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第1章 概述 1

1.1人类文明与光 1

1.2 日益进步的光学应用技术 3

第2章 半导体的光学性质 7

2.1半导体和光之间的相互作用 7

2.1.1 半导体的光学特性 7

2.1.2半导体和电磁波之间的相互作用 8

2.2半导体的光吸收 9

2.2.1 光吸收系数和光谱 9

2.2.2 激子吸收 12

2.2.3 能带边的光吸收 12

2.3.1 直接跃迁型的光吸收 14

2.3用电子能带结构解释光学性质 14

2.3.2 间接跃迁型的光吸收 15

2.3.3 Ge的吸收光谱 16

2.3.4 GaAS、a-Si、的吸收光谱 18

2.4半导体发光的原因 21

2.4.1 半导体发光机理 21

2.4.2 能带边的复合发光 22

2.4.3 与杂质能级有关的发光 24

2.4.4 与等电子陷阱有关的发光 26

2.5其它光学效应 28

2.5.1 非线性光学效应 28

2.5.2拉曼散射 28

2.5.3超晶格的光学性质 31

练习题 35

3.1光电导器件 37

3.1.1光电导器件的工作原理 37

第3章 光接收器件 37

3.1.2光电导器件的种类 39

3.1.3 光电导器件的性能 39

3.2光电二极管的工作原理 40

3.2.1 光电二极管概述 40

3.2.2光电二极管的工作原理 42

3.2.3 光晶体管的作用 43

3.3高速光电二极管具有优越性能的原因 44

3.3.1 pin光电二极管的结构和作用 45

3.3.2 APD的工作原理和作用 46

3.4.1摄像器件的种类 48

3.4摄像器件 48

3.4.2 CCD的结构及作用 49

3.4.3 CCD的种类及应用 51

练习题 52

第4章 太阳能电池 55

4.1太阳能 55

4.1.1太阳能的实质 55

4.1.2日照量 56

4.2太阳能电池原理 57

4.2.1太阳能电池的工作原理 57

4.2.2太阳能电池的结构和作用 58

4.3.1能量转换效率 59

4.3太阳能电池的性能 59

4.3.2性能参数 61

4.4太阳能电池材料 62

4.4.1高效率太阳能电池 62

4.4.2理论极限效率 62

4.5通过研究和开发提高光电转换效率 64

4.5.1提高转换效率的研究和开发 64

4.5.2多结多层结构的太阳能电池 64

练习题 66

第5章 光发射器件 69

5.1发光二极管(LED) 69

5.1.1 复合发光过程 69

5.1.2半导体中的受激发射 71

5.1.3发光效率 72

5.1.4结构和工作原理 74

5.1.5 输出功率特性 77

5.2激光二极管 79

5.2.1 半导体激光器的种类和用途 79

5.2.2结构和工作原理 80

练习题 87

第6章 电子图像显示器件 89

6.1 阴极射线管CRT 89

6.1.1 CRT的工作原理 89

6.1.2彩色阴极射线管 90

6.1.3投影式显示器 92

6.2.1 液晶光调制和开关的工作原理 93

6.2液晶显示器LCD 93

6.2.2 图像显示的原理 95

6.2.3 液晶投影式显示器 98

6.3等离子体显示板PDP 100

6.4电致发光显示器ELD 102

6.4.1 EL 102

6.4.2 无机EL的工作原理 102

6.4.3 有机EL的工作原理 104

6.5场发射显示器FED 106

练习题 107

7.1.2光波导型器件的结构 109

7.1.1将光波导型器件集成后的光IC 109

7.1光IC概述 109

第7章 光IC和光信息处理 109

7.1.3 以电介质为衬底的无源光IC 110

7.1.4使用电光晶体的有源光IC 112

7.1.5使用半导体衬底的光IC 113

7.2光信息处理的独特性质 115

7.2.1光信息处理能力 115

7.2.2利用傅里叶变换的光图像信息处理 115

7.2.3利用空间并行性的超高速信息处理 118

7.2.4未来展望 119

练习题 120

练习题简答 121

参考文献 125