第1章 光电子器件基础 1
1.1光的主要信息特征 1
1.1.1单频光的主要信息特征 2
1.1.2复合光的信息特征及其表示 4
1.2光在介质中的传输特性 6
1.2.1光的材料色散 6
1.2.2光的增益与衰减 7
1.2.3某些旋光材料的旋光性 10
1.3光在介质表面的反射与折射 13
1.3.1菲涅耳公式 13
1.3.2全反射 17
1.3.3双折射 20
习题1 25
第2章 光传输器件 28
2.1光隔离器 光环形器 28
2.1.1光隔离器 28
2.1.2光环形器 34
2.2光波导器件 39
2.2.1平面光波导 39
2.2.2条形光波导 42
2.2.3光波导的应用 48
2.3定向耦合器 49
2.3.1耦合模理论 49
2.3.2定向耦合器的基本结构与工作原理 50
2.3.3定向耦合器的应用 53
2.4光纤光栅器件 54
2.4.1布拉格光纤光栅 54
2.4.2长周期光纤光栅 59
2.4.3啁啾光纤光栅 61
2.4.4光纤光栅的主要应用 61
2.5光开关 光滤波器 62
2.5.1光开关 62
2.5.2光滤波器 66
2.6光子晶体器件 70
2.6.1电子晶体 70
2.6.2光子晶体 72
2.6.3光子晶体光纤 73
习题2 76
第3章 光接收器件 82
3.1光接收器件核心要素 82
3.1.1半导体的光吸收过程 82
3.1.2直接带隙与间接带隙半导体的吸收边 84
3.1.3禁带宽度受温度与电场强度的影响 87
3.2光电子探测器概述 88
3.2.1光电子探测器的定义与分类 88
3.2.2光电子探测器的性能参数 90
3.2.3光电子探测器的光学变换系统 93
3.3光热探测器 95
3.3.1热敏电阻 97
3.3.2热释电探测器 100
3.4外光电效应探测器 104
3.4.1真空光电管与充气光电管 104
3.4.2光电阴极 105
3.4.3光电倍增管 108
3.4.4光电倍增管的应用 112
3.5光电导探测器 113
3.5.1光敏电阻的主要特性参数 113
3.5.2光敏电阻的结构 115
3.5.3光敏电阻的应用基础 116
3.5.4光敏电阻的应用 119
3.6光伏探测器 120
3.6.1光电池 121
3.6.2光电二极管 124
3.7电荷耦合器件 131
3.7.1 MOS单元的电荷存储能力 131
3.7.2电荷转移 132
3.7.3电荷检测 134
3.7.4信号电荷的注入 134
3.7.5线阵CCD 134
3.7.6用线阵CCD测量不透明线材直径 135
3.8其他光电子探测器 136
3.8.1光敏三极管 136
3.8.2四象限探测器 138
3.8.3位置敏感元件 140
习题3 144
第4章 光发射器件 149
4.1光发射材料 149
4.1.1光发射与光吸收之间的关系 149
4.1.2半导体发射光谱的特点 150
4.1.3非辐射复合 153
4.2半导体发光二极管 155
4.2.1发光二极管的芯片结构 155
4.2.2发光二极管的主要输出特性 160
4.2.3发光二极管的应用 161
4.3半导体激光器 163
4.3.1半导体激光器受激放大条件 163
4.3.2 F-PLD的波导结构 164
4.3.3 F-PLD的输出特性 166
4.3.4 F-PLD的激光输出模式 168
4.3.5 F-PLD的应用 172
4.4动态单模半导体激光器 174
4.4.1分布反馈半导体激光器 175
4.4.2分布布拉格反射型激光器 179
4.4.3光栅外腔单模激光器 179
4.5量子阱激光器 181
4.5.1超晶格与量子阱 181
4.5.2量子阱激光器的特征 181
4.5.3量子线与量子点激光器 189
4.6光纤激光器 190
4.6.1稀土掺杂光纤激光器的工作物质 190
4.6.2光纤激光器的泵浦方式 192
4.6.3光纤激光器的选模技术 194
4.7光放大器 198
4.7.1半导体光放大器 198
4.7.2掺铒光纤放大器 201
4.7.3拉曼光纤放大器 204
4.7.4光放大器的应用 205
习题4 206
第5章 光显示器件 211
5.1阴极射线管 211
5.1.1单色阴极射线管 211
5.1.2彩色阴极射线管 214
5.2液晶显示器 216
5.2.1液晶基础知识 216
5.2.2扭曲向列型液晶显示器 218
5.2.3超扭曲向列型液晶显示器 220
5.2.4薄膜晶体管液晶显示器 221
5.3等离子体显示器 223
5.3.1气体放电基本知识 223
5.3.2单色等离子体显示器 224
5.3.3彩色等离子体显示器 226
习题5 229
参考文献 231
附录1 耦合模方程的推导 232
附录2 光电子探测器的噪声 234
附录3 有关思考、探究的参考答案 237
附录4 课时安排建议 242