（單模與多模）。討論瞭波導中的損耗機製（散射損耗、彎麯損耗）和色散效應。 光調製器： 深入探討瞭基於電光效應（如 Pockels 效應）和聲光效應的調製器，包括 Mach-Zehnder 調製器和定嚮耦閤器調製器的設計、電光轉換效率與帶寬的權衡。 第三部分：光電子集成與新興技術 這部分將目光投嚮瞭光電係統的集成化趨勢以及前沿研究領域。 1. 光電集成電路 (PIC)： 探討瞭將光源、探測器和波導元件集成在同一半導體基闆上的技術挑戰，包括材料選擇（如 InP、Si/SiGe）和異質集成技術。介紹瞭片上光學器件的設計原則，以實現低損耗和高穩定性。 2. 光纖通信係統中的光電子學： 分析瞭高速光纖通信係統中涉及的光電子學問題，包括光纖的非線性效應（如四波混頻、自相位調製）、色散補償技術，以及用於相乾通信的高速光檢測技術。 3. 新興光電子元件： 涵蓋瞭近年來發展迅速的技術方嚮： 腔量子電動力學 (Cavity QED) 在光電子中的應用： 探討瞭光子晶體結構和高精細度光學腔如何增強光與物質的相互作用，用於開發超低閾值雷射器和單光子源。 錶麵等離子激元光電子學 (Plasmonics)： 分析瞭金屬/介質界麵處的錶麵等離子激元共振現象，及其在突破傳統光學繞射極限和實現超小型化光學器件中的潛力。 自鏇光電子學 (Spintronics)： 介紹瞭如何利用電子自鏇來存儲和處理信息，以及光學方法如何用於控製和讀取自鏇態。 教學與研究價值 本書的每一章節都配備瞭豐富的數學推導、清晰的物理圖像，並在關鍵處提供瞭實際工程設計中的案例分析。書末的習題設計旨在強化讀者對複雜公式背後物理意義的理解。第六版在繼承經典的基礎上，大幅更新瞭關於量子點、高功率半導體雷射器、矽光學（Silicon Photonics）以及先進光學調製技術的內容，使其緊密跟隨當前光電科技發展的前沿步伐，是光電子學領域不可或缺的標準參考資料。
著者信息
圖書目錄
1 緒 論
1-1 光電科技與光電子學
1-2 本書的設計
參考文獻
2 電磁理論基礎
2-1 理論模式
2-2 相量(Phasors)
2-3 邊界條件(Boundary Conditions)
2-4 波動方程式之解─行進波(Traveling wave)
2-5 坡因亭嚮量(Poynting Vector)
2-6 反射係數與透射係數(reflection coefficient
and transmission coefficient)
2-7 平麵電磁波之偏極化(polarization)
習 題
參考文獻
3 光之特性
3-1 反射與摺射(Reflection and Refraction)
3-1-1 球形界麵(Spherical Surface)
3-1-2 薄透鏡(Thin lens)
3-2 射線之轉換矩陣(ray matrix)
3-3 高斯光束(Gaussian Beam)
3-4 乾涉與繞射(interference and diffraction)
3-4-1 線性重疊原理與乾涉(linear
superposition principle and interference)
3-4-2 法布裏-比洛析光器(fabry-perot etalon)
3-4-3 光學頻譜分析儀
3-4-4 惠更斯原理(Huygens' principle)與繞射
習 題
參考文獻
4 雷射(Lasers)
4-1 雷射簡介
4-2 愛因斯坦關係式
4-2-1 黑體輻射
4-2-2 愛因斯坦A.B係數
4-3 輻射波之損耗與增益
4-4 居量反置(population inversion)
4-5 光腔(Optical Cavity)
4-6 拓寬函數(lineshape function) g(v)及拓寬之原因
4-7 臨限條件(Threshold Condition)
4-7-1 臨限之條件
4-7-2 增益飽閤(Gain Saturation)
4-8 激勵(Pumping)之臨限條件
4-8-1 以激勵達到臨限
4-8-2 輸齣耦閤(Output Coupling)
4-9 雷射模態
4-10 總結
習 題
參考文獻
5 半導體雷射
5-1 固態物理基礎─量子力學概述
5-2 能帶圖
5-3 半導體中之載子濃度
5-3-1 費米迪拉剋分佈
5-3-2 載子濃度
5-4 p-n接麵
5-5 半導體雷射工作原理
5-6 半導體雷射結構
5-6-1 同質結構(homostructure)及異質結構
(heterostructure)
5-6-2 條狀結構
5-6-3 其他結構
5-7 半導體雷射之輸齣特性與調變特性
5-7-1 半導體雷射之輸齣特性
5-7-2 半導體雷射之調變
5-8 材料與波長
習 題
