光电子学(修订版)/高等学校电子信息类专业系列教材

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阎吉祥 著
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出版社: 清华大学出版社
ISBN:9787302469100
版次:1
商品编码:12186561
包装:平装
丛书名: 高等学校电子信息类专业系列教材
开本:16开
出版时间:2017-09-01
用纸:胶版纸
页数:282
字数:454000
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

光电子学是以光频波段的电子学效应基本理论和应用原理为研究对象,并由近代光学与电子学相互交叉渗透而形成的一门新兴分支学科。
《光电子学(修订版)》的作者阎吉祥教授是北京理工大学的教授,博士生导师,早年毕业于北京大学物理系,有极为丰富的科研经验和写作经验。本书是阎教授在前一版的基础上不断增删、精心修改而成,主要讨论光的本性以及光的产生、传输、探测、成像和光与物质相互作用,可作为高等院校光电子专业高年级本科生及相关专业研究生的教材,也可供本领域科技工作者参考。

内容简介

本书是为适应光电子学科新的发展形势和教学要求而编写的。全书共8章,依次介绍光本性理论的发展、光辐射与辐射源、块状固体激光器、光纤激光器、光传输与传输介质、光电探测与探测器、光电成像与成像系统以及非线性光学基础等方面的知识。
本书可作为高等院校光电子专业高年级本科生及相关专业研究生的教材,也可供本领域科技工作者参考。


作者简介

阎吉祥,北京理工大学教授,博士生导师,毕业于北京大学物理系,主要研究方向为激光技术、光电子学、自适应光学和空间光学。曾作为负责人多次承担国家自然科学基金和“863”项目。 在国内外学术刊物及学术会议公开发表论文100余篇,其中30余篇被三大检索收录。编著20余部教材及专著,两部作品的版权已输出至台湾。曾任《中国大百科全书》(第2版)物理卷编委及作者。

