光電子器件及其應(yīng)用（第二版）

目錄
前言
第1章 光電子器件基礎(chǔ) 1
1.1 光的主要信息特征 1
1.1.1 單頻光的主要信息特征 2
1.1.2 復(fù)合光的信息特征及其表示 4
1.2 光在介質(zhì)中的傳輸特性 6
1.2.1 光的材料色散 6
1.2.2 光的增益與衰減 7
1.2.3 某些旋光材料的旋光性 10
1.3 光在介質(zhì)表面的反射與折射 13
1.3.1 菲涅耳公式 13
1.3.2 全反射 17
1.3.3 雙折射 20
習題1 25
第2章 光傳輸器件 28
2.1 光隔離器 光環(huán)形器 28
2.1.1 光隔離器 28
2.1.2 光環(huán)形器 34
2.2 光波導(dǎo)器件 39
2.2.1 平面光波導(dǎo) 39
2.2.2 條形光波導(dǎo) 42
2.2.3 光波導(dǎo)的應(yīng)用 48
2.3 定向耦合器 49
2.3.1 耦合模理論 49
2.3.2 定向耦合器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理 50
2.3.3 定向耦合器的應(yīng)用 53
2.4 光纖光柵器件 54
2.4.1 布拉格光纖光柵 54
2.4.2 長周期光纖光柵 59
2.4.3 啁啾光纖光柵 61
2.4.4 光纖光柵的主要應(yīng)用 61
2.5 光開關(guān) 光濾波器 62
2.5.1 光開關(guān) 62
2.5.2 光濾波器 66
2.6 光子晶體器件 70
2.6.1 電子晶體 70
2.6.2 光子晶體 72
2.6.3 光子晶體光纖 73
2.7 拓撲光子晶體 76
2.7.1 拓撲光子晶體的起源 76
2.7.2 拓撲光子晶體的分類 77
2.7.3 拓撲光子晶體的應(yīng)用 82
習題2 85
第3章 光接收器件 91
3.1 光接收器件核心要素 91
3.1.1 半導(dǎo)體的光吸收過程 91
3.1.2 直接帶隙與間接帶隙半導(dǎo)體的吸收邊 93
3.1.3 禁帶寬度受溫度與電場強度的影響 96
3.2 光電子探測器概述 97
3.2.1 光電子探測器的定義與分類 97
3.2.2 光電子探測器的性能參數(shù) 99
3.2.3 光電子探測器的光學(xué)變換系統(tǒng) 102
3.3 光熱探測器 104
3.3.1 熱敏電阻 106
3.3.2 熱釋電探測器 109
3.4 外光電效應(yīng)探測器 113
3.4.1 真空光電管與充氣光電管 113
3.4.2 光電陰極 114
3.4.3 光電倍增管 117
3.4.4 光電倍增管的應(yīng)用 121
3.5 光電導(dǎo)探測器 122
3.5.1 光敏電阻的主要特性參數(shù) 122
3.5.2 光敏電阻的結(jié)構(gòu) 124
3.5.3 光敏電阻的應(yīng)用基礎(chǔ) 125
3.5.4 光敏電阻的應(yīng)用 128
3.6 光伏探測器 129
3.6.1 光電池 130
3.6.2 光電二極管 133
3.7 電荷耦合器件 140
3.7.1 MOS單元的電荷存儲能力 140
3.7.2 電荷轉(zhuǎn)移 141
3.7.3 電荷檢測 142
3.7.4 信號電荷的注入 142
3.7.5 線陣CCD 143
3.7.6 用線陣CCD測量不透明線材直徑 144
3.8 其他光電子探測器 145
3.8.1 光敏三極管 145
3.8.2 四象限探測器 147
3.8.3 位置敏感元件 149
3.8.4 偏振光探測器 153
3.9 光伏電池 154
3.9.1 光伏電池發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 154
3.9.2 硅基光伏電池 155
3.9.3 薄膜光伏電池 156
3.9.4 有機光伏電池 157
3.9.5 染料敏化光伏電池 157
習題3 158
第4章 光發(fā)射器件 163
4.1 光發(fā)射材料 163
4.1.1 光發(fā)射與光吸收之間的關(guān)系 163
4.1.2 半導(dǎo)體發(fā)射光譜的特點 164
4.1.3 非輻射復(fù)合 167
4.2 半導(dǎo)體發(fā)光二極管 169
4.2.1 發(fā)光二極管的芯片結(jié)構(gòu) 169
4.2.2 發(fā)光二極管的主要輸出特性 176
4.2.3 發(fā)光二極管的應(yīng)用 177
4.3 半導(dǎo)體激光器 179
4.3.1 半導(dǎo)體激光器受激放大條件 180
4.3.2 F-P LD的波導(dǎo)結(jié)構(gòu) 182
4.3.3 F-P LD的輸出特性 183
4.3.4 F-P LD的激光輸出模式 185
4.3.5 F-P LD的應(yīng)用 189
4.4 動態(tài)單模半導(dǎo)體激光器 191
4.4.1 分布反饋半導(dǎo)體激光器 192
4.4.2 分布布拉格反射型激光器 195
4.4.3 光柵外腔單模激光器 196
4.5 量子阱激光器 197
4.5.1 超晶格 197
4.5.2 量子阱激光器的特征 198
4.5.3 量子線與量子點激光器 205
4.6 光纖激光器 206
4.6.1 稀土摻雜光纖激光器的工作物質(zhì) 206
4.6.2 光纖激光器的泵浦方式 209
4.6.3 光纖激光器的選模技術(shù) 210
4.7 光放大器 214
4.7.1 半導(dǎo)體光放大器 215
4.7.2 摻鉺光纖放大器 218
4.7.3 拉曼光纖放大器 220
4.7.4 光放大器的應(yīng)用 221
習題4 223
第5章 光顯示器件 228
5.1 陰極射線管 228
5.1.1 單色陰極射線管 228
5.1.2 彩色陰極射線管 231
5.2 液晶顯示器 233
5.2.1 液晶基礎(chǔ)知識 233
5.2.2 扭*向列型液晶顯示器 235
5.2.3 超扭*向列型液晶顯示器 237
5.2.4 薄膜晶體管液晶顯示器 238
5.3 等離子體顯示器 240
5.3.1 氣體放電基本知識 240
5.3.2 單色等離子體顯示器 241
5.3.3 彩色等離子體顯示器 243
習題5 246
參考文獻 248
附錄1 耦合模方程的推導(dǎo) 249
附錄2 光電子探測器的噪聲 251
附錄3 有關(guān)思考、探究的參考答案 254
附錄4 課時安排建議 259