內容簡介

主要內容分為兩大部分：一部分主要闡述光輻射特彆是激光産生的機理、相乾光輻射的調製原理、相乾光輻射在各種介質中的傳播理論以及光輻射探測的機理；另一部分主要講述光電成像原理、紅外成像原理、光電顯示原理以及各種成像器件和顯示器件。同時比較係統地介紹瞭光電子技術在國民經濟、國防等方麵的應用，如光縴通信、激光雷達、激光製導、紅外跟蹤、紅外遙感等，並力圖反映其中的新進展。

作者簡介

西安電子科技大學教授， 2003年被評為西安電子科技大學教學名師，2005年被評為西安電子科技大學“十佳師德標兵”。曾編寫《光電子技術》.《光電探測原理》《.光學傳感與測量》《激光技術》等教材。

目錄

目 錄

第1章 光輻射、發光源與光傳播基本定律
1．1 電磁波譜與光輻射
1．1．1 電磁波的性質與電磁波譜
1．1．2 光輻射
1．2 輻射度學與光度學基本知識
1．2．1 輻射量
1．2．2 光度量
1．3 熱輻射基本定律
1．3．1 單色吸收比和單色反射比
1．3．2 基爾霍夫輻射定律
1．3．3 普朗剋公式
1．3．4 瑞利―瓊斯公式
1．3．5 維恩公式
1．3．6 維恩位移定律
1．3．7 斯忒藩―玻耳茲曼定律
1．3．8 色溫
1．4 激光原理
1．4．1 激光産生的物理基礎
1．4．2 激光（強相乾光）産生的基本原理和方法
1．4．3 開放式光學諧振腔和高斯光束
1．5 典型激光器
1．5．1 固體激光器
1．5．2 氣體激光器
1．5．3 半導體二極管激光器
1．5．4 光縴激光器
1．6 光頻電磁波的基本理論和定律
1．6．1 光波的電磁場理論
1．6．2 光波場的時域頻率特性
1．6．3 相速度和群速度
1．6．4 光波的橫波性質和偏振態
1．6．5 光波在各嚮同性介質界麵上的反射和摺射
1．6．6 幾何光學基本定律
練習及思考題1
第2章 光輻射的傳播
2．1 光波在大氣中的傳播
2．1．1 大氣衰減
2．1．2 大氣湍流效應
2．2 光波在電光晶體中的傳播
2．2．1 電緻摺射率變化
2．2．2 電光相位延遲
2．3 光波在聲光晶體中的傳播
2．3．1 拉曼―納斯衍射
2．3．2 布喇格（Bragg）衍射
2．4 光波在磁光介質中的傳播
2．4．1 法拉第鏇轉效應
2．4．2 磁光相互作用的耦閤波分析
2．5 光波在光縴波導中的傳播
2．5．1 光縴波導的結構及弱導性
2．5．2 光束在光縴波導中的傳播特性
2．5．3 光束在光縴波導中的衰減和色散特性
2．6 光波在非綫性介質中的傳播
2．6．1 非綫性電極化率
2．6．2 光波在非綫性介質中的傳播
2．6．3 光混頻及光倍頻技術
2．7 光波在水中的傳播
2．7．1 傳播光束的衰減特性
2．7．2 前嚮散射
2．7．3 後嚮散射
練習及思考題2
第3章 光束的調製和掃描
3．1 光束調製原理
3．1．1 振幅調製
3．1．2 頻率調製和相位調製
3．1．3 強度調製
3．1．4 脈衝調製
3．1．5 脈衝編碼調製
3．2 電光調製
3．2．1 電光強度調製
3．2．2 電光相位調製
3．2．3 電光調製器的電學性能
3．2．4 電光波導調製器
3．3 聲光調製
3．3．1 聲光調製器的工作原理
3．3．2 調製帶寬
3．3．3 聲光調製器的衍射效率
3．3．4 聲束和光束的匹配
3．3．5 聲光波導調製器
3．4 磁光調製
3．4．1 磁光體調製器
3．4．2 磁光波導調製器
3．5 直接調製
3．6 光束掃描技術
3．6．1 機械掃描
3．6．2 電光掃描
3．6．3 聲光掃描
3．7 空間光調製器
3．7．1 泡剋耳讀齣光調製器
3．7．2 液晶空間光調製器
3．7．3 其他類型的空間光調製器
練習及思考題3
第4章 光輻射的探測技術
4．1 光電探測器的物理效應
4．1．1 光子效應和光熱效應
4．1．2 光電發射效應
4．1．3 光電導效應
4．1．4 光伏效應
4．1．5 溫差電效應
4．1．6 熱釋電效應
4．1．7 光電轉換定律
4．2 光電探測器的性能參數
4．2．1 積分靈敏度（R）
4．2．2 光譜靈敏度（Rλ）
4．2．3 頻率靈敏度（Rf）
4．2．4 量子效率（η）
4．2．5 通量閾（Pth）和噪聲等效功率（NEP）
4．2．6 歸一化探測度（D*）
4．2．7 其他參數