目录

绪论
第1章光本性理论的发展
1.1早期学说
1.1.1经典粒子与波动
1.1.2光的微粒说
1.1.3光的波动说
1.2光的电磁理论
1.2.1电磁感应定律
1.2.2Maxwell电磁理论
1.2.3光的电磁理论概述
1.3光波的叠加与干涉
1.3.1光波的独立传播性
1.3.2光波叠加原理
1.3.3光波的相干条件
1.4相干性的进一步讨论
1.4.1复色场的复表示
1.4.2空间和时间相干度
1.4.3空间和时间相关性的测量
1.5早期光量子论及波粒二象性
1.5.1辐射与能量子概念
1.5.2光电效应与光量子概念
1.5.3康普顿散射和光量子性的进一步证实
1.5.4光的波粒二象性
1.6现代光量子理论简介
1.6.1矢量空间和线性算符
1.6.2一维谐振子
1.6.3电磁场的量子化
1.6.4相干光子态
1.6.5密度算符和量子分布
1.6.6量子光学简介
小结
习题
第2章光辐射与辐射源
2.1原子发光机理
2.1.1α粒子散射和原子的核式结构
2.1.2氢原子光谱和玻尔原子模型
2.1.3量子力学和原子发光
2.1.4光谱线的展宽
2.2自发辐射和普通光源
2.3激光产生机理
2.3.1激光器的腔模概念
2.3.2激光产生的必要条件
2.3.3激光产生的充分条件
2.4激光的物理特性
2.4.1单色性与时间相干性
2.4.2方向性和空间相干性
2.4.3高阶相关
2.4.4高亮度
2.5激光器的工作特性简介
2.5.1超短脉冲特性
2.5.2频率稳定特性
2.6半导体的能带结构和电子状态
2.6.1能带概念的引入
2.6.2半导体中的电子状态
2.7激发与复合辐射
2.7.1直接跃迁和半导体发光材料
2.7.2态密度和电子的激发
2.7.3非本征半导体材料的PN结
2.8发光二极管工作机理
2.9半导体激光器
2.9.1半导体中的光增益
2.9.2损耗和阈值振荡条件
2.10异质结半导体激光器
2.10.1异质结
2.10.2激光器的结构
小结
习题
第3章块状固体激光器
3.1概述
3.2LD泵浦固体激光器
3.2.1与闪光灯泵浦的比较
3.2.2二极管激光泵浦固体激光器的阈值功率和高于阈值的工作
3.2.3LD泵浦固体激光器的结构
3.3薄片激光器
3.3.1薄片介质及泵浦
3.3.2薄片激光器工作原理
3.3.3“液体”激光器
3.4板条激光器
3.5固体的热容
3.5.1固体热容的经典理论
3.5.2固体热容的量子理论
3.6激光器的热容工作
3.6.1储热与升温
3.6.2温度分布与热应力
3.6.3光束畸变
3.6.4热容激光器一例
小结
习题
第4章光纤激光器
4.1引言
4.2几种稀土离子的能级和谱
4.2.1概述
4.2.2硅光纤中几种稀土离子的激光能级和谱
4.2.3氟光纤中几种稀土离子的激光能级和谱
4.3模及单模运转条件
4.3.1块状工作介质
4.3.2光纤工作物质
4.3.3模特性与截止频率
4.3.4光纤激光器的基本结构
4.4双包层光纤激光器
4.4.1单包层光纤的限制
4.4.2双包层光纤激光器
4.4.3光子晶体光纤激光器简介
4.5受激散射光纤激光器
4.5.1Raman散射光纤激光器
4.5.2受激布里渊散射光纤激光器
4.6调Q和锁模光纤激光器
4.6.1光纤激光器的调Q工作
4.6.2光纤激光器的锁模工作
小结
习题
第5章光传输与传输介质
5.1光线在均匀介质及介质界面的传输
5.1.1光线在均匀介质中的传输
5.1.2光线在介质界面的透射传输
5.1.3光线通过薄透镜的传输
5.2高斯光束的传输
5.2.1Gauss光束及其特征参数
5.2.2Gauss光束在自由空间的传输
5.2.3Gauss光束通过薄透镜的传输
5.3平面介质波导的射线光学理论
5.3.1光线在介质界面的反射和折射
5.3.2光线在平板波导中的传播
5.3.3平板介质波导中的导波
5.3.4Goos�睭�|nchen位移和波导层的有效厚度
5.4平板波导的电磁理论基础
5.4.1麦克斯韦方程组的一般形式
5.4.2平板波导中的麦克斯韦方程组
5.4.3TE波场方程的解
5.4.4TE波的模和截止条件
5.4.5导波模的性质
5.5通道波导简介
5.5.1通道波导的种类
5.5.2矢量波方程
5.5.3标量方程近似及分离变量法
5.5.4标量方程的其他解法简介
5.6导波模耦合理论简介
5.6.1方向耦合基本概念
5.6.2耦合波方程
5.6.3耦合波标量方程
5.6.4标量方程的解
5.6.5周期波导
5.6.6波导模的传输
5.7半导体波导理论
5.7.1改变半导体折射率的方法
5.7.2半导体平板波导
5.7.3通道波导
5.7.4耦合效应
5.7.5半导体波导中的损耗
5.8波导理论的新进展
5.8.1非线性波导中的二次谐波产生
5.8.2光波导的非正交耦合模理论
5.9绝缘晶体波导器件
5.9.1方向耦合器
5.9.2平衡桥干涉仪和交叉波导
5.9.3干涉滤波器
5.9.4耦合模滤波器
5.9.5偏振选择装置
5.9.6透射光栅
5.9.7反射光栅
5.9.8电光光栅和声光光栅
5.9.9光栅耦合器
5.10半导体波导装置
5.10.1半导体被动波导
5.10.2电光波导调制器
5.10.3光电集成回路
5.11光波导应用举例
5.11.1平面集成光学RF谱分析仪
5.11.2波导芯片连接器
5.11.3通道波导A/D转换器
5.11.4导波光通信
5.12MOEMS简介
5.12.1衍射微透镜
5.12.2折射微透镜
5.12.3MOEM系统
小结
习题
第6章光电探测与探测器
6.1光电探测器性能概述
6.1.1响应率
6.1.2等效噪声功率
6.1.3探测率
6.1.4量子效率
6.1.5响应时间
6.1.6线性区
6.1.7噪声
6.2光探测器工作基础
6.2.1外光电效应
6.2.2光电导效应
6.2.3光生伏特效应
6.2.4光�踩泉驳缧в�
6.3(基于外光电效应的)光电子发射型光电探测器
6.3.1光电倍增管的结构及工作
6.3.2光电倍增管的主要性能
6.4光电导型探测器
6.4.1概述
6.4.2Hg1-xCdxTe光导探测器的性能
6.5光伏型探测器
6.5.1概述
6.5.2PN结光电二极管电流特性简介
6.5.3响应率与探测率
6.5.4噪声
6.6直接探测技术
6.6.1环境辐射
6.6.2直接探测中的噪声
6.6.3归一化探测率D�肠薥n
6.7光相干探测技术简介
6.7.1光相干探测原理
6.7.2光相干探测的特性
小结
习题
第7章光电成像与成像系统
7.1概述
7.2图像探测器简介
7.2.1真空成像器件
7.2.2CCD成像器件
7.2.3CID成像器件
7.3点扩展函数及基于点扩展函数的性能指标
7.3.1点扩展函数
7.3.2Strehl比
7.3.3圆围能量与空间频率的关系
7.4光学传递函数概念
7.5调制传递函数
7.5.1调制
7.5.2调制传递函数
7.6光学系统的调制传递函数MTF
7.6.1衍射极限MTFd
7.6.2像差影响
7.6.3离焦的影响
7.7光电成像系统简介
7.7.1非扫描光电成像系统简介
7.7.2扫描光电成像系统简介
7.7.3光学成像系统性能指标
7.8非扫描成像系统性能的进一步描述
7.8.1视场
7.8.2噪声与信噪比
7.8.3分段凝视或栅格扫描
7.9扫描成像系统性能的进一步描述
7.9.1扫描成像系统的工作原理
7.9.2扫描成像系统中的噪声
小结
习题
第8章非线性光学基础
8.1概述
8.1.1非线性波方程
8.1.2方程的慢变化包络近似形式
8.1.3材料的非线性及其与光波的耦合
8.2光学相位共轭
8.2.1相位共轭波的定义
8.2.2PCM与CPM的比较
8.3三波混频
8.3.1相位匹配三波混频
8.3.2相位失配三波混频
8.4简并四波混频
8.4.1FWM产生的前向共轭波
8.4.2FWM产生的后向共轭波
8.4.3DFWM相位共轭的实验研究
8.5近简并四波混频
8.6谐振DFWM
8.6.1定性描述
8.6.2定量讨论
8.7光子回波
8.7.1二能级系统中光子回波的定性描述
8.7.2光子回波相位共轭的定量结果
8.8受激散射
8.8.1受激喇曼散射
8.8.2受激布里渊散射
8.9光折变效应和材料
8.9.1光折变效应
8.9.2几种光折变材料
8.10自泵浦相位共轭
8.10.1有两块外加反射镜的情况
8.10.2只有一块反射镜的情况
8.10.3无外加反射镜的情况
小结
习题
附录常用物理常数
术语索引
参考文献

