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第1章 光电子技术预备知识 1

1.1光的基本性质 1

1.1.1光的波动性 1

1.1.2光辐射的传播特性 4

1.1.3光波场的时域频率特性 7

1.1.4光的粒子性 10

1.2半导体物理基础 11

1.2.1半导体能带的概念 12

1.2.2半导体对光的吸收 15

1.2.3非平衡状态下载流子的迁移率，平均寿命 17

1.2.4 PN结 20

思考题 23

第2章 光的度量与热辐射定律 24

2.1辐射度学基本知识 24

2.1.1辐射量 24

2.1.2光度量 27

2.1.3辐射度学和光度学中的两个基本定律 29

2.2热辐射定律 30

2.2.1热辐射和各种形式的发光 30

2.2.2单色吸收比和单色反射比 30

2.2.3基尔霍夫辐射定律 31

2.2.4普朗克公式 31

2.2.5维恩公式和瑞利-琼斯公式 32

2.2.6斯忒藩-玻尔兹曼定律和维恩位移定律 33

思考题 34

第3章 光源 35

3.1光源的基本特性参数 36

3.1.1辐射效率和发光效率 36

3.1.2光谱功率分布 36

3.1.3光源的色温 37

3.1.4光源的颜色 38

3.2如何选择光源 38

3.2.1对光源光谱特性的要求 38

3.2.2对光源发光强度以及稳定性的要求 39

3.3光源的发光机制 40

3.3.1玻尔假说 40

3.3.2粒子数按玻耳兹曼分布律 41

3.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收 41

3.4激光器 43

3.4.1激光形成的原理和基本性质 44

3.4.2激光器举例 50

3.4.3激光应用举例 53

3.5常用非相干光源 54

3.5.1白炽灯与卤钨灯 54

3.5.2荧光灯 55

3.5.3气体放电光源 55

3.5.4发光二极管 58

思考题 61

第4章 光电探测器概述 62

4.1光电探测器的物理效应 62

4.2光电探测器的噪声 63

4.2.1几种典型噪声 63

4.2.2光电探测器的噪声类别 65

4.3光电探测器的性能参数 66

思考题 70

附录A 噪声的统计特性 70

第5章 光子探测器 74

5.1光电倍增管 74

5.1.1光电子发射效应 74

5.1.2光电发射阴极 74

5.1.3光电倍增管的工作原理 76

5.1.4光电倍增管的主要特性参数 78

5.2光电导探测器 82

5.2.1光电导效应 83

5.2.2光电导探测器的弛豫过程 85

5.2.3半导体材料的光电导与载流子浓度的关系以及电流增益 86

5.2.4光电导探测器的结构和特性 87

5.2.5光敏电阻的偏置 90

5.2.6光敏电阻的应用实例 93

5.3光伏探测器 95

5.3.1光伏效应 96

5.3.2光伏探测器的工作模式以及开路电压和短路电流 97

5.3.3光伏探测器的性能参数 98

5.3.4光电池 100

5.3.5太阳能电池的应用实例 104

附录B 光敏电阻光电特性实验 105

附录C 太阳能电池基本特性的测量 109

第6章 热探测器 120

6.1热探测器的基本原理及特征 120

6.1.1热探测器的热力学分析模型和热流方程的解 120

6.1.2调制频率及热力学参数对温升的影响 122

6.1.3热探测器的噪声等效功率和比探测率 122

6.2热电偶和热电堆 124

6.2.1热电偶的结构和工作原理 124

6.2.2热电偶的主要特性参数 125

6.3测辐射热计 126

6.3.1测辐射热计的结构原理 126

6.3.2测辐射热计的主要特性参数 127

6.4热释电探测器 128

6.4.1热释电探测器的结构原理 129

6.4.2热释电探测器的主要特性参数 131

6.4.3快速热释电探测器 133

6.4.4热释电探测器的应用 133

思考题 134

第7章 光的调制 135

7.1光束调制原理 135

7.1.1为什么要调制 135

7.1.2调制有哪些方式 135

7.1.3调制技术的一般原理 135

7.2电光调制 138

7.2.1光波在电光晶体中的传播 138

7.2.2 KDP晶体电光调制 142

7.3声光调制 146

7.3.1相位栅类型 146

7.3.2声光衍射 147

7.4光束扫描技术 150

7.4.1机械扫描 150

7.4.2电光扫描 150

7.4.3电光数字式扫描 151

7.5空间光调制器 152

7.5.1泡克耳读出光调制器（PROM） 152

7.5.2液晶空间光调制器 153

思考题 153

附录D几种常用的光强度调制装置 153

第8章 光电成像与显示技术 155

8.1固体摄像器件 155

8.1.1电荷耦合器件（CCD） 155

8.1.2互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器 159

8.1.3图像传感器光强分布 161

8.2光电成像系统 162

8.2.1系统组成 162

8.2.2光电成像系统的评价方法——调制传递函数（MTF）评价 163

8.2.3光电成像系统的基本参数 164

8.3光电显示技术 165

8.3.1阴极射线显示管 166

8.3.2液晶显示器 167

8.3.3等离子体显示器 172

8.4三维显示技术 173

8.4.1双目视差3D显示 174

8.4.2真3D显示 175

思考题 178

英语词汇 179

参考文献 182