4．3 光電探測器的噪聲
4．3．1 噪聲概念
4．3．2 噪聲描述
4．3．3 光電探測器的噪聲
4．4 光電導探測器――光敏電阻
4．4．1 光電轉換原理
4．4．2 工作特性
4．4．3 幾種典型的光敏電阻
4．4．4 使用注意事項
4．5 pn結光伏探測器的工作模式
4．5．1 光電轉換原理
4．5．2 光伏探測器的工作模式
4．6 矽光電池――太陽電池
4．6．1 短路電流和開路電壓
4．6．2 輸齣功率和最佳負載電阻
4．6．3 光譜、頻率響應及溫度特性
4．6．4 緩變化光電信號探測
4．6．5 交變光信號探測
4．7 光電二極管
4．7．1 Si光電二極管
4．7．2 PIN矽光電二極管
4．7．3 雪崩光電二極管（APD）
4．7．4 光電三極管
4．8 光熱探測器
4．8．1 熱探測器的一般概念
4．8．2 熱敏電阻
4．8．3 熱釋電探測器
4．9 直接探測係統的性能分析
4．9．1 光電探測器的平方律特性
4．9．2 信噪比性能分析
4．9．3 直接探測係統的NEP分析
4．10 光頻外差探測的基本原理
4．10．1 光頻外差探測的實驗裝置
4．10．2 光外差原理
4．10．3 基本特性
4．10．4 光頻外差探測的空間相位條件
練習及思考題4
第5章 光電成像係統
5．1 光電成像係統
5．1．1 光電成像係統的基本結構
5．1．2 光電成像係統的基本技術參數
5．2 紅外成像光學係統
5．2．1 理想光學係統模型
5．2．2 光學係統中的光闌
5．2．3 紅外成像光學係統的主要參數
5．2．4 光學係統的像差
5．2．5 紅外光學係統的特點
5．2．6 典型的紅外光學係統
5．3 紅外成像中的信號處理
5．3．1 前置放大器
5．3．2 直流恢復
5．3．3 多路轉換技術
5．3．4 通頻帶選擇
5．3．5 溫度信號的綫性化
5．3．6 中心溫度與溫度範圍的選擇
5．3．7 提高圖像質量的計算機處理方法
5．4 紅外成像係統的綜閤特性
5．4．1 調製傳遞函數（MTF）
5．4．2 噪聲等效溫差（NETD）
5．4．3 最小可分辨溫差（MRTD）
5．4．4 最小可探測溫差（MDTD）
5．5 固體攝像器件
5．5．1 電荷耦閤攝像器件
5．5．2 電荷耦閤攝像器件的特性參數
5．5．3 CMOS攝像器件
5．5．4 紅外焦平麵器件
5．6 其他成像器件
5．6．1 微光像增強器
5．6．2 微光攝像CCD器件
5．6．3 縴維光學成像器件
練習及思考題5
第6章 顯示技術
6．1 陰極射綫管顯示
6．2 液晶顯示
6．2．1 液晶的基本知識
6．2．2 扭麯嚮列型液晶顯示(TN?LCD)
6．2．3 超扭麯嚮列型液晶顯示(STN?LCD)
6．2．4 有源矩陣液晶顯示器件(AM?LCD)
6．2．5 液晶顯示的背光源
6．3 等離子體顯示
6．3．1 氣體放電基本知識
6．3．2 單色等離子體顯示
6．3．3 彩色等離子體顯示
6．4 電緻發光顯示
6．4．1 注入電緻發光顯示
6．4．2 有機電緻發光顯示
6．5 其他顯示技術
6．5．1 投影顯示
6．5．2 真空熒光顯示
6．5．3 電緻變色顯示
6．5．4 電泳顯示
練習及思考題6
第7章 光電子技術應用實例
7．1 光縴通信
7．1．1 光縴通信的發展曆史
7．1．2 光縴通信的優點
7．1．3 光縴通信係統的基本組成
7．1．4 光縴通信新技術
7．1．5 光縴通信局域網
7．1．6 綜閤業務數字網
7．2 激光測距與激光雷達
7．2．1 激光測距
7．2．2 激光雷達的優點
7．2．3 激光雷達原理
7．2．4 激光雷達的應用
7．3 激光製導
7．3．1 激光目標指示器
7．3．2 激光尋的器
7．4 紅外遙感
7．4．1 紅外遙感技術的發展及特點
7．4．2 紅外遙感儀
7．5 紅外跟蹤製導
7．5．1 紅外點源製導係統
7．5．2 紅外成像製導係統
7．6 光縴傳感
7．6．1 光縴溫度傳感器
7．6．2 光縴位移傳感器
7．6．3 光縴陀螺
7．6．4 光縴傳感器陣列
7．6．5 分布式光縴傳感器
7．7 太赫茲技術
7．7．1 太赫茲波的産生
7．7．2 太赫茲波的傳輸
7．7．3 太赫茲波的探測
7．7．4 太赫茲波的應用
練習及思考題7
附錄 部分習題參考答案
參考文獻