精彩书摘

由光源发出的光必须经过一定的传输才能抵达探测器或成像系统。光的传输除很少情况下是在真空中进行外,一般情况下都是在某种介质中进行的。因此,光传输与传输介质是光电子学的重要研究课题。
5.1光线在均匀介质及介质界面的传输
5.1.1光线在均匀介质中的传输
在介质中任选参考轴z,设光线沿与z轴成某一角度的方向传输距离L。由路径段的起点与终点分别作与z轴垂直的截面Mi与Mo并分别交z轴于z1和z2点(如图5.1所示)。
图5.1光线在均匀介质中传输一段距离L
光线在某一横截面内可以用两个坐标参数来表征,一个是光线与参考轴的距离r; 另一个是光线与轴线的夹角θ。而且规定,光线行进的方向在轴上方时,θ为正,反之为负。这样,光线在Mi和Mo内分别用参数ri、θi和ro、θo表征。由几何关系容易看出,这两组参数之间的关系为
ro=ri+Ltanθi
θo=θi
如果限于考虑傍轴光线,则tanθ≈θ,于是,上述方程可简化为
ro=ri+Lθi
θo=θi(5.1)
式(5.1)也可以表示为矩阵形式,即
ro
θo=1L
01ri
θi=TLri
θi(5.2)
其中列矩阵表示光线在横截面内坐标,而方阵
TL=1L
01(5.3)
则描述光线在这段介质中传输时,介质对它的变换作用。在本章的讨论中,这种描述方法被推广到各种情况,即光线传输穿越不同介质的界面,或通过某种光学元件,或几种情况的组合,其经历的变换均可用方阵
T=AB
CD(5.4)
描述,并称式(5.4)为ABCD矩阵,而这种表示法相应地称为ABCD矩阵法。下面就基于这种方法讨论其他情况,并始终假定光线满足傍轴条件。
5.1.2光线在介质界面的透射传输
……

