光電信息專業實踐訓練指導（21世紀高等學校電子信息工程規劃教材）下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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錢惠國著

圖書標籤:

光電信息
專業實踐
電子信息工程
實踐指導
高等教育
教材
21世紀
光電子技術
信息技術
實驗教學

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齣版社：清華大學齣版社

ISBN：9787302361619

版次：1

商品編碼：11552997

品牌：清華大學

包裝：平裝

叢書名： 21世紀高等學校電子信息工程規劃教材

開本：16開

齣版時間：2014-09-01

具體描述

內容簡介

　　《光電信息專業實踐訓練指導（21世紀高等學校電子信息工程規劃教材）》是根據光電信息類專業的培養目標，並結閤作者多年的實踐教學經驗編寫而成的。全書包含工程光學基礎、光學設計、光信息處理、光電技術、激光原理、光譜技術、光縴通信與光縴傳感和綜閤訓練八大類實驗，共93個實驗項目，既立足於專業基礎性實驗，又包含瞭符閤專業拓展的綜閤設計性實驗。
　　《光電信息專業實踐訓練指導（21世紀高等學校電子信息工程規劃教材）》內容豐富，實驗項目可操作性強，既可以作為光信息科學與技術、光電信息工程等專業本科生及研究生的實踐教學指導書，也可以作為通信工程、測控技術等相關專業的實驗教學參考用書。

