光電信息技術(shù)

前言

　　隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，光子以其獨特的優(yōu)點，具有極快的響應(yīng)速度，極大的頻寬，信息容量和極高的信息效率推動信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，具有越來越大的競爭力，光電信息產(chǎn)業(yè)在市場的份額逐年增加。光子技術(shù)與微電子技術(shù)結(jié)合，相互交叉、相互滲透與補(bǔ)充已經(jīng)成為信息科學(xué)技術(shù)的主體之一，光子和微電子是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心，光電信息產(chǎn)業(yè)已成為世界上發(fā)達(dá)國家的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。美國政府已將光子學(xué)與光子技術(shù)列為國家發(fā)展的重點，認(rèn)為該領(lǐng)域“在國家安全與經(jīng)濟(jì)競爭方面有深遠(yuǎn)的意義和潛力”，并肯定“通信和計算機(jī)研究與發(fā)展的未來世界屬于光子學(xué)領(lǐng)域”，美國商務(wù)部指出：“90年代，全世界光子產(chǎn)業(yè)以比微電子產(chǎn)業(yè)高得多的速度發(fā)展，誰在光子產(chǎn)業(yè)方面取得主動權(quán)，誰就將在21世紀(jì)的尖端科技的較量中奪魁”。在德國，政府已確定光子學(xué)是本世紀(jì)初“對保持德國在國際技術(shù)市場上的先進(jìn)地位至關(guān)重要的關(guān)鍵技術(shù)之一”。在日本有評論認(rèn)為“21世紀(jì)具有代表意義的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，第一是光子產(chǎn)業(yè)，第二是信息通信產(chǎn)業(yè)……”?！　∥覈种匾暪怆娮蛹夹g(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，已將它列入國民經(jīng)濟(jì)優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域，把光電子產(chǎn)業(yè)列為國家重點發(fā)展計劃，繼1986年3月王大珩等四位專家倡導(dǎo)的“863計劃”之后，在此基礎(chǔ)上開始了“973計劃”，這兩個高科技計劃的重點是光電子產(chǎn)業(yè)。據(jù)國家統(tǒng)計資料顯示，受信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化浪潮的推動，中國的光電信息市場和產(chǎn)業(yè)也呈現(xiàn)出高速增長態(tài)勢，成為拉動整個國民經(jīng)濟(jì)增長的第一支柱行業(yè)。1999年底全國范圍內(nèi)建成了“八橫八縱”的光纜網(wǎng).武漢、廣東和長春等地提出了建設(shè)中國光谷的規(guī)劃?！　‖F(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，迫切需要培養(yǎng)一大批掌握光電信息技術(shù)的專門人才，也迫切需要普及光電信息技術(shù)方面的基礎(chǔ)知識，然而，目前系統(tǒng)介紹這方面內(nèi)容的書籍少見?！豆怆娦畔⒓夹g(shù)》一書的出版，正好填補(bǔ)了這方面的空白。本書作者多年來一直在上海理工大學(xué)和東華大學(xué)等高校的信息類和測控類專業(yè)講授這方面內(nèi)容的課程，并從事光電信息技術(shù)方面的科研工作，實踐中積累的教學(xué)、科研經(jīng)驗有助于作者較深刻地理解光電信息技術(shù)的原理、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用，本書對光電信息技術(shù)理論基礎(chǔ)、電光信息轉(zhuǎn)換、光電信息轉(zhuǎn)換和光電信息技術(shù)應(yīng)用與開發(fā)等進(jìn)行了系統(tǒng)的講述，且條理清晰，層次分明，深入淺出，實用性強(qiáng)，對這一領(lǐng)域的最新發(fā)展也都有所包含，許多內(nèi)容是作者直接的科研成果?！　∠嘈疟緯某霭鎸⒂幸嬗诟叩仍盒！⒖蒲性核慕虒W(xué)、科研和人才培養(yǎng)工作，也有益于有關(guān)工程技術(shù)人員了解、掌握和應(yīng)用光電信息技術(shù)方面的最新知識。