前言/序言

光电子学是以光频波段的电子学效应基本理论和应用原理为研究对象,由近代光学与电子学相互交叉渗透而形成的一门新兴分支学科。
本书作为高等院校相关专业光电子学课程的教材,主要讨论光的本性以及光的产生、传输、探测、成像和光与物质相互作用。事实上,光的传输、探测和成像过程均会涉及光与物质的相互作用,但很多情况下是在宏观层面研究这些过程,以致往往不太关注光与物质的相互作用。当强调光与物质的相互作用时,更应注重的是光与组成物质的微观粒子,主要是原子和分子等的相互作用。而在考虑辐射与原子和分子的相互作用时,只有当光的电场强度可以与原子内部的平均场强相比拟时,这种作用才是明显的。鉴于后者的典型值具有1010V/m的量级,所以,迄今为止,能满足这一要求的只有较强的激光。由此可以看出激光及其与物质的相互作用在光电子学领域的重要性。
本书在讨论光本性理论的发展(第1章)、光辐射与辐射源(第2章)、光传输与传输介质(第5章)、光电探测与探测器(第6章)及光成像与成像系统(第7章)的基础上,着重讨论了几种当前备受关注的固体激光器(第3、4章)及强光与物质相互作用产生的非线性光学效应(第8章)。
本书在写作过程中承蒙周寿桓院士的指导,从立项到出版始终得到清华大学出版社计算机与信息分社电子信息教材事业部梁颖主任和曾珊编辑的大力支持,曾珊编辑为图书的出版做了很多极有帮助的工作。本书在编写过程中参考了大量文献,书的录入主要由作者的多名博士和硕士研究生完成,在此一并表示诚挚的感谢。书中错误和欠妥之处,恳请读者不吝赐教。
作者