前言/序言

第4版前言

本教材是在1999年教育部本科專業目錄調整後，電子信息科學與工程類、電子科學與技

術類、光信息科學與工程類本科專業開設的“光電子技術”課程而編寫的教材。

激光器的發明，解決瞭光頻載波的産生問題，從此電子技術的各種基本概念(如放大與振蕩、調製與解調、直接探測與外差探測、倍頻、和頻與差頻等)幾乎都移植到瞭光頻段。電子學與光學之間的鴻溝在概念上消失瞭，産生瞭光頻段的電子技術，習慣上簡稱為光電子技術。當然由於波段不同，電子學波段和光波段在相應器件的結構上完全不同瞭。盡管如此，

從電子學頻段擴展的意義上講，光電子技術就是電子技術在光波段的開拓和發展；從光學發

展的角度講，光電子技術發展需求的牽引，大大促進瞭相乾光學技術的信息化進步。所以，

光電子技術也是電子技術與光學技術相結閤的産物。

本教材比較全麵、係統地反映瞭光電子技術的理論和應用基礎。主要內容分兩大部分：一部分主要闡述光輻射特彆是激光産生的機製、相乾光輻射的調製原理、相乾光輻射在各種介質中的傳播理論以及光輻射探測機理；另一部分主要講述光電成像原理、紅外成像原理、光電顯示原理，以及各種成像器件和顯示器件。

本教材還比較係統地介紹瞭光電子技術在國民經濟、國防等方麵的應用，如光縴通信、激光雷達、激光製導、紅外跟蹤、紅外遙感等，並力圖反映其中的新進展。

教材各章節的編排，以及章節內容的安排上，既注重知識之間的有機聯係，又考慮各自的獨立性，並配有習題，以便於讀者自學，也便於教師根據不同專業對“光電子技術”課程的不同要求、學時數的多寡選取適當的內容課內講授。

本教材自2002年由電子工業齣版社齣版以來，受到兄弟院校師生的厚愛，印刷8次，纍計印數達2.3萬冊。

2006年正式入選“普通高等教育‘十一五’國傢級規劃教材”後，根據“十一五”期間教育部對教學規劃及學科建議的精神和“電子科學與技術教學指導委員會”建議，以及兄弟院校使用的反饋意見進行修訂（第二版）。第二版在保持第一版的傳統風格，刪除瞭一些不當之處，增加瞭一些有關光學的基礎知識和最新進展。同時，為便於教學，修訂的同時開發瞭同步教學的多媒體教學課件。

《光電子技術》（第二版）於2007年齣版後，依然受眾多兄弟院校重視已連續印刷6次近2萬多冊。

在2010年7月電子工業齣版社承辦的教育部“高等學校微電子專業高級教師研修班”上，來自國內數十所兄弟院校的教師根據多年的使用體會，對“光電子技術”課程的教學進行交流，對本課程涉及的內容、知識點進行瞭深入討論。同時也對該教材提齣瞭很多有益的意見和建議。為此，根據“十二五”期間“電子信息科學與工程”、“電子科學與技術”、“光信息科學與工程”學科建設及教學規範要求，以及兄弟院校的使用反饋意見，對教材進行重新修訂(第三版)。

本次修訂，仍基本保留第二版的理論體係和風格，刪去瞭一些國民經濟和生産領域已經淘汰的陳舊內容，適當增加瞭光電子技術的新技術、新應用相關內容。為滿足部分學校教學及學生學習的需求，本次修訂增加瞭相關習題的�┐鳶浮＊�

《光電子技術》第三版自2011年齣版已曆5年，其間被教育部遴選為“‘十二五’普通高等教育本科國傢級規劃教材”。隨著光電子技術的飛速發展，教材的部分內容已顯得陳舊。為瞭使教材能夠反映科學技術的新發展，對教材做瞭進一步修訂。

本次修訂的重點是第5章、第6章、第7章。刪去瞭一些已經淘汰的技術和應用，相應增加光電子技術的一些新應用，修訂後的教材仍保留第三版的體係和風格。本次修訂主要是調整瞭第5章早期版本的內容編排順序；第6章刪去瞭高場電緻發光顯示，加強瞭近年來發展十分迅速的有機電緻發光顯示的內容；第7章增加瞭激光測距和太赫茲技術的相關應用。

為瞭方便讀者使用和教學，在教材修訂的同時，開發瞭同步教學的多媒體課件和慕課(MOOC)。如有需求，請選用本教材的老師登錄電子工業齣版華信教育資源網http://www.hxedu.com.cn和http://mooc.hxedu.com.cn索取。

本次教材修訂仍由西安電子科技大學安毓英擔任主編，劉繼芳修訂第1～3章，安毓英修訂第4章並統編全稿，李慶輝修訂第5、第7章，馮喆珺修訂第6章。本次修訂吸收瞭兄弟院校的有益反饋意見，但由於編者水平有限，雖經多次修訂，缺點和不足之處在所難免，希望廣大讀者不吝指正。

作者

2016年3月

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