參考文獻
6 雷射輸齣調變
6-1 雙摺射(Birefrigence)
6-2 電光效應(Electro-optic Effect)
6-2-1 電光效應與電光材料
6-2-2 電光調變器(E-O Modulator)
6-3 品質開關(Q-Switch)雷射
6-3-1 品質開關原理
6-3-2 品質開關之操作方式
6-4 模態鎖定(mode locking)雷射
6-4-1 模態鎖定原理
6-4-2 模態鎖定之方法
6-5 單頻及穩頻 (Single mode operation and freguency stablization)
6-5-1 單頻技術
6-5-2 穩頻技術
6-6 光束之偏嚮(deflection)
6-7 聲光調變 (Acusto-optic Modulation)
6-8 倍頻(Frequency Doubling)
習 題
參考文獻
7 光偵檢器
7-1 真空光偵檢器
7-1-1 真空光二極體(Vaccumn photodiode)
7-1-2 光倍乘器(photomultiplier tube)
7-1-3 光倍乘器之雜訊
7-2 光導型光偵檢器(photoconductive detectors)
7-2-1 光導型光偵檢器原理
7-2-2 光導檢測器中之雜訊
7-3 p-n接麵光偵檢器(p-n Junction Detectors)
7-3-1 p-n接麵之偏壓與電流
7-3-2 p-n接麵光二極體之特性
7-3-3 p-n接麵光二極體電路模型
7-4 其他類型光二極體
7-4-1 pin光二極體(pin photodiode)
7-4-2 纍崩光二極體(Avalanche photodiode)
7-4-3 蕭特基光二極體(Schottky photodiode
或MS photodiode)
7-4-4 光電晶體(Photo transistor)
習 題
參考文獻
8 其他光電元件
8-1 光波導元件(optical wave guide)
8-2 光耦閤元件 (Light Coupling Device)
8-2-1 模態耦閤原理(Couple Mode Theory)
8-2-2 方嚮耦閤器(Directional Coupler)
8-2-3 光波耦閤電光調變器(Electro-optic Coupled
Wave Modulators)
8-2-4 乾涉式電光調變器(interferometric electro-optic modulator)
8-3 光隔離器(Optoisolator)
8-4 顯示器件(Display Devices)
8-4-1 螢光物質發光原理
8-4-2 電激發光(Electroluminescence)
8-4-3 發光二極體 (Light Emitted Diode, LED)
8-4-4 液晶顯示器 (Liquid Crystal Display, LCD)
習 題
參考文獻
9 光積體電路元件之設計與分析
9-1 光電積體電路(OEIC)
9-2 光波在介質中的傳播特性分析
9-3 半導體雷射( semiconductor injection laser diode )光學共振腔設計分析
9-4 三維介質波導與有效摺射率法(effective index method)
9-5 基闆溝槽大光腔(channel-substrate planar large optical cavity，CSPLOC)半導體雷射結構之設計與分析
習 題
參考文獻
各章關鍵字中英文對照
1-1 光電科技與光電子學
1-2 本書的設計
參考文獻
2 電磁理論基礎
2-1 理論模式
2-2 相量(Phasors)
2-3 邊界條件(Boundary Conditions)
2-4 波動方程式之解─行進波(Traveling wave)
2-5 坡因亭嚮量(Poynting Vector)
2-6 反射係數與透射係數(reflection coefficient
and transmission coefficient)
2-7 平麵電磁波之偏極化(polarization)
習 題
參考文獻
3 光之特性
3-1 反射與摺射(Reflection and Refraction)
3-1-1 球形界麵(Spherical Surface)
3-1-2 薄透鏡(Thin lens)
3-2 射線之轉換矩陣(ray matrix)
3-3 高斯光束(Gaussian Beam)
3-4 乾涉與繞射(interference and diffraction)
3-4-1 線性重疊原理與乾涉(linear
superposition principle and interference)
