光电子学

《光电子学》是光学工程专业的核心课程。内容包括：光学谐振腔与高斯光束，导波光学，光子光学，激光器机理，半导体的光电特性，半导体光电子器件，光的调制，非线性光学等内容。本系列教材根据教指委《光电信息科学与工程类专业指导性专业规范》的要求，结合光学工程学科的发展趋势，从工程研究和工程应用的实际需求出发，在光学工程学科体系上注重基础的全面性和完整性，在光学工程教育体系上整合了光电技术领域所需的专业知识和技能，突出实践环节，既体现了光学工程学科的数理特征、行业特征以及国内外光学工程研究与产业发展的新成果和动态，又增强了学科发展与社会需求的紧密结合。

第1章引言
1.1光电子学的研究内容
1.2光电子学的发展简史
1.3本书的总体结构
1.4本章小结
第2章光学谐振腔与高斯光束
2.1矩阵光学简述
2.1.1光学元件的传播矩阵
2.1.2光学系统的传播矩阵
2.2光学谐振腔基础
2.2.1平面谐振腔
2.2.2二维、三维谐振腔与模密度
2.2.3球面谐振腔
2.3高斯光束
2.3.1高斯光束简述
2.3.2高斯光束的特性
2.3.3高斯光束经过光学系统的变换
2.3.4球面谐振腔中的高斯光束
2.4微型谐振腔
2.5本章小结
习题
第3章导波光学
3.1平面介质波导
3.2波导光纤基础
3.2.1光线的传播
3.2.2光波的传播
3.2.3单模光纤
3.2.4保偏光纤
3.3渐变折射率光纤
3.3.1传导光波
3.3.2传播常数与速度
3.4光纤衰减与色散
3.4.1衰减
3.4.2色散
3.4.3脉冲传播
3.5光子晶体波导
3.6本章小结
习题
第4章光子光学
4.1光子
4.1.1光子能量与不可分性
4.1.2光子的位置
4.1.3光子的动量
4.1.4光子的偏振
4.1.5光子的干涉
4.1.6光子时间特性
4.2光子流
4.2.1平均光子通量
4.2.2光子通量的随机性
4.2.3光子数统计分布
4.2.4光子流的随机分割
4.3原子、分子和固体
4.3.1能级
4.3.2热平衡下能级的占据
4.4光子与原子的相互作用
4.4.1光子与原子的作用
4.4.2自发辐射
4.4.3受激辐射和吸收
4.4.4线形加宽
4.4.5激光冷却和捕获原子
4.5热光
4.5.1光子和原子之间的热平衡
4.5.2黑体辐射谱
4.6光子的吸收与散射
4.7本章小结
习题
第5章激光器机理
5.1激光放大器
5.1.1激光放大器的增益与相移
5.1.2激光放大器的功率源
5.1.3激光放大器的非线性与增益饱和
5.2激光振荡理论
5.2.1光学放大与反馈
5.2.2激光振荡条件
5.3激光输出特性
5.3.1功率
5.3.2激光的光谱分布
5.3.3空问分布与偏振
5.3.4选模
5.3.5典型激光器的特性
5.4脉冲激光器
5.4.1脉冲激光器常用技术
5.4.2瞬态效应分析
5.4.3调Q
5.4.4锁模
5.5光纤激光器概述
5.5.1激光和光纤激光器简介
5.5.2连续掺镱光纤激光器
5.5.3调Q脉冲光纤激光器
5.6本章小结
习题
第6章半导体的光电特性
6.1半导体
6.1.1能带和电荷载流子
6.1.2半导体材料
6.1.3电子和空穴浓度
6.1.4载流子的产生、复合及注人
6.1.5同质结
6.1.6异质结
6.2光子与电子、空穴的相互作用
6.2.1带间吸收和发射
6.2.2吸收率和发射率
6.2.3折射率
6.3本章小结
习题
第7章半导体光电子器件
7.1发光二极管
7.1.1注入式电致发光
7.1.2LED的特性
7.2半导体激光器
7.2.1放大、反馈和振荡
7.2.2功率
7.2.3光谱分布
7.2.4空间分布
7.2.5单频模式选择
7.2.6典型激光器的特征
7.3光电二极管
7.3.1P-N型光电二极管
7.3.2P-I-N光电二极管
7.3.3异质结光电二极管
7.4本章小结
习题
第8章光的调制
8.1电光调制
8.1.1电光效应
8.1.2电光调制器
8.1.3液晶的电光调制
8.1.4光折变
8.2声光调制
8.2.1声光效应
8.2.2光和声的相互作用
8.2.3声光器件
8.3液晶显示技术
8.3.1平板式液晶显示
8.3.2液晶投影显示
8.4本章小结
习题
第9章非线性光学
9.1非线性光学介质
9.1.1非线性波动方程
9.1.2非线性光学的散射理论：玻恩近似
9.2二阶非线性光学
9.2.1二次谐波感生和校正
9.2.2电光效应
9.2.3三波混频
9.3三阶非线性光学
9.3.1三次谐波感生和自位相调制
9.3.2四波混频
9.3.3光学位相共轭
9.4二阶非线性光学的耦合波理论
9.4.1耦合波方程
9.4.2均匀平面波的三波混频
9.4.3简并三波混频
9.4.4频率转换
9.4.5参量放大和参量振荡
9.5三阶非线性光学的耦合波理论
9.5.1耦合波方程
9.5.2简并四波混频
9.5.3位相共轭
9.6各向异性非线性介质
9.6.1对称性
9.6.2各向异性二阶非线性介质中的三波混频
9.6.3三波混频中的位相匹配
9.7非线性光学在量子信息中的应用
9.7.1偏振纠缠光子对的制备
9.7.2单光子态的制备
9.8本章小结
习题
附录中英文词汇对照
参考文献