內(nèi)容概要

光電信息技術(shù)是光子技術(shù)與微電子技術(shù)的結(jié)合，是現(xiàn)代信息技術(shù)的核心，已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。本書比較全面地介紹了光電信息技術(shù)的物理基礎(chǔ)、電光信息轉(zhuǎn)換、光電信息轉(zhuǎn)換和光電信息技術(shù)的應(yīng)用，比較注重光電信息技術(shù)應(yīng)用的新成果和新發(fā)展。      本書可供高等院校、科研院所光信息科學(xué)與技術(shù)、測控技術(shù)與儀器、電子信息工程、計算機(jī)、自動化、應(yīng)用物理等專業(yè)的高年級大學(xué)生和光學(xué)類、檢測類、信息類、通訊類等研究生作為必修課或選修課教材。對上述領(lǐng)域內(nèi)從事研究、開發(fā)、生產(chǎn)的工程技術(shù)及研究人員也很有參考價值。

書籍目錄

序前言第一章  光電信息技術(shù)物理基礎(chǔ)  §1.1  理論基礎(chǔ)    §1.1.1  能帶理論    §1.1.2  光電發(fā)射效應(yīng)    §1.1.3  光電導(dǎo)效應(yīng)    §1.1.4  光生伏特效應(yīng)    §1.1.5  熱釋電效應(yīng)  §1.2  光學(xué)基礎(chǔ)    §1.2.1  光的概念與度量    §1.2.2  光學(xué)元器件    §1.2.3  光調(diào)制  §1.3  電路基礎(chǔ)    §1.3.1  放大    §1.3.2  濾波    §1.3.3  比較    §1.3.4  采樣保持    §1.3.5  模擬開關(guān)第二章  電光信息轉(zhuǎn)換  §2.1  發(fā)光二極管    §2.1.1  半導(dǎo)體光源的物理基礎(chǔ)    §2.1.2  發(fā)光二極管的工作原理、結(jié)構(gòu)及驅(qū)動    §2.1.3  LED的特性    §2.1.4  LED的特點及應(yīng)用  §2.2  半導(dǎo)體激光器    §2.2.1  光學(xué)諧振腔與激光器的閾值條件    §2.2.2  半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)    §2.2.3  半導(dǎo)體激光器的特性    §2.2.4  LD的應(yīng)用  §2.3  液晶顯示器    §2.3.1  液晶顯示器原理    §2.3.2  液晶顯示器的構(gòu)造    §2.3.3  液晶顯示器的驅(qū)動    §2.3.4  液晶顯示器的特點及應(yīng)用  §2.4  陰極射線管    §2.4.1  基本結(jié)構(gòu)與工作原理    §2.4.2  主要單元    §2.4.3  CRT顯示器的驅(qū)動與控制    §2.4.4  CRT的特點及應(yīng)用  §2.5  等離子體顯示板    §2.5.1  等離子體顯示板的工作原理    §2.5.2  PDP的結(jié)構(gòu)及驅(qū)動方式    §2.5.3  PDP的特征及應(yīng)用第三章  光電信息轉(zhuǎn)換  §3.1  光電信息轉(zhuǎn)換器件    §3.1.1  光電倍增管    §3.1.2  光敏電阻    §3.1.3  光電池    §3.1.4  光敏二極管(PD)    §3.1.5  光敏三極管    §3.1.6  熱釋電  §3.2  光電信息轉(zhuǎn)換集成器件    §3.2.1  位置傳感器(PSD)    §3.2.2  電荷耦合器(CCD)  §3.3  光電信息轉(zhuǎn)換組合器件    §3.3.1  光電耦合器    §3.3.2  光電編碼器    §3.3.3  光纖陀螺第四章  光電信息技術(shù)應(yīng)用  §4.1  光電檢測    §4.1.1  光電檢測基本方法    §4.1.2  幾何量檢測    §4.1.3  機(jī)械量檢測    §4.1.4  溫度檢測    §4.1.5  機(jī)器人視覺系統(tǒng)  §4.2  光電控制    §4.2.1  光電繼電器    §4.2.2  光電遙控    §4.2.3  光纖開關(guān)  §4.3  光纖通信  ……第五章  光電新產(chǎn)品開發(fā)舉例附錄1  思考題與習(xí)題附錄2  主要參考資料