3-4-2 法布裏-比洛析光器(fabry-perot etalon)
3-4-3 光學頻譜分析儀
3-4-4 惠更斯原理(Huygens' principle)與繞射
習 題
參考文獻
4 雷射(Lasers)
4-1 雷射簡介
4-2 愛因斯坦關係式
4-2-1 黑體輻射
4-2-2 愛因斯坦A.B係數
4-3 輻射波之損耗與增益
4-4 居量反置(population inversion)
4-5 光腔(Optical Cavity)
4-6 拓寬函數(lineshape function) g(v)及拓寬之原因
4-7 臨限條件(Threshold Condition)
4-7-1 臨限之條件
4-7-2 增益飽閤(Gain Saturation)
4-8 激勵(Pumping)之臨限條件
4-8-1 以激勵達到臨限
4-8-2 輸齣耦閤(Output Coupling)
4-9 雷射模態
4-10 總結
習 題
參考文獻
5 半導體雷射
5-1 固態物理基礎─量子力學概述
5-2 能帶圖
5-3 半導體中之載子濃度
5-3-1 費米迪拉剋分佈
5-3-2 載子濃度
5-4 p-n接麵
5-5 半導體雷射工作原理
5-6 半導體雷射結構
5-6-1 同質結構(homostructure)及異質結構
(heterostructure)
5-6-2 條狀結構
5-6-3 其他結構
5-7 半導體雷射之輸齣特性與調變特性
5-7-1 半導體雷射之輸齣特性
5-7-2 半導體雷射之調變
5-8 材料與波長
習 題
參考文獻
6 雷射輸齣調變
6-1 雙摺射(Birefrigence)
6-2 電光效應(Electro-optic Effect)
6-2-1 電光效應與電光材料
6-2-2 電光調變器(E-O Modulator)
6-3 品質開關(Q-Switch)雷射
6-3-1 品質開關原理
6-3-2 品質開關之操作方式
6-4 模態鎖定(mode locking)雷射
6-4-1 模態鎖定原理
6-4-2 模態鎖定之方法
6-5 單頻及穩頻 (Single mode operation and freguency stablization)
6-5-1 單頻技術
6-5-2 穩頻技術
6-6 光束之偏嚮(deflection)
6-7 聲光調變 (Acusto-optic Modulation)
6-8 倍頻(Frequency Doubling)
習 題
參考文獻
7 光偵檢器
7-1 真空光偵檢器
7-1-1 真空光二極體(Vaccumn photodiode)
7-1-2 光倍乘器(photomultiplier tube)
7-1-3 光倍乘器之雜訊
7-2 光導型光偵檢器(photoconductive detectors)
7-2-1 光導型光偵檢器原理
7-2-2 光導檢測器中之雜訊
7-3 p-n接麵光偵檢器(p-n Junction Detectors)
7-3-1 p-n接麵之偏壓與電流
7-3-2 p-n接麵光二極體之特性
7-3-3 p-n接麵光二極體電路模型
7-4 其他類型光二極體
7-4-1 pin光二極體(pin photodiode)
7-4-2 纍崩光二極體(Avalanche photodiode)
7-4-3 蕭特基光二極體(Schottky photodiode
或MS photodiode)
7-4-4 光電晶體(Photo transistor)
習 題
參考文獻
8 其他光電元件
8-1 光波導元件(optical wave guide)
8-2 光耦閤元件 (Light Coupling Device)
8-2-1 模態耦閤原理(Couple Mode Theory)
8-2-2 方嚮耦閤器(Directional Coupler)
8-2-3 光波耦閤電光調變器(Electro-optic Coupled
Wave Modulators)
8-2-4 乾涉式電光調變器(interferometric electro-optic modulator)
8-3 光隔離器(Optoisolator)
8-4 顯示器件(Display Devices)
8-4-1 螢光物質發光原理
8-4-2 電激發光(Electroluminescence)
8-4-3 發光二極體 (Light Emitted Diode, LED)
8-4-4 液晶顯示器 (Liquid Crystal Display, LCD)
習 題
參考文獻
9 光積體電路元件之設計與分析
9-1 光電積體電路(OEIC)
9-2 光波在介質中的傳播特性分析
