光電子技術

前言

　　從19世紀中葉的麥克斯韋到20世紀初葉的愛因斯坦，已經(jīng)建立起完善的光的電磁理論和光電效應理論，對光學與電子學的聯(lián)系建立起系統(tǒng)的理論，但長期以來光學與電子學仍作為兩門獨立的學科被研究。直到20世紀的年代以后，隨著激光的出現(xiàn)，人們對光與物質相互作用過程的研究變得異?；钴S，導致了半導體光電子學、波導光學、激光物理學、相干光學與非線性光學等一系列新學科涌現(xiàn)，其中某些學科之間已有了一定程度的交叉。20世紀70年代以來，由于半導體激光器和光導纖維技術的重要突破，導致以光纖通信、光纖傳感、光盤信息存儲與顯示以及光信息處理為代表的光信息技術的蓬勃發(fā)展，不僅從深度和廣度上促進了相應各學科的發(fā)展，特別是半導體光電子學、非線性光學和波導光學、的發(fā)展和彼此間的知識互相滲透，而且還與數(shù)學、物理、材料等基礎學科交叉形成新的邊沿領域。例如，光導纖維原來僅。作為光傳輸介質用于光通信系統(tǒng)，隨著對光纖物理特性的深入研究，在20世紀80年代出現(xiàn)了利用光纖的偏振和相位敏感特性制成的光纖傳感器，利用光纖的非線性光學效應和色散特性形成的光學孤子（soliton），又進一步推動了對特種光纖的研究，并成功地制成了光纖激光器。最近出現(xiàn)的單晶光纖，則更有可能將有源和無源光電子功能器件與光纖波導融為一體。在這種多學科綜合發(fā)展的推動下，光纖通信已形成產(chǎn)業(yè)，半導體光邏輯功能器件和光集成技術取得重大進展，使光計算機和光信息處理成為舉世矚目的研究課題。于是，一門新的綜合性交叉學科便從現(xiàn)代信息科學中脫穎而出，這就是“光電子學”。光電子學是研究光頻電磁波場與物質中的電子相互作用及其能量相互轉換的學科，一般理解為“利用光的電子學”。

內(nèi)容概要

本書是工科大學非光電子專業(yè)的碩士研究生和本科高年級學生教材。該教材從光信息系統(tǒng)的全過程考慮進行編寫，包括光載波源、光波的傳輸、光波的調(diào)制、探測與解調(diào)等內(nèi)容。光載波源中主要介紹激光與半導體光源的基礎知識，各種激光器和半導體發(fā)光器件的基本特性。光波的傳輸主要介紹光在各向同性和各向異性介質中的傳播以及光波導和纖維光學的基礎知識和基本理論。光波的調(diào)制、探測與解調(diào)主要介紹光波調(diào)制的基礎理論、各種調(diào)制方法以及光波調(diào)制與光電探測技術和元器件等。該書系統(tǒng)性強，立淪明確，物理概念清楚，注重理論聯(lián)系實際?！　≡摃晒氖鹿怆娮蛹夹g的專業(yè)技術人員參考。

書籍目錄

第一章　電磁波與光波　1-1　麥克斯韋方程組及其物理意義　　1-1-1　麥克斯韋方程組的積分形式　　1-1-2　麥克斯韋方程組的微分形式　　1-1-3　介質方程與邊界條件　1-2　平面電磁波的性質　1-3　光的電磁理論與電磁波譜第二章　激光與半導體光源　2-1　激光的原理、特性和應用　　2-1-l　波爾假說與粒子數(shù)正常分布　　2-1-2　自發(fā)輻射、受激輻射和受激吸收　　2-1-3　粒子數(shù)反轉與光放大　　2-1-4　能級的壽命　　2-1-5　激光器的基本結構　　2-1-6　激活介質的粒子數(shù)反轉與增益系數(shù)　　2-1-7　諧振腔與閾值　　2-1-8　激光的縱模和橫?！　?-1-9　幾種典型的激光器　　2-1-10　激光的特性及應用　2-2　半導體光源——發(fā)光二極管(1KD)與半導體激光器(LD)　　2-2-1　半導體中的能帶　　2-2-2　發(fā)光二極管(LED)　　2-2-3　半導體激光器(LD)　　2-2-4　半導體激光器的主要特性第三章　光波的傳輸　3-1　光波在各向同性介質中的傳播　　3-1-1　單色平面波與單色球面波的復數(shù)表達式　　3-1-2　平面電磁波場中能量的傳播　　3-1-3　相速度與群速度　　3-1-4　高斯光束的傳播特性　　3-1-5　光波在介質界面上的反射與折射　　3-1-6　光波在導電介質中的傳播　3-2　光波在各向異性介質中的傳播　　3-2-1　各向異性的透明介質中傳播的單色平面波　　3-2-2　晶體中D與E的關系、光線橢球　　3-2-3　折射率橢球(波法線橢球)　3-3　薄膜波導　　3-3-1　薄膜波導的射線理論分析　　3-3-2　薄膜波導的波動理論分析　3-4　光纖傳輸原理　　3-4-1　光纖的結構和分類　　3-4-2　階躍光纖的射線理論分析　　3-4-3　梯度光纖的射線理論分析　　3-4-4　階躍光纖的模式理論分析　　3-4-5　梯度光纖的WKB分析法　　3-4-6　光纖的基本特性　　3-4-7　光纖中的非線性光學效應第四章　光波的調(diào)制　4-1　調(diào)制方法概述　4-2　各種調(diào)制方法的特性分析　　4-2-1　振幅調(diào)制(AM)　　4-2-2　強度調(diào)制(1M)　　4-2-3　頻率調(diào)制　　4-2-4　相位調(diào)制　4-3　電光調(diào)制的物理基礎　　4-3-1　電光效應、電光張量　　4-3-2　電光延遲　4-4　電光調(diào)制器　　4-4-1　電光強度調(diào)制　　4-4-2　橫向電光調(diào)制　　4-4-3　高頻電光調(diào)制　4-5　電光偏轉　　4-5-1　電光偏轉的基本原理　　4-5-2　電光開關　4-6　聲光調(diào)制的物理基礎　　4-6-1　聲波對光的散射效應　　4-6-2　布喇格衍射的粒子模型　　4-6-3　布喇格衍射的物理圖像　　4-6-4　聲光調(diào)制　　4-6-5　聲光偏轉　4-7　磁光調(diào)制　　4-7-1　法拉第效應　　4-7-2　磁光效應的應用前景第五章　光波的探測與解調(diào)　5-1　光子探測方法　　5-1-1　光子探測機理的分類及惟像描述　　5-1-2　探測器中的噪聲　　5-1-3　光致發(fā)射探測器的特性指標　5-2　光電探測器　　5-2-1　光致發(fā)射器件　　5-2-2　真空光電二極管　　5-2-3　光電倍增管　　5-2-4　光電倍增管中的噪聲　5-3　光波的解調(diào)及特殊探測方法　　5-3-1　光波的解調(diào)　　5-3-2　特殊探測方法附　錄　附錄Ⅰ　矢量分析及場論的主要公式　附錄Ⅱ　張量　附錄Ⅲ　貝塞爾函數(shù)

圖書封面

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