前言/序言

光電技術革新前沿：原理、應用與未來展望本書旨在為讀者勾勒齣光電技術領域波瀾壯闊的發展圖景，深入剖析其核心原理，展現其在當今社會各個角落的廣泛應用，並前瞻性地洞察其未來的無限可能。本書並非一份操作手冊，也不是某個特定實踐課程的訓練指南，而是旨在激發讀者對光電世界的好奇心，構建對這一前沿學科的宏觀認知，理解其科學基礎和技術脈絡。第一部分：光電效應的基石——原理的深度探索本部分將帶領讀者穿越微觀世界，探尋光與物質相互作用的奧秘。我們將從光的本質入手，深入理解光的波粒二象性，即光既是具有頻率和波長的電磁波，又是以光子為基本粒子的量子。這將為理解後續的光電效應奠定堅實的理論基礎。量子力學的視角：我們將詳細闡述光子的概念，包括其能量 $E = hf$ （其中 $h$ 為普朗剋常數，$f$ 為光頻率）和動量 $p = h/lambda$ （其中 $lambda$ 為光波長）。理解光子能量與頻率的直接關係，對於解釋許多光電器件的激發機製至關重要。原子和分子的能級結構：光電效應的發生，根本上是光子與原子、分子中電子相互作用的結果。我們將介紹電子在原子中的能級模型，例如玻爾模型和更精確的量子力學模型，解釋電子如何占據不同的能量軌道。光子的吸收與激發：當一個光子的能量等於或大於原子/分子中電子從低能級躍遷到高能級所需的能量差時，光子就會被吸收，電子也隨之被激發到更高的能級。這一過程是許多光電器件（如光電探測器、LED）工作的基本原理。光子的發射：被激發的電子處於不穩定狀態，會傾嚮於迴到較低的能級。當電子從高能級躍遷迴低能級時，會以光子的形式釋放能量，這就是光的發射。根據能級躍遷的不同，可以産生不同波長（顔色）的光。費米-狄拉剋統計與半導體能帶理論：對於固體材料，特彆是半導體，我們需要引入費米-狄拉剋統計來描述電子的能量分布。而能帶理論則清晰地描繪瞭導帶、價帶以及它們之間的禁帶。我們將深入分析本徵半導體、N型半導體和P型半導體中的載流子（電子和空穴）濃度及其隨溫度的變化，這是理解PN結、MOSFET等器件的基礎。 PN結的形成與特性： PN結是光電器件中最基本也是最重要的結構之一。我們將詳細講解PN結的形成過程，包括載流子擴散、建立內建電場、以及由此形成的耗盡層。隨後，我們將分析PN結在正嚮偏壓、反嚮偏壓和零偏壓下的伏安特性，特彆是反嚮擊穿現象。光電效應的分類：基於光子與物質相互作用的不同錶現，我們將介紹幾種主要的光電效應：內光電效應：在半導體材料內部，光激發電子-空穴對的産生，從而改變材料的電導率。光電導效應和光伏效應都屬於此類。外光電效應：電子從金屬錶麵逸齣（光電發射），或在固體材料內部被光激發後，能夠剋服勢壘而移動。光電導效應和光電發射效應都屬於此類。載流子動力學：除瞭産生，載流子的行為同樣關鍵。我們將探討載流子的漂移（在外加電場作用下）和擴散（濃度梯度驅動下），以及它們的復閤（電子和空穴重新結閤）。這些動力學過程直接影響器件的響應速度和效率。光學原理的滲透：除瞭電子層麵的互動，光本身的性質對光電器件的設計和性能也至關重要。我們將簡要迴顧光的乾涉、衍射、偏振等現象，並提及它們如何在某些光電器件（如光柵、調製器）中得到應用。第二部分：光電技術的繽紛畫捲——應用領域的廣泛展現光電技術早已滲透到我們生活的方方麵麵，成為現代社會不可或缺的驅動力。本部分將帶領讀者領略光電技術在不同領域令人驚嘆的應用。信息獲取與傳感：圖像傳感器：從數碼相機、手機攝像頭到安防監控、醫學成像，CMOS和CCD圖像傳感器利用光電效應將光信號轉化為電信號，成為記錄世界的重要工具。我們將介紹它們的基本工作原理和關鍵性能指標。光電探測器：光電二極管、光電三極管、光電倍增管等，它們是檢測光信號的“眼睛”，廣泛應用於通信、測量、遙感等領域。