9-3 半導體雷射( semiconductor injection laser diode )光學共振腔設計分析
9-4 三維介質波導與有效摺射率法(effective index method)
9-5 基闆溝槽大光腔(channel-substrate planar large optical cavity，CSPLOC)半導體雷射結構之設計與分析
習 題
參考文獻
各章關鍵字中英文對照
圖書序言
- ISBN：9786263281196
- 叢書係列：大專電子
- 規格：平裝 / 480頁 / 15.9 x 17.8 x 2.4 cm / 普通級 / 單色印刷 / 六版
- 齣版地：颱灣
- 本書分類：專業/教科書/政府齣版品> 電機資訊類> 電子
圖書試讀
用户评价
评分
坦白講，這本關於光電技術的專著，在元件的實際應用和係統整閤層麵，展現瞭相當廣闊的視野。雖然基礎理論部分講得透徹，但它並沒有止步於此，而是非常務實地將理論與當前產業需求做瞭緊密結閤。從光通訊中的波導元件設計，到感測器陣列的架構優化，書中對於各種實際限製，例如熱效應、雜散光耦閤等問題，都有非常具體的討論。這對於我們這些在業界打滾多年的工程師來說，是極為寶貴的參考資料，因為課本往往隻教你「理想狀況下該怎麼做」，但實際工作時遇到的問題，往往都是「非理想狀況」。這本書的作者顯然經歷過大量的實際場域驗證，纔能在細節處提供如此精闢的見解。我特別喜歡它在探討新型光電積體電路（PIC）時，對於製程相容性的討論，那種從元件物理到製造工藝的全盤考量，讓整本書的層次瞬間拉高，不再隻是單純的理論指導手冊。
评分這套教材的翻譯品質，雖然整體上尚稱流暢，但在一些極為專業的術語上，偶爾還是會感受到一些「在地化」的挑戰。畢竟光電領域的許多專有名詞，在不同語境下可能有細微的差別，雖然編譯者已經盡力瞭，但偶爾還是會遇到那種需要迴頭查閱英文原版纔能完全釐清語意的句子結構。不過瑕不掩瑜，整體來說，它的敘述風格保持瞭學術的嚴謹性，同時又盡量避免瞭過度晦澀的長難句，使得閱讀體驗相對友好。我個人最喜歡它在總結性的段落中，總會穿插一些對未來趨勢的預測和反思，這讓這本相對經典的著作，讀起來一點也不顯得過時。它不隻是一本工具書，更像是一本引導你思考光電學未來走嚮的導師。
评分我注意到這本書在探討光電量測技術的部分，處理得相當到位，這在許多偏重理論的教科書中往往是個薄弱環節。作者並沒有將量測當成是附加的章節，而是將儀器原理與元件特性分析緊密結閤。例如，在討論光譜響應測試時，它不僅僅是給齣一個響應麯線的定義，更深入探討瞭光譜儀的色散元件設計如何影響最終測得數據的準確性，以及如何校準係統誤差。這對於需要進行嚴謹實驗驗證的研究人員來說，簡直是福音。很多時候，實驗結果不如預期，問題往往齣在量測環節的細微設定上，而這本書恰好提供瞭足夠的「後門知識」，讓我們能夠反思實驗流程的閤理性。相較於隻關注「做什麼」，這本書更強調「如何驗證你所做的」，這種嚴謹的科學態度，在這時代尤其珍貴。
评分這本光電元件的教科書，從頭到尾都讓我感覺到作者對這個領域的熱情與深厚功力，特別是對基礎物理原理的闡述，真的是非常紮實。翻開書頁，那種對半導體異質結構的載流子傳輸機製，以及光與物質交互作用的數學描述，都寫得钜細靡遺，讓人彷彿迴到大學時代在實驗室裡埋頭苦算的日子。它不像市麵上很多新齣版的書，隻著重在最新的元件結構或製程細節，這本書更像是老派學者的钜作，把「為什麼」解釋得清清楚楚，讓你搞懂瞭理論的根基，之後再去看那些新奇的結構，都能夠融會貫通。對於想在光電領域打下堅實基礎的學生來說，這絕對是本必備的案頭書。我尤其欣賞它在描述量子效率和能帶結構時，所採用的圖錶和範例，清晰到讓人幾乎不需要參考其他資料就能自行推導齣關鍵公式。那種循序漸進的邏輯推演，是很多速成教材所欠缺的，讓人讀來踏實，絕不會有「學瞭等於沒學」的空虛感。
评分說實在話，這本厚重的光電學著作，它的編排風格非常「古典」，對於初學者來說，可能需要一點耐心和毅力纔能啃完。它的章節劃分嚴謹，從基礎的光子產生與接收，到複雜的雷射物理，順序排得滴水不漏，但這也意味著，如果你想直接跳到某一特定章節去查閱資料，可能會因為缺乏前置知識的鋪墊而感到吃力。舉例來說，如果你對某種新型的LED結構感興趣，直接翻到那章，可能會發現許多術語和參數的定義都源自前麵幾章對PN接麵和載流子複閤效率的詳細分析。不過，一旦你熬過瞭前期的理論鋪陳，你會發現這本書的結構是一種強大的內在支撐，它迫使讀者必須建立起完整的知識鏈條，而不是隻停留在片段的知識點上。這種「先苦後甘」的學習體驗，雖然辛苦，但換來的知識鞏固程度，是其他走馬看花的教材無法比擬的。
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