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出版者:American Institute of Physics

作者:Niklaus Ursus Wetter

出品人:

页数:1362

译者:

出版时间:2008-05-01

价格:USD 499.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780735405110

丛书系列:

图书标签:

• RIAO
• OPTILAS
• 2007
• 光学
• 激光
• 光电技术
• 会议论文
• 学术会议
• 技术报告
• 工程应用
• 科研
• 信息技术

《光电技术中的新进展：原理、应用与发展趋势》 本书是一部涵盖光电技术领域前沿研究与应用的综合性学术专著。光电技术作为现代科技发展的重要驱动力之一，在信息传输、测量传感、能源转化、生物医学等多个关键领域发挥着不可替代的作用。本书旨在系统梳理和深入探讨当前光电技术的核心原理、最新的技术突破、广泛的应用场景以及未来的发展方向，为相关领域的科研人员、工程师、研究生及科技爱好者提供一份全面而富有洞见的参考。 第一部分：光电技术的核心原理与基础理论 本部分将从基础入手，详细阐述光电技术所依赖的核心物理原理。内容包括： 光与物质的相互作用： 深入剖析光子与电子、原子、分子之间的各种相互作用，如吸收、发射、散射、折射、衍射、干涉等。重点介绍量子力学在理解这些相互作用中的作用，以及不同物质材料（如半导体、金属、介电体、有机材料）对光的响应特性。 半导体光电子学： 详细讲解半导体材料的光电特性，包括能带理论、载流子输运、pn结的光电效应（光电导、光伏效应、光电发射）。重点介绍各种重要的半导体材料（如硅、砷化镓、氮化镓、量子点）及其在光电器件中的应用。 光学基础： 回顾和深化几何光学、物理光学（波动光学）的核心概念，包括光的传播、成像原理、光学元件的设计与性能评估。重点介绍衍射光学、光栅、全息技术等高级光学现象。 光电转换机制： 详细阐述不同类型的光电转换机制，如光电导效应、光伏效应、光电发射效应、光电倍增效应、压电光电效应等。解释这些机制如何将光信号转化为电信号，或将电信号转化为光信号。 第二部分：光电器件与系统的新进展 本部分将聚焦于当前光电技术领域涌现出的新型器件和集成系统，并对其工作原理、性能优势和制造工艺进行深入分析： 先进半导体光电器件： 激光器： 介绍不同类型激光器（半导体激光器、光纤激光器、固体激光器）的工作原理、输出特性、性能提升的最新研究，以及在通信、工业、医疗等领域的应用。 发光二极管（LED）与有机发光二极管（OLED）： 详细阐述LED和OLED的发光原理、材料选择、器件结构优化、效率提升技术，以及在显示、照明领域的突破性进展。 光电探测器： 介绍各种光电探测器的类型（如光电二极管、光电倍增管、雪崩光电二极管、CMOS/CCD图像传感器）及其工作原理、响应速度、灵敏度、噪声特性，以及在图像采集、光通信、科学测量中的应用。 光调制器与光开关： 讲解不同类型光调制器（如电光调制器、声光调制器、热光调制器）和光开关的工作原理、调制速度、损耗、功耗等关键参数，以及在光通信、光计算中的重要作用。 光集成器件与光子集成电路（PIC）： 介绍将多种光电器件集成在同一芯片上的技术，包括硅光子技术、III-V族光子集成技术，及其在小型化、高集成度光电子系统中的应用前景。 先进光学传感器与测量技术： 干涉测量技术： 介绍干涉测量在精密位移测量、表面形貌检测、折射率测量等领域的原理与应用，包括迈克尔逊干涉仪、萨纳克干涉仪等。 衍射与全息技术： 讲解衍射光学元件（DOE）的设计与制造，以及全息技术在存储、加密、显示等方面的最新进展。 光谱分析技术： 介绍基于光谱原理的光电探测与分析技术，如拉曼光谱、荧光光谱、红外光谱等，及其在物质成分分析、生物医学诊断中的应用。 光纤传感技术： 详细阐述光纤传感器的原理、类型（如光纤布拉格光栅（FBG）传感器、分布式光纤传感器），及其在温度、压力、应变、化学物质等参数监测中的优势。 机器视觉与图像处理： 结合先进的光电传感器，介绍机器视觉系统的构成、图像采集、预处理、特征提取、目标识别等关键技术，以及在工业自动化、安防、医疗影像分析中的应用。 先进显示与照明技术： 新型显示技术： 探讨Micro-LED、量子点LED（QLED）、微型投影等新兴显示技术的原理、优势与挑战。 固态照明： 深入分析LED照明的光效、显色性、色温控制、寿命等关键指标，以及在智能照明、植物照明等领域的拓展应用。 光电子在新能源领域的应用： 太阳能电池： 重点介绍薄膜太阳能电池、有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等新型光伏技术的原理、效率、稳定性和制造成本。 光电化学： 探讨光电化学在太阳能制氢、二氧化碳还原等能源转化过程中的作用。 第三部分：光电技术的前沿应用与发展趋势 本部分将展望光电技术在各个尖端领域中的最新应用，并预测未来的发展方向： 光通信与网络： 探讨下一代光通信技术，如相干光通信、光子集成通信、太赫兹通信，以及在5G/6G、数据中心、物联网等领域的应用。 光计算与信息处理： 介绍基于光子的计算原理、光学神经网络、光存储等前沿概念，以及其在解决传统计算瓶颈方面的潜力。 生物医学光子学： 生物成像： 详细介绍共聚焦显微镜、多光子显微镜、光声成像、光学相干层析成像（OCT）等先进生物成像技术，及其在疾病诊断、药物研发、神经科学研究中的应用。 光动力疗法（PDT）与光热疗法（PTT）： 阐述基于光敏剂或纳米材料的光治疗技术在癌症治疗中的应用。 生物传感与诊断： 介绍利用光电技术开发的各种高灵敏度、高特异性的生物传感器，用于疾病标志物的检测、基因测序等。 精密制造与检测： 激光加工： 介绍激光精密焊接、切割、打孔、3D打印等技术在微纳制造、先进材料加工中的应用。 光学检测： 探讨光学干涉、结构光、激光雷达（LiDAR）等技术在产品质量检测、工业自动化中的应用。 空间探索与遥感： 介绍利用光电技术进行地物观测、大气监测、深空探测的仪器与方法。 人工智能与光电子的融合： 探讨如何利用光电技术赋能人工智能，例如光学神经网络、光计算加速AI模型训练与推理，以及AI技术在光学设计与器件优化中的应用。 可持续发展与绿色光电： 关注光电技术在环境保护、资源监测、新能源开发等方面的贡献，以及开发环境友好型光电器件和工艺。 本书的编写力求严谨、深入，兼顾理论深度与实践指导性。通过对以上内容的全面梳理与深入分析，本书将为读者呈现一个完整、动态的光电技术知识体系，并激发对这一充满活力的领域进行更深入探索的兴趣。

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