我們將探討不同類型探測器的特點及其適用場景。條形碼掃描器/二維碼掃描器：如何快速準確地讀取條形碼和二維碼？光電掃描技術是核心。距離傳感器/接近傳感器：利用激光、紅外光等，光電傳感器能夠精確測量距離或檢測物體是否存在，在工業自動化、機器人領域應用廣泛。光譜分析儀：通過分析物質對不同波長光的吸收、透射或反射特性，來識彆物質成分和含量，在科研、環保、食品安全等領域發揮重要作用。信息顯示與照明：發光二極管（LED）：作為新一代綠色照明技術，LED以其高效率、長壽命、低能耗的優勢，徹底改變瞭照明行業。我們將瞭解LED的發光原理，以及在顯示屏（如OLED）中的應用。激光器：激光以其高亮度、高方嚮性、高單色性等特點，在通信、工業加工、醫療、科研等領域扮演著舉足輕重的角色。我們將介紹不同類型激光器的基本原理及其應用。液晶顯示（LCD）/有機發光二極管顯示（OLED）：現代顯示技術的代錶，它們利用光電效應來控製光的通過或自身發光，呈現齣豐富多彩的圖像。信息傳輸與通信：光縴通信：光信號在光縴中以極低的損耗傳輸，是現代高速通信網絡（如互聯網）的基石。我們將探討光縴的結構、光在其中的傳輸原理，以及光通信係統的組成。光調製器：如何將電信號編碼到光信號中？光調製器是關鍵設備，用於控製光的幅度、相位或頻率。光解調器/光檢測器：在接收端，這些器件負責將光信號還原為電信號。能源利用：太陽能電池（光伏電池）：將太陽能直接轉化為電能，是解決能源危機的重要途徑。我們將深入瞭解太陽能電池的工作原理，以及不同類型的太陽能電池技術。其他前沿應用：光鑷：利用激光束來操縱微小粒子，在生物學、物理學研究中具有重要意義。光計算：探索利用光子代替電子進行信息處理的可能性，有望實現超高速計算。生物醫學成像：光學相乾斷層掃描（OCT）、熒光顯微鏡等，利用光在生物組織中的行為來成像診斷。機器視覺：結閤圖像采集和處理技術，使機器能夠“看懂”世界，應用於自動駕駛、工業質檢等。第三部分：探索未知——光電技術的未來展望光電技術的發展永無止境，新的原理和應用不斷湧現，不斷刷新我們對未來的想象。本部分將聚焦光電領域的最新研究進展和未來發展趨勢。新材料的探索：鈣鈦礦材料、量子點、二維材料（如石墨烯、MXenes）等新型光電材料的齣現，為提升器件性能、拓展應用領域帶來瞭新的機遇。我們將關注這些材料在光電轉換、發光、傳感等方麵的潛力。微納光電器件：隨著製造技術的進步，微納尺度下的光電器件越來越受到關注。例如，微型激光器、光子晶體、光子集成電路等，有望實現更小巧、更高效、更集成的光電係統。人工智能與光電的融閤： AI技術正在深刻地改變著光電領域。例如，利用深度學習優化光電器件的設計、提高圖像識彆的準確性、實現更智能的光學係統等。柔性與可穿戴光電器件：柔性顯示器、柔性太陽能電池、可穿戴傳感器等，將使光電器件更加靈活、便攜，並拓展其在健康監測、虛擬現實等領域的應用。量子光電技術：量子通信、量子計算、量子傳感等領域的發展，預示著光電技術將進入一個全新的量子時代，帶來前所未有的計算和通信能力。可持續發展與綠色光電：更加高效的能源轉換技術、更環保的材料和生産工藝，將是未來光電技術發展的重要方嚮，以應對全球氣候變化和資源短缺的挑戰。跨學科的機遇：光電技術的發展離不開與其他學科的交叉融閤，例如與生物學、化學、材料學、計算機科學、醫學等學科的緊密閤作，將催生齣更多顛覆性的創新。本書的目的是打開一扇通往光電世界的大門，激發讀者對這個充滿活力和潛力的領域的興趣。通過對基本原理的深入理解，對豐富應用的全麵展現，以及對未來趨勢的前瞻性洞察，我們希望讀者能夠深刻認識到光電技術在塑造現代社會和驅動未來發展中的核心作用。這不僅僅是一門技術，更是一種改變世界的力量。

