第1章 從光量子到光電子 1 1.1 黑體輻射 普朗克光量子理論 1 1.2 光電效應 愛因斯坦光子假說 7 1.2.1 光電效應 8 1.2.2 光電效應方程 10 1.2.3 光的波粒二象性 10 1.2.4 光電效應的應用 11 1.3 康普頓效應 12 1.3.1 康普頓效應實驗 12 1.3.2 光子理論解釋 14 1.4 玻爾氫原子理論 15 1.4.1 氫原子光譜 16 1.4.2 氫原子結構半經典量子理論 17 1.4.3 氫原子結構半經典量子理論的評價 19 1.5 微觀粒子的波粒二象性 不確定關系 19 1.5.1 微觀粒子的波粒二象性 20 1.5.2 物質波的實驗驗證 20 1.5.3 不確定關系 23 1.6* 波函數 薛定諤方程 25 1.6.1 波函數的統(tǒng)計解釋 25 1.6.2 薛定諤方程 26 1.6.3 求解定態(tài)薛定諤方程的一般步驟 27 1.6.4 薛定諤方程的應用 27 1.7* 電子自旋 四個量子數 34 1.7.1 電子自旋實驗驗證 34 1.7.2 四個量子數 35 1.8* 原子的電子殼層結構 36 1.8.1 泡利不相容原理 36 1.8.2 能量最小原理 36 1.9 計算機在從光量子到光電子中的應用 37 1.10 從光量子到光電子拓展性內容 38 1.10.1 一維簡諧振子 38 1.10.2 氫原子 40 內容小結 43 習題 45 第2章 激光技術 48 2.1 激光原理 48 2.1.1 光傳播的模式數目 48 2.1.2 光子的簡并度 49 2.1.3 光子的簡并度與單色亮度之間的關系 50 2.1.4 光的自發(fā)輻射 50 2.1.5 受激吸收 51 2.1.6 受激輻射 52 2.1.7 激光的產生 53 2.2 光學諧振腔 55 2.2.1 光學諧振腔的分類 55 2.2.2 光學諧振腔的作用 55 2.2.3 光學諧振腔的模式 56 2.3 激光選模 58 2.3.1 橫模的選擇 59 2.3.2 縱模的選擇 59 2.4 穩(wěn)頻技術 62 2.4.1 腔長L的變化 63 2.4.2 折射率n的變化 64 2.4.3 穩(wěn)頻技術 65 2.5 激光鎖模技術 67 2.5.1 鎖模物理原理 67 2.5.2 激光鎖模技術 69 2.5.3 【實驗】聲光調制鎖模激光器實驗 73 2.6 計算機在激光技術中的應用 75 2.7 激光技術拓展性內容 79 2.7.1 激光的艱難探索過程 79 2.7.2 紅寶石激光器的問世 80 2.7.3 各種激光器的誕生 82 內容小結 91 習題 91 第3章 激光光纖通信 93 3.1 光波傳輸 93 3.1.1 光輻射的電磁理論 93 3.1.2 電磁場的波動方程 98 3.2 光纖通信 101 3.2.1 光纖損耗 104 3.2.2 光纖的色散 104 3.2.3 均勻纖芯光纖的波動方程 106 3.2.4 纖芯與包層中的電磁場 108 3.3 光子晶體光纖 110 3.3.1 PCF的分類 111 3.3.2 PCF的主要特征 112 3.3.3 分析計算PCF中光傳輸的理論基礎 113 3.4 激光光纖通信 114 3.4.1 激光光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程 115 3.4.2 激光光纖通信系統(tǒng)的應用 116 3.4.3 激光光纖通信系統(tǒng)展望 118 3.5 計算機在激光光纖通信中的應用 119 3.5.1 PCF建模設計、 分析與計算 119 3.5.2 雙芯八邊形結構PCF的色散補償特性 124 3.5.3 【專利】超高負色散系數的PCF結構的設計 125 3.5.4 利用計算機設計光纜結構 129 3.6 激光光纖通信拓展性內容 131 3.6.1 單頻光纖激光器 132 3.6.2 摻鉺光纖放大器 136 3.6.3 光纖激光器發(fā)展現狀 138 內容小結 140 習題 140 第4章 調制技術 142 4.1 電光效應 142 4.1.1 線性電光效應 142 4.1.2 KDP晶體 143 4.2 電光調制技術 145 4.2.1 KDP晶體的縱向電光調制 146 4.2.2 鈮酸鋰晶體的橫向電光調制 148 4.2.3 改變直流偏壓對輸出特性的影響 150 4.2.4 二次電光效應 151 4.2.5 【實驗】晶體的電光效應實驗 152 4.3 磁光調制技術 154 4.3.1 磁光調制 154 4.3.2 【實驗】晶體的法拉第效應實驗 157 4.4 聲光調制技術 159 4.4.1 聲光衍射效應 160 4.4.2 拉曼奈斯聲光效應 161 4.4.3 布拉格聲光效應 163 4.4.4 駐波型聲光器件衍射光強的調制度 164 4.4.5 聲光器件 166 4.4.6 【實驗】晶體的聲光效應實驗 168 4.5 計算機在調制技術中的應用 