《现代光电子技术与应用》 一、 本书概述 《现代光电子技术与应用》是一本面向高等学校电子信息、物理、光学工程等相关专业的综合性教材,旨在系统介绍光电子学的基本原理、核心器件、关键技术及其在现代科技和工业中的广泛应用。本书内容严谨,理论清晰,并兼顾了工程实践和前沿发展。通过深入浅出的讲解,帮助读者建立起扎实的光电子学理论基础,掌握分析和解决实际问题的能力,为未来从事相关领域的研究、开发和工程化工作奠定坚实的基础。 本书的编写紧密结合当前光电子技术的发展趋势和学科前沿,力求内容的时效性和前瞻性。在理论推导上,注重物理概念的阐释和数学工具的恰当运用;在器件介绍上,不仅涵盖了经典的光电器件,更着重于新型、高性能器件的发展;在应用部分,则选取了具有代表性和发展潜力的领域进行深入剖析。本书力求在理论深度和应用广度之间取得最佳平衡,既能满足基础教学要求,也能引导读者对更深层次的光电子学问题进行探索。 二、 内容结构与亮点 本书共分为十四个章节,逻辑清晰,层层递进,逐步深入光电子学的各个方面。 第一章:光电子学基础 本章是全书的引言和基础铺垫。首先回顾了光的波动性和粒子性等基本概念,引入了光与物质相互作用的基本形式,包括吸收、发射和散射。接着,详细阐述了光子的能量、动量及其与物质跃迁的关系,为后续章节中各种光电器件的工作原理打下理论基础。此外,本章还简要介绍了光场的量子化概念,为理解光子与电子的相互作用提供必要的背景知识。 第二章:半导体光电材料 半导体材料是构成大多数光电器件的核心。本章系统介绍了半导体材料的能带结构、载流子统计、费米能级等基本概念。重点讲解了与光电转换相关的直接带隙和间接带隙半导体的特性,以及它们的电子和空穴输运机制。此外,还介绍了III-V族化合物半导体(如GaAs、InP)、II-VI族化合物半导体(如CdTe、ZnSe)以及量子点、量子阱等新型纳米光电材料的制备、特性及其在光电器件中的潜在优势。 第三章:PN结的光电特性 PN结是构成许多光电器件的基本单元。本章深入分析了PN结的形成、能带图、以及在外加电场下的电学特性。重点讨论了PN结在光照下的伏安特性,即光生伏特效应和光电导效应的形成机制。通过对PN结掺杂分布、厚度、外延层厚度等参数的分析,阐述了其对光电器件性能的影响。 第四章:光电探测器 光电探测器是将光信号转换为电信号的关键器件。本章详细介绍了各类光电探测器的工作原理、性能参数及其应用。包括: 光导管(Photoconductor): 讲解其基本工作原理、响应时间、灵敏度等,并介绍其在红外探测、光开关等领域的应用。 光电二极管(Photodiode): 详细阐述PIN光电二极管和雪崩光电二极管(APD)的工作原理,分析其响应速度、量子效率、暗电流、噪声等关键参数,并介绍其在光通信、医学成像、遥感等领域的广泛应用。 光电倍增管(Photomultiplier Tube, PMT): 介绍其电子倍增机制,高灵敏度以及在弱光探测、核辐射探测等领域的独特优势。 CMOS/CCD图像传感器: 重点介绍其像素结构、光电转换和电荷传输过程,以及在数字成像、安防监控、科学仪器等领域的应用。 第五章:发光二极管(LED) LED作为重要的固态光源,在本章得到详细介绍。本章阐述了PN结的电致发光原理,包括辐射复合机制、发光效率以及光谱特性。重点讲解了不同材料体系(如GaN基、AlGaAs基、InGaN基)LED的发光机理和颜色控制。此外,还将介绍LED的器件结构、封装技术、驱动电路以及在照明、显示、指示、通信等方面的应用,并展望了量子点LED(QLED)等新型发光器件的发展。 第六章:半导体激光器 半导体激光器以其体积小、效率高、易于调制等优点,在通信、存储、计量、加工等领域占据重要地位。本章详细讲解了半导体激光器的基本原理,包括粒子数反转、受激辐射、光腔谐振和增益机制。重点介绍了几种重要的半导体激光器结构,如结型激光器、量子阱激光器、分布反馈(DFB)激光器和垂直腔面发射激光器(VCSEL)。分析了其工作特性、输出功率、光谱线宽、调制性能等,并探讨了其在光通信、光存储、传感器等方面的应用。 第七章:光电器件的集成与封装 光电器件的性能很大程度上取决于其集成和封装技术。本章介绍了光电器件的微纳加工技术,包括光刻、刻蚀、薄膜沉积等。重点讲解了不同类型光电器件的集成方法,如硅基光电子集成、III-V族材料的集成等。此外,还详细阐述了光电器件的封装技术,包括热管理、光耦合、电连接、保护等,以及这些技术对器件可靠性和性能的影响。 第八章:光通信系统 光通信是现代信息高速公路的基石。本章系统介绍了光通信系统的组成、原理和技术。