光电子技术是光学和电子技术相结合而产生的新技术,涉及光电信息技术的方方面面,是未来信息产业发展的核心,在现代社会中起着举足轻重的作用。《光电子技术导论(第2版)》主要介绍了光学基本知识,半导体基础知识,发光二极管、半导体激光器等光电信息转换器件,光纤与光波导等波导器件,光敏二极管、电荷耦合器件等常用光电子器件,光电控制器件,以及相应的应用实例。此外,为拓宽学生知识面,该书还介绍了本领域内新的研究进展和相关产业的发展等内容。
《光电子技术导论(第2版)》可供相关专业本科生和研究生作为教材使用,也可作为高校教师的教学参考用书。
随着社会经济全球化、教育国际化的不断深入,我国迫切需要培养一大批掌握光电信息工程专业知识、具有创新精神和实践能力、具备国际化视野的高素质工程专业人才。“光电子学”是光电信息科学与工程专业的专业基础课,开设双语“光电子学”课程对于光电专业学生的培养无疑是非常有意义的。光电子学是一门严谨、科学且应用广泛的学科,涉及光学、电子学、半导体物理等多个学科门类。光电子技术发展非常迅速,现有教材很难将这些新技术包含进去,这些技术(如大功率半导体激光器、集成光子芯片、太阳能电池等)的应用价值巨大,但多还处于研究阶段,很多理论和技术还不是十分成熟。因此,迫切需要一本均衡处理光电前沿技术与基本理论知识的教材,这也是本书编写的出发点。本书详细介绍了相关光电基础知识,并结合光电子技术的前沿研究领域,如半导体光源、光纤与光波导、光探测与显示技术等,进行了重点介绍。
本书的内容体系主要沿袭了上海理工大学光电信息与计算机工程学院为光电信息专业的学生教学所编撰的《光电信息技术》,并在《光电子技术导论》第1版的基础上,从国外相关书籍和互联网上搜集并更新了很多有益的英文资料,新增了一些当前光电领域热点技术的介绍,同时进一步丰富了本学院教师在科研工作中设计的光电信息探测系统的教学实例。为了便于学生自学,本书中还特意增加了中英文专业词汇生词对照表。
本书以“光电子学”课堂教学为着力点,重点解决“国际化”水平不高,“专业”和“思政”融合不足的问题,拓展教学时间与空间,将课堂内外、学校内外、线上线下相结合,力争实现全过程“课程思政”的教学改革。通过双语教学,使学生在掌握基础知识的同时提高专业英语能力,培养学生勇于探索与实践的科研素养,将光电专业知识传授、国际化能力培养与培养合格建设者和接班人的价值引领相结合。
本书为上海理工大学一流本科教材,其编写得到了上海理工大学研究生创新教材建设的大力支持,由上海理工大学郑继红、冯吉军主编。上海理工大学光电信息与计算机工程学院的部分研究生也参与了资料的搜集和整理工作,为书稿的最终完成做了很多细致的工作,在此一并向他们表示感谢。
由于时间仓促,书中难免存在疏漏之处,恳请广大读者批评指正,以便进一步修订改善。
Preface
Chapter 1 Physical Basis of Optoelectronic Information Technology
1.1 Introduction of Theoretical Semiconductor Basis
1.2 Optical Basis
1.3 Circuit Basis
Chapter 2 Electro-optic Information Transformation
2.1 Emission and Absorption During Light-matter Interactions
2.2 Typical Instrument Based on Spontaneous Emission: Light Emitting Diode(LED)
2.3 Typical Instrument Based on Stimulated Emission: Laser Diode(LD)
2.4 Liquid Crystal Display (LCD)
2.5 Organic Light Emitting Diode (OLED)
Chapter 3 Optoelectronic Information Transformation
3.1 Photomultiplier Tubes(PMT)
3.2 Photodiode
3.3 Photoresistor
3.4 Solar Cell
3.5 Charge-coupled Device(CCD)
Chapter 4 Optical Fibers and Dielectric Waveguides
4.1 Symmetric Planar Dielectric Slab Waveguide
4.2 Step Index Fiber
4.3 Numerical Aperture
4.4 Dispersion in Single-mode Fibers
4.5 Attenuation in Optical Fibers
4.6 Fiber Manufacture
Chapter 5 Application of Optoelectronic Information Technology
5.1 Holography Technology
5.2 3D Display Technology
5.3 Photolithography Technology
5.4 Photoelectric Detection
5.5 Optical Disc Storage
5.6 Light Guide Illumination System Based on Automatic
Acquisition of Natural Light
5.7 New Infrared Safety Light Curtain