章節(jié)摘錄

　　根據(jù)1905年愛因斯坦提出的光量子理論可以很容易地解釋上述幾個定律和性質(zhì)。實際上，物體在光線作用下，物體中的電子吸收了光子的能量，就有足夠的動能克服物體邊界勢壘的作用而逸出表面。根據(jù)光量子理論，每個電子的逸出都是由于吸收了斗個光子能量的結(jié)果，而且一個光子的全部能量都由輻射轉(zhuǎn)變成光電子的能量。因此，光線愈強(qiáng)，也就是作用于陰極表面的量子數(shù)愈多，這樣就會有較多的電子從陰極表面逸出。同時，入射光線的頻率愈高，也就是說每個光子的能量愈大，陰極材料中處于最高能量的電子在取得這個能量并克服勢壘作用逸出界面之后，其具有的動能也較大。而光電發(fā)射第三定律可看成是光電發(fā)射第二定律的推論。光電發(fā)射瞬時性的原因是由于它不牽涉到電子在原子內(nèi)遷移到亞穩(wěn)態(tài)能級的物理過程。　　以上的結(jié)論嚴(yán)格說來是在絕對零度時才是正確的。因為隨著溫度的增加。陰極材料內(nèi)電子的能量亦將提高，而有可能在原來的紅限以下即已逸出表面。但是，實際上由于溫度提高時這種具有很大能量的電子數(shù)目為數(shù)很少，因此，愛因斯坦方程和紅限的結(jié)論對大多數(shù)金屬來說仍是正確的。　　最早的時候，認(rèn)為光電發(fā)射效應(yīng)只發(fā)生在陰極材料的表面，即陰極表面的單原子層或者離表面數(shù)十納米的距離內(nèi)。但在后來發(fā)現(xiàn)了靈敏度很高的陰極材料后，認(rèn)為光電發(fā)射不僅發(fā)生在物體的表面層，而且還深入到陰極材料的深層，通常稱為光電發(fā)射的體積效應(yīng)。而前者則稱為光電發(fā)射的表面效應(yīng)?！　　?.1.3 光電導(dǎo)效應(yīng)　　光電導(dǎo)效應(yīng)指固體受光照而改變其電導(dǎo)率。此效應(yīng)是最早發(fā)現(xiàn)的光電現(xiàn)象。半導(dǎo)體和絕緣體都有這種效應(yīng)。1873年W·史密斯在實驗電路中發(fā)現(xiàn)，作為絕緣體的硒由于光的照射電阻減少，于是發(fā)現(xiàn)了光電導(dǎo)效應(yīng)。實際上硒是一種半導(dǎo)體，現(xiàn)被用作光電管的材料。20世紀(jì)的前40年內(nèi)，又先后在氧化亞銅、硫化鉈、硫化鎘等材料中發(fā)現(xiàn)，并利用這一現(xiàn)象制成幾種可用作光強(qiáng)測量及自動控制的光電管。自20世紀(jì)40年代開始，由于半導(dǎo)體物理學(xué)的發(fā)展，先是硫化鉛，爾后是其他半導(dǎo)體的光電導(dǎo)得到了充分研究。并由此發(fā)展了從紫外、可見到紅外各個波段的輻射探測器。　　電導(dǎo)率正比于載流子濃度及其遷移率的乘積。因此凡是能激發(fā)出載流子的入射光都能產(chǎn)生光電導(dǎo)。入射光可以使電子從價帶激發(fā)到導(dǎo)帶，因而同時增加電子和空穴的濃度；也可以使電子躍遷發(fā)生在雜質(zhì)能級與某一能帶之間，因而只增加電子濃度或只增加空穴濃度。前一過程引起的光電導(dǎo)稱為本征光電導(dǎo)，后一過程引起的光電導(dǎo)稱為雜質(zhì)光電導(dǎo)。不管哪一種光電導(dǎo)，入射光的光子能量都必須等于或大于與該激發(fā)過程相應(yīng)的能隙厶E（禁帶寬度或雜質(zhì)能級到某一能帶限的距離），也就是光電導(dǎo)有一個最大的響應(yīng)波長，稱為光電導(dǎo)的長波限入。

編輯推薦

　　《光電信息技術(shù)》對光電信息技術(shù)理論基礎(chǔ)、電光信息轉(zhuǎn)換、光電信息轉(zhuǎn)換和光電信息技術(shù)應(yīng)用與開發(fā)等進(jìn)行了系統(tǒng)的講述，且條理清晰，層次分明，深入淺出，實用性強(qiáng)，對這一領(lǐng)域的最新發(fā)展也都有所包含，許多內(nèi)容是作者直接的科研成果。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    光電信息技術(shù) PDF格式下載

---