包括: 光源、探测器和调制解调器: 深入分析了各类半导体激光器和光电探测器的性能在光通信中的作用。 光纤通信: 详细讲解了光纤的传输原理、损耗机制、色散特性,以及单模光纤和多模光纤的应用。 光放大器: 介绍了掺铒光纤放大器(EDFA)和半导体光放大器(SOA)的工作原理和性能,以及它们在长距离传输中的重要作用。 光网络的结构与技术: 讨论了波分复用(WDM)、光交换、光网络的拓扑结构以及前向纠错(FEC)等关键技术。 光通信系统的性能指标: 分析了比特误率(BER)、信噪比(SNR)、动态范围等关键性能参数。 第九章:光信息存储 光信息存储技术在数据存储领域扮演着重要角色。本章介绍了基于半导体激光器的光盘存储技术,如CD、DVD、Blu-ray等。详细讲解了其工作原理,包括信息编码、激光读写、数据恢复等。此外,还将介绍全息存储、磁光存储等新型光存储技术,以及它们在未来信息存储领域的潜力。 第十章:光电传感器与测量 光电传感器在工业自动化、环境监测、医疗诊断等领域有着广泛应用。本章介绍了几类重要的光电传感器,如: 光学传感器: 包括接近传感器、光电开关、光栅尺等,讲解其工作原理和应用。 图像传感器: 再次深入探讨了CCD和CMOS图像传感器的应用,如机器视觉、工业检测、安防监控等。 光谱测量仪器: 介绍分光光度计、光谱仪等,讲解其原理和在物质成分分析、质量控制等方面的应用。 激光测量技术: 如激光测距、激光雷达(LiDAR)、激光三角测量等,介绍其原理和在导航、测绘、工业测量等领域的应用。 第十一章:光电子学在显示技术中的应用 光电子技术在现代显示领域占据核心地位。本章重点介绍: 液晶显示(LCD): 讲解液晶材料的电光效应、偏振原理以及TFT-LCD的工作原理。 有机发光二极管显示(OLED): 详细介绍OLED的发光机理、器件结构、驱动方式,以及其在柔性显示、高分辨率显示等方面的优势。 微显示技术: 如DLP、LCoS等,介绍其工作原理和在投影显示、虚拟现实(VR)/增强现实(AR)等领域的应用。 第十二章:光电成像与显示 本章在前几章的基础上,进一步探讨光电成像和显示系统的整体设计和优化。从成像原理、光学系统设计、传感器选择到图像处理和显示输出,全面解析了现代光电成像与显示系统的工作流程。重点介绍在医学影像(如X射线成像、CT、MRI)、遥感成像、以及各种消费类电子产品(如数码相机、手机摄像头)中的光电成像技术。 第十三章:光电子学前沿技术 本章将目光投向光电子学领域的前沿和未来发展方向。内容包括: 光子晶体与超材料: 介绍其独特的电磁调控特性,以及在光波导、光开关、隐身衣等方面的潜在应用。 量子光电子学: 探讨量子点、量子阱、量子点激光器、量子通信等量子效应在光电子器件中的应用。 片上光子学(Photonic Integrated Circuits, PICs): 介绍将光电子器件集成在同一芯片上的技术,实现更小、更高效的光学系统,对未来高速通信和计算具有重要意义。 生物光电子学: 探讨光电子技术在生物医学领域的交叉应用,如光动力疗法、生物传感器、光遗传学等。 光计算: 介绍基于光信号处理的光计算原理和器件,以及其在解决传统计算瓶颈方面的潜力。 第十四章:实验与实践指导 为了帮助读者更好地理解和掌握光电子学的理论知识,本章提供了若干典型实验的指导。实验内容涵盖了光电二极管的测试、LED的发光特性测量、半导体激光器的参数分析、光纤传输损耗的测量等,以及利用相关软件进行光电系统仿真分析的示例。通过动手实践,读者可以加深对理论知识的理解,培养解决实际工程问题的能力。 三、 适用对象与学习建议 本书适用于高等学校电子信息类、物理类、光学工程类等专业的本科生和研究生。也可作为相关领域的研究人员、工程技术人员的参考书。 学习建议: 1. 扎实基础: 在学习本书之前,建议读者具备一定的固体物理、半导体物理、电磁场与电动力学、电路分析等基础知识。 2. 理论联系实际: 在学习理论知识的同时,积极思考其在实际器件和系统中的应用,并通过阅读相关文献来拓宽视野。 3. 重视实验: 积极参与本书提供的实验或相关课程实验,动手实践是检验和深化理解的最好途径。 4. 关注前沿: 光电子学是一个发展迅速的领域,鼓励读者在掌握基础知识后,积极关注最新的技术进展和研究动态。 5. 善用资源: 积极利用图书馆、互联网等资源,查阅相关的学术论文、技术报告和行业资讯,以获得更全面的信息。 四、 结语 《现代光电子技术与应用》力求以全面、深入、前瞻的视角,展现光电子学在现代科技和人类生活中的重要地位和广阔前景。希望本书能够成为广大师生学习光电子学的可靠伙伴,为培养高素质的光电子领域人才贡献一份力量。

