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出版者:电子工业

作者:杨春生 编

出品人:

页数:264

译者:

出版时间:2007-8

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787121044342

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《光电信息技术前沿：从基础到应用》 本书导览： 本书全面深入地探讨了光电信息技术领域的最新发展、核心原理与关键应用。内容涵盖了从光与物质相互作用的基础物理机制，到光电子器件的设计与制造，再到先进光通信、光计算以及前沿传感技术等多个层面。旨在为光电信息技术领域的科研人员、工程师以及相关专业的高年级学生提供一份兼具理论深度与工程实践价值的参考资料。 第一部分：光电基础与材料科学 第一章：光与物质相互作用的量子力学基础 本章首先回顾了经典电磁波理论在描述光与物质相互作用时的局限性，随后引入了量子力学框架下的描述。重点解析了光子概念、吸收、受激辐射与自发辐射的概率理论。深入探讨了能带理论在半导体材料中的应用，以及费米能级、有效质量等关键参数如何决定材料的光学响应特性。对等离子体激元、表面等离激元共振（SPR）等亚波长光现象进行了详细的理论推导和物理机制阐述。 第二章：先进光电材料的结构与性能 材料是光电器件的基石。本章系统介绍了当前广泛应用于光电器件中的几大类关键材料。首先是III-V族半导体（如GaAs, InP）及其异质结结构，着重分析了量子阱、超晶格等结构对光电特性的调控。其次，重点介绍了宽禁带半导体（如GaN, SiC）在深紫外光电探测和高功率器件中的应用前景。此外，对钙钛矿材料在太阳能电池和发光器件中的光电转换效率和稳定性问题进行了深入剖析，并探讨了二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）在光电子学中的独特潜力。材料的晶格匹配、缺陷控制及其对器件性能的制约，是本章分析的重点。 第三章：光波导与集成光学元件 本部分着眼于如何高效地引导和操控光信号。详细讲解了基于光纤和光波导的传输理论，包括模场分布、色散（群速、群延迟）的计算与补偿技术。对脊型波导、包层波导、混合集成波导等不同结构的工作原理进行了对比分析。深入探讨了光栅耦合器、模式转换器、光开关等无源与有源集成光学元件的性能指标、设计优化方法，以及如何在硅基平台上实现大规模集成。 第二部分：核心光电器件原理与设计 第四章：光发射器件：LED与半导体激光器 本章剖析了光电子发射器件的工作原理。对于发光二极管（LED），重点讨论了载流子注入、复合效率、光谱展宽等关键指标的物理成因。在半导体激光器部分，详细阐述了阈值电流、光腔设计（如DFB、DBR结构）、增益调制与模式选择的理论。对量子点激光器和垂直腔面发射激光器（VCSEL）的独特优势和制造挑战进行了专题讨论。 第五章：光探测器件与光电导效应 光探测是信息捕获的关键环节。本章系统梳理了光电导探测器、光伏探测器（如PIN光电二极管、雪崩光电二极管APD）的工作机制。重点分析了器件的响应度、带宽、噪声等效功率（NEP）的理论极限。对高灵敏度、高速度、低噪声探测器的设计策略进行了深入研究，特别是针对特定波段（如近红外、中红外）的材料体系选择与优化。 第六章：光电调制技术与高速光通信基础 本章聚焦于如何将电信号高效转化为光信号，是实现高速光通信的核心。详细介绍了电吸收调制器（EAM）、马赫-曾德尔调制器（MZM）的工作原理、调制带宽及插入损耗。对载流子调制、载流子束缚态吸收等调制机理进行了深入的物理模型分析。同时，系统介绍了光通信链路中的关键性能指标，如眼图、误码率（BER）、色散容限和非线性效应抑制技术。 第三部分：前沿光电应用与系统集成 第七章：光计算与量子信息技术 随着摩尔定律的挑战日益严峻，光计算作为下一代计算范式受到广泛关注。本章探讨了光信号处理的优势，如并行性与低延迟。详细介绍了基于非线性光学效应的光逻辑门、光开关阵列的设计。在量子信息方面，重点阐述了单光子源的制备、量子纠缠的生成与测量，以及量子密钥分发（QKD）的物理基础与系统架构。 第八章：先进光传感与成像系统 本章将光电技术应用于测量与成像领域。深入讲解了激光雷达（LiDAR）的工作原理，包括直接飞行时间（dToF）和连续波多频调制（FMCW）方案的优劣对比与误差分析。对基于光声效应的生物医学成像技术、干涉测量技术在精密位移和形貌检测中的应用进行了详尽的阐述。特别关注了高分辨率、高动态范围成像中的噪声抑制与图像重建算法。 第九章：光电子系统集成与封装技术 光电器件的可靠性与小型化高度依赖于先进的封装与集成技术。本章探讨了异构集成技术，如芯片级封装（CSP）和三维（3D）堆叠技术。详细分析了光器件与CMOS电路之间的光、电、热管理挑战，包括热沉设计、热膨胀失配的缓解策略。重点讨论了无源/有源光对准（Alignment）技术在提高大规模集成系统良率中的关键作用。 附录：光电专业常用公式与标准规范 附录收录了本书涉及的关键物理公式的推导回顾，以及行业内常用的光电性能测试标准与参数定义，便于读者进行工程计算与性能对比。 本书特色： 本书内容紧跟国际研究热点，理论阐述严谨，兼顾了光电子学的基础理论与前沿器件的工程实现细节。章节之间逻辑清晰，由基础原理逐步深入到复杂的系统集成，适合作为高等院校研究生教材或专业工程师进修读物。通过大量的案例分析和仿真结果展示，帮助读者建立从材料到器件，再到系统的完整认知链条。

