光電子技術(第三版)（簡體書）

《光電子技術（第2版）》是以工科大學非光電子專業的碩士研究生和本科高年級學生為對象編寫的教材。該教材從光電信息系統的全過程考慮進行編寫，包括光載波源、光波的傳輸、光波的調制、探測與解調以及光通信基礎等內容。光載波源中主要介紹激光與半導體光源的基礎知識，各種激光器和半導體發光器件的基本特性。光波的傳輸主要介紹光在各向同性和各向異性介質中的傳播，以及光波導和纖維光學的基礎知識和基本理論。光波的調制、探測與解調主要介紹光波調制的基礎理論、各種調制方法以及光電探測技術與元器件等。光通信基礎中，介紹了光通信系統的結構、各種基本技術，光信號在傳輸中的蛻變以及光通信系統的常用維護儀器等。該書系統性強，立淪明確，物理概念清楚，注重理論聯系實際。
該書可作為光通信基礎教材使用，也可供從事光電子技術的專業技術人員參考。

從19世紀中葉的麥克斯韋到20世紀初葉的愛因斯坦，已經建立起完善的光的電磁理論和光電效應理論，對光學與電子學的聯繫建立起系統的理論，但長期以來光學與電子學仍作為兩門獨立的學科被研究。直到20世紀的年代以後，隨著激光的出現，人們對光與物質相互作用過程的研究變得異常活躍，導致了半導體光電子學、波導光學、激光物理學、相干光學與非線性光學等一系列新學科湧現，其中某些學科之間已有了一定程度的交叉。20世紀70年代以來，由於半導體激光器和光導纖維技術的重要突破，導致以光纖通信、光纖傳感、光盤信息存儲與顯示以及光信息處理為代表的光信息技術的蓬勃發展，不僅從深度和廣度上促進了相應各學科的發展，特別是半導體光電子學、非線性光學和波導光學、的發展和彼此間的知識互相滲透，而且還與數學、物理、材料等基礎學科交叉形成新的邊沿領域。例如，光導纖維原來僅。作為光傳輸介質用於光通信系統，隨著對光纖物理特性的深入研究，在20世紀80年代出現了利用光纖的偏振和相位敏感特性製成的光纖傳感器，利用光纖的非線性光學效應和色散特性形成的光學孤子（soliton），又進一步推動了對特種光纖的研究，並成功地製成了光纖激光器。最近出現的單晶光纖，則更有可能將有源和無源光電子功能器件與光纖波導融為一體。在這種多學科綜合發展的推動下，光纖通信已形成產業，半導體光邏輯功能器件和光集成技術取得重大進展，使光計算機和光信息處理成為舉世矚目的研究課題。於是，一門新的綜合性交叉學科便從現代信息科學中脫穎而出，這就是“光電子學”。光電子學是研究光頻電磁波場與物質中的電子相互作用及其能量相互轉換的學科，一般理解為“利用光的電子學”。

第1章 電磁波與光波
1.1 麥克斯韋方程組及其物理意義
1.1.1 麥克斯韋方程組的積分形式
1.1.2 麥克斯韋方程組的微分形式
1.1.3 介質方程與邊界條件
1.2 平面電磁波的性質
1.3 光的電磁理論與電磁波譜
思考題

第2章 激光與半導體光源
2.1 激光的原理、特性和應用
2.1.1 玻爾假說與粒子數正常分布
2.1.2 自發輻射、受激輻射和受激吸收
2.1.3 粒子數反轉與光放大
2.1.4 能級的壽命
2.1.5 激光器的基本結構
2.1.6 激活介質的粒子數反轉與增益系數
2.1.7 諧振腔與閾值
2.1.8 激光的縱模和橫模
2.1.9 幾種典型的激光器
2.1.10 激光的特性及應用
2.2 半導體光源——發光二極管與半導體激光器
2.2.1 半導體中的能帶
2.2.2 發光二極管
2.2.3 發光二極管的主要特性及應用
2.2.4 半導體激光器
2.2.5 半導體激光器的主要特性及應用
思考題

第3章 光波的傳輸
3.1 光波在各向同性介質中的傳播
3.1.1 單色平面波與單色球面波的復數表達式
3.1.2 平面電磁波場中能量的傳播
3.1.3 相速度與群速度
3.1.4 高斯光束的傳播特性
3.1.5 光波在介質界面上的反射與折射
3.1.6 光波在導電介質中的傳播
3.2 光波在各向異性介質中的傳播
3.2.1 各向異性的透明介質中傳播的單色平面波
3.2.2 晶體中D與E的關系、光線橢球
3.2.3 折射率橢球
3.3 薄膜波導
3.3.1 薄膜波導的射線理論分析
3.3.2 薄膜波導的波動理論分析
3.4 光纖傳輸原理
3.4.1 光纖的結構和分類
3.4.2 階躍光纖的射線理論分析
3.4.3 梯度光纖的射線理論分析
3.4.4 階躍光纖的模式理論分析
3.4.5 梯度光纖的wKB分析法
3.4.6 光纖的基本特性
3.4.7 光纖中的非線性光學效應
思考題

第4章 光波的調制
4.1 調制方法概述
4.2 各種調制方法的特性分析
4.2.1 振幅調制
4.2.2 強度調制
4.2.3 頻率調制
4.2.4 相位調制
4.3 電光調制的物理基礎
4.3.1 電光效應、電光張量
4.3.2 電光延遲
4.4 電光調制器
4.4.1 電光強度調制
4.4.2 橫向電光調制
4.4.3 高頻電光調制
4.5 電光偏轉
4.5.1 電光偏轉的基本原理
4.5.2 電光開關
4.6 聲光調制的物理基礎
4.6.1 聲波對光的散射效應
4.6.2 布喇格衍射的粒子模型
4.6.3 布喇格衍射的物理圖像
4.6.4 聲光調制
4.6.5 聲光偏轉
4.7 磁光調制
4.7.1 法拉第效應
4.7.2 磁光效應的應用前景
思考題

第5章 光波的探測與解調
5.1 光子探測方法
5.1.1 光子探測機理的分類及唯像描述
5.1.2 探測器中的噪聲
5.1.3 光電探測器的特性指標
5.2 光致發射探測器
5.2.1 光致發射器件
5.2.2 真空光電二極管
5.2.3 光電倍增管
5.2.4 光電倍增管中的噪聲
5.3 光波的解調及特殊探測方法
5.3.1 光波的解調
5.3.2 特殊探測方法
思考題

第6章 光纖通信系統基礎
6.1 光纖通信系統簡介
6.2 光纖中信號的蛻變
6.2.1 光波導中的信號衰減
6.2.2 光纖中的信號失真
6.3 半導體光源的特性及應用
6.3.1 光源的電光特性
6.3.2 光源的驅動
6.4 光信號的連接
6.4.1 光源與光纖的耦合
6.4.2 光纖之間的連接
6.5 光纖通信系統的設計原則
6.5.1 損耗因素
6.5.2 通信距離的拓展
6.6 光通信系統中的復用技術
6.6.1 時分復用技術
6.6.2 空分復用技術
6.6.3 波分復用技術
6.6.4 頻分復用技術
6.7 光通信系統的維護設備
6.7.1 光時域反射計
6.7.2 光功率計
6.7.3 穩定光源
6.7.4 光纖熔接機及其附屬設備
6.7.5 光纖光譜儀
思考題

附錄
附錄Ⅰ 矢量分析及場論的主要公式
附錄Ⅱ 張量
附錄Ⅲ 貝塞爾函數
參考文獻