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第1章 光电子技术预备知识1

1.1光的基本性质1

1.1.1光的波动性1

1.1.2光辐射的传播特性4

1.1.3光波场的时域频率特性7

1.1.4光的粒子性10

1.2半导体物理基础11

1.2.1半导体能带的概念12

1.2.2半导体对光的吸收15

1.2.3非平衡状态下载流子的迁移率，平均寿命17

1.2.4 PN结20

思考题23

第2章 光的度量与热辐射定律24

2.1辐射度学基本知识24

2.1.1辐射量24

2.1.2光度量27

2.1.3辐射度学和光度学中的两个基本定律29

2.2热辐射定律30

2.2.1热辐射和各种形式的发光30

2.2.2单色吸收比和单色反射比30

2.2.3基尔霍夫辐射定律31

2.2.4普朗克公式31

2.2.5维恩公式和瑞利-琼斯公式32

2.2.6斯忒藩-玻尔兹曼定律和维恩位移定律33

思考题34

第3章 光源35

3.1光源的基本特性参数36

3.1.1辐射效率和发光效率36

3.1.2光谱功率分布36

3.1.3光源的色温37

3.1.4光源的颜色38

3.2如何选择光源38

3.2.1对光源光谱特性的要求38

3.2.2对光源发光强度以及稳定性的要求39

3.3光源的发光机制40

3.3.1玻尔假说40

3.3.2粒子数按玻耳兹曼分布律41

3.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收41

3.4激光器43

3.4.1激光形成的原理和基本性质44

3.4.2激光器举例50

3.4.3激光应用举例53

3.5常用非相干光源54

3.5.1白炽灯与卤钨灯54

3.5.2荧光灯55

3.5.3气体放电光源55

3.5.4发光二极管58

思考题61

第4章 光电探测器概述62

4.1光电探测器的物理效应62

4.2光电探测器的噪声63

4.2.1几种典型噪声63

4.2.2光电探测器的噪声类别65

4.3光电探测器的性能参数66

思考题70

附录A 噪声的统计特性70

第5章 光子探测器74

5.1光电倍增管74

5.1.1光电子发射效应74

5.1.2光电发射阴极74

5.1.3光电倍增管的工作原理76

5.1.4光电倍增管的主要特性参数78

5.2光电导探测器82

5.2.1光电导效应83

5.2.2光电导探测器的弛豫过程85

5.2.3半导体材料的光电导与载流子浓度的关系以及电流增益86

5.2.4光电导探测器的结构和特性87

5.2.5光敏电阻的偏置90

5.2.6光敏电阻的应用实例93

5.3光伏探测器95

5.3.1光伏效应96

5.3.2光伏探测器的工作模式以及开路电压和短路电流97

5.3.3光伏探测器的性能参数98

5.3.4光电池100

5.3.5太阳能电池的应用实例104

附录B 光敏电阻光电特性实验105

附录C 太阳能电池基本特性的测量109

第6章 热探测器120

6.1热探测器的基本原理及特征120

6.1.1热探测器的热力学分析模型和热流方程的解120

6.1.2调制频率及热力学参数对温升的影响122

6.1.3热探测器的噪声等效功率和比探测率122

6.2热电偶和热电堆124

6.2.1热电偶的结构和工作原理124

6.2.2热电偶的主要特性参数125

6.3测辐射热计126

6.3.1测辐射热计的结构原理126

6.3.2测辐射热计的主要特性参数127

6.4热释电探测器128

6.4.1热释电探测器的结构原理129

6.4.2热释电探测器的主要特性参数131

6.4.3快速热释电探测器133

6.4.4热释电探测器的应用133

思考题134

第7章 光的调制135

7.1光束调制原理135

7.1.1为什么要调制135

7.1.2调制有哪些方式135

7.1.3调制技术的一般原理135

7.2电光调制138

7.2.1光波在电光晶体中的传播138

7.2.2 KDP晶体电光调制142

7.3声光调制146

7.3.1相位栅类型146

7.3.2声光衍射147

7.4光束扫描技术150

7.4.1机械扫描150

7.4.2电光扫描150

7.4.3电光数字式扫描151

7.5空间光调制器152

7.5.1泡克耳读出光调制器（PROM）152

7.5.2液晶空间光调制器153

思考题153

附录D几种常用的光强度调制装置153

第8章 光电成像与显示技术155

8.1固体摄像器件155

8.1.1电荷耦合器件（CCD）155

8.1.2互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器159

8.1.3图像传感器光强分布161

8.2光电成像系统162

8.2.1系统组成162

8.2.2光电成像系统的评价方法——调制传递函数（MTF）评价163

8.2.3光电成像系统的基本参数164

8.3光电显示技术165

8.3.1阴极射线显示管166

8.3.2液晶显示器167

8.3.3等离子体显示器172

8.4三维显示技术173

8.4.1双目视差3D显示174

8.4.2真3D显示175

思考题178

英语词汇179

参考文献182