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这本书的封面设计着实让人眼前一亮，那种带着些许复古感的深蓝和黄铜色的搭配，立刻就捕捉到了我的注意力。我拿到手的时候，首先感觉到的就是它的分量，沉甸甸的，这通常预示着内容的厚实和严谨。我翻开扉页，看到目录结构安排得非常清晰，章节划分逻辑性很强，这对于我这种需要快速定位特定知识点的读者来说，简直是福音。它似乎将一个复杂的学科领域，拆解成了可以逐步攻克的模块，从基础的概念铺垫到后期的实际应用案例分析，层层递进，循序渐进。尤其让我欣赏的是，它在排版上所下的功夫，字体选择大气且易读，图表的绘制清晰规范，每一个公式和示意图都仿佛经过精心打磨，没有丝毫的马虎。这让我对接下来要深入阅读的内容充满了期待，感觉这不仅仅是一本工具书，更像是一件精心制作的工艺品，让人爱不释手。

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作为一名长期在行业内摸爬滚打的老兵，我对于市面上琳琅满目的参考资料已经有了一定的判断力。一本好书的标准，除了理论的准确性，更在于它对现实世界问题的映射程度。这本书在这方面做得非常出色，它似乎对现代工业中正在面临的痛点有着深刻的洞察。我随机翻阅了其中的几个案例章节，发现它引用的都是非常前沿且具有代表性的工程实例，并且对这些实例背后的技术选型和权衡过程进行了细致的剖析。这对于我们这些需要解决实际工程难题的人来说，简直是如获至宝。它不像某些教条式的教材，只谈理想状态下的完美系统，而是坦诚地讨论了在资源有限、环境复杂的情况下，工程师们是如何做出最优妥协的。这种实战精神，使得这本书的阅读体验充满了代入感和紧迫感。

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我对这本书的检索效率也深感满意。在如此庞大的信息量下，如果索引和术语表设计得不够精良，那阅读过程就会变成一场灾难。幸运的是，这本书的编纂者显然深谙此道。书末的索引部分做得极为详尽，不仅收录了核心术语，连一些不太常用的技术名词也被精准地标注了页码，并且相互之间有清晰的交叉引用。这极大地节省了我查找资料的时间。此外，书中对许多重要术语的定义都保持了一致性，这在跨章节阅读时尤为重要，避免了因不同章节作者风格差异导致的理解偏差。可以说，这本书在“工具书”的属性上，做到了极致的细致入微，体现了出版方极高的专业素养和对读者的尊重。

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说实话，我一开始对这种专业领域的书籍总是抱有一种敬而远之的态度，总觉得内容会过于枯燥乏味，充斥着晦涩难懂的术语。然而，这本书给我的第一印象却完全打破了这种刻板印象。它的叙述方式非常具有引导性，仿佛有一位经验丰富的前辈在你身边，耐心地为你解析每一个技术难点。作者在阐述复杂原理时，总是擅长用一些贴近生活或者工业现场的类比来帮助理解，使得那些原本高冷的理论知识瞬间变得鲜活起来。我特别注意到它在处理一些关键概念时，不仅仅是给出定义，还会深入探讨其背后的设计哲学和发展历程，这种历史感的融入，极大地丰富了知识的维度，让我明白“为什么是这样”，而不仅仅是“它是什么”。这种深度的挖掘，对于想要真正掌握一门技术而非仅仅停留在表面操作的人来说，价值是无可估量的。

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这本书的语言风格，我必须给予高度评价。它成功地在保持专业严谨性的前提下，避免了过度使用冗长、拗口的复合句。作者的文字干净利落，逻辑链条清晰可见，读起来有一种行云流水的流畅感。即便是面对非常复杂的概念，作者也能用一种近乎优雅的笔触将其拆解阐释，阅读过程丝毫没有感到拖沓或费力。更难能可贵的是，在一些需要强调关键结论的地方，作者会适当地运用粗体或斜体进行视觉上的突出，这种细微的排版技巧，有效地引导了读者的注意力，帮助我巩固了对核心知识点的记忆。总而言之，这是一次非常愉悦且高效的深度学习体验，这本书无疑会成为我书架上经久不衰的常备参考资料。

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