172 4.6 調制技術拓展性內容 173 4.6.1 發(fā)光 173 4.6.2 半導體發(fā)光的發(fā)展史 174 4.6.3 半導體LED發(fā)光 177 4.6.4 半導體激光二極管的種類 185 內容小結 187 習題 187 第5章 光電探測技術 190 5.1 光子吸收 190 5.2 光電探測器的分類 191 5.2.1 按內外光電效應分類 191 5.2.2 按光熱效應分類 195 5.3 半導體光電探測器的性能評價 196 5.3.1 量子效率 196 5.3.2 響應度 197 5.3.3 暗電流 198 5.3.4 噪聲和功率信噪比 199 5.3.5 照度特性 201 5.3.6 伏安特性 201 5.3.7 頻率響應特性 202 5.3.8 溫度穩(wěn)定特性 203 5.4 光柵光譜儀的工作原理及應用 203 5.4.1 透射光柵 203 5.4.2 閃耀光柵 204 5.4.3 光譜儀 205 5.4.4 光波分復用器 206 5.4.5 波導光柵 207 5.4.6 光纖光柵 209 5.4.7 光柵分束器 209 5.5 MODIS傳感器及其在海洋內波研究中的應用 210 5.5.1 MODIS遙感 211 5.5.2 海洋內波 213 5.6 光機電一體化 215 5.6.1 先進印刷裝備3D打印機 216 5.6.2 亞龍YL235A型光機電一體化裝置 217 5.6.3 激光制冷技術 218 5.7 【專利】 一種基于單幅白光干涉圖樣的等高線與三維形貌再現的方法 220 5.8 【實驗】 用光電效應測定普朗克常量 223 5.9 計算機在光電探測技術中的應用 227 5.10 光電探測技術拓展性內容 228 5.10.1 陰極射線顯像管顯示技術的出現與發(fā)展 228 5.10.2 液晶顯示技術 230 5.10.3 液晶顯示屏的基本結構 231 5.10.4 薄膜場效應晶體管技術 233 5.10.5 有機發(fā)光二極管技術 234 5.10.6 增強現實技術與虛擬現實技術 236 內容小結 237 習題 237 第6章 光伏技術 239 6.1 太陽與太陽能 239 6.2 太陽電池 240 6.3 太陽電池組件 245 6.3.1 太陽電池組件工藝 245 6.3.2 晶體硅太陽電池組件的功率損失 248 6.3.3 BIPV組件 248 6.4 儲能技術 249 6.5 智能電網與光伏發(fā)電并網技術 252 6.6 新穎太陽電池 254 6.7 計算機在光伏技術中的應用 256 6.8 光伏技術拓展性內容 259 6.8.1 【專利】一種在硅片上激光一次性二維陣列穿孔裝置 259 6.8.2 【專利】一種海洋內波現場測量裝置 262 內容小結 264 習題 264 第7章 激光應用技術 266 7.1 常用的激光器 266 7.2 激光的應用 269 7.2.1 激光測距 269 7.2.2 激光在紡織服裝行業(yè)中的應用 272 7.2.3 激光在醫(yī)療中的應用 273 7.3 干涉型激光測試技術 273 7.3.1 激光外差干涉測試技術 273 7.3.2 激光斐索型干涉測試技術 276 7.3.3 激光散斑測試技術 278 7.3.4 激光全息測試技術 281 7.3.5 光子掃描隧道顯微技術 288 7.4 衍射型激光測試技術 290 7.4.1 間隙測量技術 290 7.4.2 反射衍射測量技術 292 7.5 偏振型激光測試技術 294 7.6 【實驗】利用等傾干涉測量HeNe激光器發(fā)光波長 295 7.7 計算機在激光應用技術中的應用 299 7.8 激光應用技術拓展性內容 301 7.8.1 激光加工 301 7.8.2 【專利】一種基于無人潛艇激光淺海測深裝置 305 內容小結 307 習題 307 第8章 集成電路技術 311 8.1 集成電路產業(yè)及其發(fā)展歷程 311 8.1.1 集成電路產業(yè)鏈 311 8.1.2 國內外微處理器的發(fā)展 313 8.1.3 集成電路技術 316 8.2 集成電路封裝技術 320 8.2.1 封裝技術現狀及其發(fā)展趨勢 320 8.2.2 集成電路的封裝形式 321 8.2.3 集成電路的封裝技術 324 8.3 集成電路測量檢測技術 327 8.3.1 納米尺度的測量 327 8.3.2 缺陷的檢測 329 8.4 光刻技術 330 8.5 問題與思考 335 8.5.1 亟待解決的主要問題 335 8.5.2 下一步思考 336 8.6 計算機在集成電路技術中的應用 337 8.7 集成電路技術拓展性內容 339 8.7.1 第三代半導體材料GaN 339 8.7.2 【專利】一種基于激光制備溝槽MOSFET的方法與裝置 345 內容小結 350 習題 351 附錄 英文縮寫詞索引 352 人名索引 356 參考文獻 360