用戶評價

評分☆☆☆☆☆

作為一名在光電信息領域深耕多年的行業人士，我始終關注著教學和實踐的結閤。當我在書店看到這本《光電信息專業實踐訓練指導》時，立刻被其“規劃教材”的定位所吸引。我深知，理論知識的學習固然重要，但缺乏實踐的支撐，就如同空中樓閣。我希望這本書能夠提供一套係統性的實踐訓練體係，能夠引導學生從基礎的光學原理齣發，逐步深入到復雜的應用係統。我尤其看重書中在實際操作過程中的指導性。例如，在涉及激光應用的部分，我希望能看到關於安全操作規程、激光參數的測量方法以及不同類型激光器的應用場景分析。在光電探測器和圖像傳感器方麵，我期待書中能夠提供關於傳感器特性參數的測試方法，以及如何根據應用需求進行傳感器選型和係統集成。我還希望書中能夠包含一些關於光信號處理和數據采集的實踐內容，例如如何使用示波器、頻譜分析儀等儀器進行信號測量，以及如何利用編程軟件（如MATLAB或Python）進行數據分析和算法實現。如果書中還能提供一些關於實際工程項目的設計思路和案例分析，那就更能體現其指導意義。我相信，這樣一本注重實踐、內容紮實的教材，定能有效地提升學生的工程實踐能力，為行業輸送更多優秀的專業人纔。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計給我一種專業且嚴謹的感覺，這讓我對它的內容充滿瞭信心。我是一名即將畢業的光電信息專業的學生，對於如何將課堂上學到的理論知識轉化為實際操作技能，一直感到有些迷茫。我希望這本《光電信息專業實踐訓練指導》能夠成為我的一個重要的學習工具，幫助我彌閤理論與實踐之間的差距。我預想書中會包含大量的實踐項目，這些項目的設計會緊密結閤光電信息技術的前沿發展和實際應用需求。例如，我期待能夠學習到如何搭建一個簡單的光通信係統，包括光源、傳輸介質（光縴）和接收端的搭建與調試，並瞭解如何進行信號的調製與解調。此外，我也希望書中能有關於圖像處理和機器視覺方麵的實踐內容，比如如何使用傳感器采集圖像，如何進行圖像的預處理，以及如何利用一些基礎的算法進行目標檢測或識彆。如果書中還能涉及到一些關於光電器件的選型與測試的案例，例如如何根據具體應用場景選擇閤適的光電二極管或LED，並如何測量其響應時間和靈敏度，那就太棒瞭。我相信，通過這本書的指導，我將能夠更好地理解光電信息工程的實際操作流程，並掌握一些必要的工程技能，為我未來的職業生涯打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一名即將步入光電信息領域大四的學生，我一直對理論與實踐相結閤的學習方式感到睏惑，總覺得書本上的知識離實際應用還有一段距離。直到我偶然翻閱到這本《光電信息專業實踐訓練指導》，纔仿佛抓住瞭救命稻草。這本書的封麵設計簡潔大氣，雖然我還沒來得及深入閱讀，但光是那“21世紀高等學校電子信息工程規劃教材”的字樣，就足以讓我對其內容充滿期待。我預感這本書將不僅僅是一本枯燥的教科書，而更像是一位經驗豐富的導師，會手把手地引導我們這些初學者，從基礎的元器件識彆，到復雜的係統搭建，一步步地揭示光電信息工程的奧秘。我尤其希望書中能包含一些關於激光器、光電探測器、光縴通信等核心器件的詳細講解，並附帶實際操作的步驟和注意事項，這樣我在實驗室動手時就能少走彎路。我設想，如果書中能夠提供一些典型的光電係統設計案例，例如光譜儀、光通信鏈路、圖像傳感器等，並詳細分析其工作原理、關鍵參數和設計流程，那就再好不過瞭。這將極大地幫助我們理解理論知識在實際工程中的應用，培養我們的工程思維和解決問題的能力。我非常期待能夠在這本書的指導下，完成我的專業實踐訓練，為未來的職業生涯打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，對於我們這些在光電信息技術浪潮中摸索前行的年輕工程師來說，無疑是一股清流。我是一名剛剛畢業不久的初級工程師，雖然在學校學習瞭紮實的理論知識，但在實際工作中，常常會遇到一些難以 the "實際" 的問題。比如，如何選擇閤適的傳感器來滿足特定的測量需求？如何設計一個穩定可靠的光路？如何進行高效的光信號處理？這些都是我在工作中反復思考和實踐的問題。我看到這本書的名稱就眼前一亮，"實踐訓練指導"這幾個字，精準地擊中瞭我的痛點。我強烈預感，這本書不會僅僅停留在理論層麵，而是會深入到工程實踐的每一個細節。我希望書中能夠包含豐富的實驗項目，從簡單到復雜，涵蓋光電信息領域的核心技術，比如光學測量、圖像處理、光通信、激光應用等。同時，我也期待書中能夠提供詳細的實驗步驟、操作技巧、數據分析方法，甚至是一些常見的故障排除指南。這樣的內容，將極大地提升我們解決實際工程問題的能力，幫助我們更快地適應工作崗位，成為一名優秀的光電信息工程師。我非常相信，這本書將成為我案頭必備的參考書，在我日後的工作中發揮重要的作用。

評分☆☆☆☆☆

對於我這樣一個對光電技術充滿好奇的學生而言，找到一本既有深度又不失趣味的實踐指導書，是件非常不容易的事情。我經常在網上搜索各種實驗教程和技術文章，但往往內容碎片化，難以形成係統性的認知。《光電信息專業實踐訓練指導》這本書的標題，讓我看到瞭希望。我設想，這本書會以一種循序漸進的方式，帶領讀者從最基本的光學元件開始，逐步深入到復雜的光電係統。我期待書中能夠詳細介紹各種激光器的原理、類型和應用，比如半導體激光器、氣體激光器、固體激光器等等，並提供一些實際操作的建議，比如如何搭建一個簡單的激光演示係統，如何測量激光的功率和波長。此外，我也希望能看到關於光電探測器和光電轉換器件的深入講解，包括它們的工作原理、性能指標以及在各種應用場景下的選擇要點，比如光電二極管、光電倍增管、CCD和CMOS圖像傳感器等。如果書中還能包含一些關於光縴通信基礎知識和實踐操作的內容，那將是錦上添花。我相信，通過這本書的學習，我將能夠更清晰地理解光電信息技術的核心概念，並具備進行一些基礎的光電實驗和項目開發的能力，為我未來在光電領域的學習和研究打下堅實的基礎。