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这本《光电子学(修订版)》给我的感觉就像是在爬一座高山,一开始可能会觉得山势陡峭,攀登艰难,但一旦你掌握了方法,并且坚持不懈,最终就能登顶,俯瞰整个壮丽的风景。书中关于光波的衍射、干涉和偏振等光学基础知识的讲解,虽然严谨,但作者似乎也考虑到了一些初学者的接受程度,加入了许多直观的比喻和类比,帮助我们理解这些抽象的光学现象。特别是那些关于杨氏双缝干涉和夫琅琅厚衍射的详细讲解,配合精美的插图,让我对光波的波动性有了更深刻的认识。然而,当我翻阅到光电器件部分时,那种感觉又有所不同。书中对于半导体p-n结、光电二极管、LED以及激光器等器件的详细分析,涉及到大量的半导体物理知识和器件模型,对我来说,这部分内容的理解难度骤增。我不得不反复阅读,查阅一些辅助资料,才能勉强跟上作者的思路。虽然挑战不小,但我仍然认为,这种深入的讲解是值得的,因为它让我看到了光电子学背后更为精密的科学体系。

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我之前对光电子学了解不多,只是觉得它和光、电有关,听起来很高深。拿到这本《光电子学(修订版)》后,我尝试着从一个完全新手的角度去阅读。这本书有一个显著的优点,就是它将复杂的概念拆解得相对容易理解,尤其是在介绍光信号的产生、传输和接收这些宏观层面时。书中对于光纤通信的介绍,详细说明了光信号如何在光纤中传输,以及光信号如何被调制和解调,这让我对现代通信技术有了更清晰的认识。另外,书中对于光传感器在各种应用中的案例分析也十分精彩,比如在智能手机中的面部识别,在工业生产中的自动化检测等等,这些贴近生活的例子,让我看到了光电子学在现实生活中的巨大价值。虽然书中也包含了一些较为专业的术语和理论,但我感觉作者在努力地引导读者,让他们一步步地走进光电子学的世界,而不是一开始就将读者拒之门外。

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说实话,我拿到这本书的时候,并没有抱太大的期望,以为又是那种枯燥乏味的教科书。但出乎意料的是,这本书的写作风格相当吸引人,它并没有一味地堆砌公式和理论,而是花了大量的篇幅去阐述光电子学发展的历史脉络和重要的里程碑事件。通过讲述费曼、普朗克、爱因斯坦等科学巨匠的发现历程,这本书赋予了冰冷的科学概念以人性化的温度。我特别喜欢其中关于光电探测器发展史的章节,它详尽地描述了从最初的硒光电池到如今高性能CMOS传感器的演进,让我深刻体会到技术进步的艰辛与辉煌。书中的一些历史故事,例如早期研究人员在简陋条件下进行的实验,更是让我对他们的探索精神肃然起敬。这种叙事性的写作方式,让我在学习专业知识的同时,也能感受到科学研究的魅力和人文关怀,这对于我这样一位对光电子学充满好奇但又缺乏系统学习背景的读者来说,无疑是极大的鼓舞。

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光电子学(修订版)这本书,我断断续续读了几个月,感觉真的像是踏上了一场探索光与电子奇妙世界的旅程。刚拿到书的时候,就被它厚实的篇幅和严谨的排版所震撼,感觉自己要面对的是一座知识的宝库。一开始,我对一些基础概念,比如光子的行为,半导体材料的光电特性,还有各种光电器件的工作原理,都感觉有些抽象,像是隔着一层纱。但随着我深入阅读,结合书中的图示和公式推导,那些原本模糊的概念逐渐变得清晰起来。尤其是关于激光器原理的部分,作者循序渐进地讲解了粒子数反转、受激辐射等关键概念,让我对我们日常生活中随处可见的激光技术有了全新的认识。书中的案例分析也十分到位,通过实际的应用场景,将理论知识与实践相结合,让我更能理解这些抽象概念的实际意义。虽然我不是电子信息专业的学生,但凭借着这本书,我仿佛推开了一扇通往前沿科技的大门,感受到了光电子技术在通信、医疗、工业等领域的强大力量,不禁对人类的智慧感到由衷的赞叹。

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对于我而言,《光电子学(修订版)》这本书更像是一本“工具书”和“参考书”,我并非从头到尾地阅读,而是根据自己的学习需求,有选择性地去查阅和学习。我最感兴趣的是书中关于光电探测技术的部分,我一直在关注相关领域的研究进展。这本书中对不同类型光电探测器的原理、性能指标以及应用范围进行了系统性的梳理,这对我来说非常有价值。例如,书中对光电倍增管、雪崩光电二极管和光电导探测器等器件的原理分析,以及它们各自的优缺点比较,让我能够根据实际需求选择最合适的探测器。此外,书中还涉及到了光电信号的处理和测量方法,这对于我进行实验和数据分析至关重要。虽然书中有些内容可能对我来说过于基础,但我认为这种详尽的论述方式,恰恰是它作为一本权威教材的体现,能够满足不同层次读者的需求。

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