光電子學

《光電子學》是光學工程專業的核心課程。內容包括：光學諧振腔與高斯光束，導波光學，光子光學，激光器機理，半導體的光電特性，半導體光電子器件，光的調製，非線性光學等內容。本系列教材根據教指委《光電信息科學與工程類專業指導性專業規範》的要求，結合光學工程學科的發展趨勢，從工程研究和工程應用的實際需求出發，在光學工程學科體系上注重基礎的全面性和完整性，在光學工程教育體系上整合了光電技術領域所需的專業知識和技能，突出實踐環節，既體現了光學工程學科的數理特徵、行業特徵以及國內外光學工程研究與產業發展的新成果和動態，又增強了學科發展與社會需求的緊密結合。 ^[2] 

第1章 引言

1．1 光電子學的研究內容

1．2 光電子學的發展簡史

1．3 本書的總體結構

1．4 本章小結

第2章 光學諧振腔與高斯光束

2．1 矩陣光學簡述

2．1．1 光學元件的傳播矩陣

2．1．2 光學系統的傳播矩陣

2．2 光學諧振腔基礎

2．2．1 平面諧振腔

2．2．2 二維、三維諧振腔與模密度

2．2．3 球面諧振腔

2．3 高斯光束

2．3．1 高斯光束簡述

2．3．2 高斯光束的特性

2．3．3 高斯光束經過光學系統的變換

2．3．4 球面諧振腔中的高斯光束

2．4 微型諧振腔

2．5 本章小結

習題

第3章 導波光學

3．1 平面介質波導

3．2 波導光纖基礎

3．2．1 光線的傳播

3．2．2 光波的傳播

3．2．3 單模光纖

3．2．4 保偏光纖

3．3 漸變折射率光纖

3．3．1 傳導光波

3．3．2 傳播常數與速度

3．4 光纖衰減與色散

3．4．1 衰減

3．4．2 色散

3．4．3 脈衝傳播

3．5 光子晶體波導

3．6 本章小結

習題

第4章 光子光學

4．1 光子

4．1．1 光子能量與不可分性

4．1．2 光子的位置

4．1．3 光子的動量

4．1．4 光子的偏振

4．1．5 光子的干涉

4．1．6 光子時間特性

4．2 光子流

4．2．1 平均光子通量

4．2．2 光子通量的隨機性

4．2．3 光子數統計分佈

4．2．4 光子流的隨機分割

4．3 原子、分子和固體

4．3．1 能級

4．3．2 熱平衡下能級的佔據

4．4 光子與原子的相互作用

4．4．1 光子與原子的作用

4．4．2 自發輻射

4．4．3 受激輻射和吸收

4．4．4 線形加寬

4．4．5 激光冷卻和捕獲原子

4．5 熱光

4．5．1 光子和原子之間的熱平衡

4．5．2 黑體輻射譜

4．6 光子的吸收與散射

4．7 本章小結

習題

第5章 激光器機理

5．1 激光放大器

5．1．1 激光放大器的增益與相移

5．1．2 激光放大器的功率源

5．1．3 激光放大器的非線性與增益飽和

5．2 激光振盪理論

5．2．1 光學放大與反饋

5．2．2 激光振盪條件

5．3 激光輸出特性

5．3．1 功率

5．3．2 激光的光譜分佈

5．3．3 空問分佈與偏振

5．3．4 選模

5．3．5 典型激光器的特性

5．4 脈衝激光器

5．4．1 脈衝激光器常用技術

5．4．2 瞬態效應分析

5．4．3 調Q

5．4．4 鎖模

5．5 光纖激光器概述

5．5．1 激光和光纖激光器簡介

5．5．2 連續摻鐿光纖激光器

5．5．3 調Q脈衝光纖激光器

5．6 本章小結

習題

第6章 半導體的光電特性

6．1 半導體

6．1．1 能帶和電荷載流子

6．1．2 半導體材料

6．1．3 電子和空穴濃度

6．1．4 載流子的產生、複合及注人

6．1．5 同質結

6．1．6 異質結

6．2 光子與電子、空穴的相互作用

6．2．1 帶間吸收和發射

6．2．2 吸收率和發射率

6．2．3 折射率

6．3 本章小結

習題

第7章 半導體光電子器件

7．1 發光二極管

7．1．1 注入式電致發光

7．1．2 LED的特性

7．2 半導體激光器

7．2．1 放大、反饋和振盪

7．2．2 功率

7．2．3 光譜分佈

7．2．4 空間分佈

7．2．5 單頻模式選擇

7．2．6 典型激光器的特徵

7．3 光電二極管

7．3．1 P-N型光電二極管

7．3．2 P-I_I＼『光電二極管

7．3．3 異質結光電二極管

7．4 本章小結

習題

第8章 光的調製

8．1 電光調製

8．1．1 電光效應

8．1．2 電光調製器

8．1．3 液晶的電光調製

8．1．4 光折變

8．2 聲光調製

8．2．1 聲光效應

8．2．2 光和聲的相互作用

8．2．3 聲光器件

8．3 液晶顯示技術

8．3．1 平板式液晶顯示

8．3．2 液晶投影顯示

8．4 本章小結

習題

第9章 非線性光學

9．1 非線性光學介質

9．1．1 非線性波動方程

9．1．2 非線性光學的散射理論：玻恩近似

9．2 二階非線性光學

9．2．1 二次諧波感生和校正

9．2．2 電光效應

9．2．3 三波混頻

9．3 三階非線性光學

9．3．1 三次諧波感生和自位相調製

9．3．2 四波混頻

9．3．3 光學位相共軛

9．4 二階非線性光學的耦合波理論

9．4．1 耦合波方程

9．4．2 均勻平面波的三波混頻

9．4．3 簡併三波混頻

9．4．4 頻率轉換

9．4．5 參量放大和參量振盪

9．5 三階非線性光學的耦合波理論

9．5．1 耦合波方程

9．5．2 簡併四波混頻

9．5．3 位相共軛

9．6 各向異性非線性介質

9．6．1 對稱性

9．6．2 各向異性二階非線性介質中的三波混頻

9．6．3 三波混頻中的位相匹配

9．7 非線性光學在量子信息中的應用

9．7．1 偏振糾纏光子對的製備

9．7．2 單光子態的製備

9．8 本章小結

習題

附錄 中英文詞彙對照

參考文獻 ^[2]