光電子學：原理、元件與應用

■ 本書特色
1.本書內容資料新穎並種類寬廣，是研習光電科技者最佳選擇。
2.本書介紹各類光電裝置之工作原理，分別有雷射原理與控制雷射光的方法、光檢器原理、顯示器、半導體雷射、光波導器等。是一本廣度充足、深度適中的讀本！
3.中文編寫之高科技圖書，流暢易讀，學習效果更甚市售英文光電書籍。

■ 內容簡介
光電科技及光電裝置已大量應用在各種產業之中，本書介紹各類光電裝置之工作原理與光電轉換機制；有雷射原理與控制雷射光的方法、檢光器原理、半導體雷射、光波導器件等等。內容涵蓋主要之光電裝置，為一本廣度充足、深度適中的讀本！本書適用於大學、科大電子、電機系或研究所和產業界對光電有興趣之工程、研發人員使用。

1　緒　論 1-1
1-1　光電科技與光電子學 1-1
1-2　本書的設計 1-3
參考文獻 1-5
　　2　電磁理論基礎 2-1
2-1　理論模式 2-2
2-2　相量(Phasors) 2-4
2-3　邊界條件(Boundary Conditions) 2-7
2-4　波動方程式之解─行進波(Traveling wave) 2-9
2-5　坡因亭向量(Poynting Vector) 2-12
2-6　反射係數與透射係數(reflection coefficient
and transmission coefficient) 2-15
2-7　平面電磁波之偏極化(polarization) 2-21

習　題 2-23
參考文獻 2-25
　　3　光之特性 3-1
3-1　反射與折射(Reflection and Refraction) 3-2
3-1-1　球形界面(Spherical Surface) 3-4
3-1-2　薄透鏡(Thin lens) 3-6
3-2　射線之轉換矩陣(ray matrix) 3-8
3-3　高斯光束(Gaussian Beam) 3-20
3-4　干涉與繞射(interference and diffraction) 3-38
3-4-1　線性重疊原理與干涉(linear
superposition principle and interference) 3-38
3-4-2　法布里-比洛析光器(fabry-perot etalon) 3-41
3-4-3　光學頻譜分析儀 3-45
3-4-4　惠更斯原理(Huygens' principle)與繞射 3-48
習　題 3-51
參考文獻 3-54
　　4　雷射(Lasers) 4-1
4-1　雷射簡介 4-1
4-2　愛因斯坦關係式 4-10

4-2-1　黑體輻射 4-10
4-2-2　愛因斯坦A.B係數 4-16
4-3　輻射波之損耗與增益 4-22
4-4　居量反置(population inversion) 4-26
4-5　光腔(Optical Cavity) 4-32
4-6　拓寬函數(lineshape function) g(v)及拓寬之原因 4-44
4-7　臨限條件(Threshold Condition) 4-52
4-7-1　臨限之條件 4-52
4-7-2　增益飽合(Gain Saturation) 4-54
4-8　激勵(Pumping)之臨限條件 4-58
4-8-1　以激勵達到臨限 4-58
4-8-2　輸出耦合(Output Coupling) 4-62
4-9　雷射模態 4-66
4-10 總結 ……………………………………………………………. 4- 84
習　題 4-85
參考文獻 4-87
　　5　半導體雷射 5-1
5-1　固態物理基礎─量子力學概述 5-2
5-2　能帶圖 5-8
5-3　半導體中之載子濃度 5-14
5-3-1　費米迪拉克分佈 5-14
5-3-2　載子濃度 5-17
5-4　p-n接面 5-24
5-5　半導體雷射工作原理 5-33
5-6　半導體雷射結構 5-41
5-6-1　同質結構(homostructure)及異質結構
(heterostructure) 5-41
5-6-2　條狀結構 5-45
5-6-3　其他結構 5-47
5-7　半導體雷射之輸出特性與調變特性 5-51
5-7-1　半導體雷射之輸出特性 5-51
5-7-2　半導體雷射之調變 5-54
5-8　材料與波長 5-56
習　題 5-59
參考文獻 5-61
　　6　雷射輸出調變 6-1
6-1　雙折射(Birefrigence) 6-1
6-2　電光效應(Electro-optic Effect) 6-13
6-2-1　電光效應與電光材料 6-13
6-2-2　電光調變器(E-O Modulator) 6-15
6-3　品質開關(Q-Switch)雷射 6-23
6-3-1　品質開關原理 6-23
6-3-2　品質開關之操作方式 6-30
6-4　模態鎖定(mode locking)雷射 6-35
6-4-1　模態鎖定原理 6-35
6-4-2　模態鎖定之方法 6-39
6-5　單頻及穩頻 (Single mode operation and freguency stablization) 6-42
6-5-1　單頻技術 6-42
6-5-2　穩頻技術 6-46
6-6　光束之偏向(deflection) 6-50
6-7　聲光調變 (Acusto-optic Modulation) 6-54
6-8　倍頻(Frequency Doubling) 6-60
習　題 6-62
參考文獻 6-63
　　7　光偵檢器 7-1
7-1　真空光偵檢器 7-2
7-1-1　真空光二極體(Vaccumn photodiode) 7-2
7-1-2　光倍乘器(photomultiplier tube) 7-5
7-1-3　光倍乘器之雜訊 7-8
7-2　光導型光偵檢器(photoconductive detectors) 7-11
7-2-1　光導型光偵檢器原理 7-11
7-2-2　光導檢測器中之雜訊 7-15
7-3　p-n接面光偵檢器(p-n Junction Detectors) 7-17
7-3-1　p-n接面之偏壓與電流 7-17
7-3-2　p-n接面光二極體之特性 7-20
7-3-3　p-n接面光二極體電路模型 7-23
7-4　其他類型光二極體 7-25
7-4-1　pin光二極體(pin photodiode) 7-26
7-4-2　累崩光二極體(Avalanche photodiode) 7-27
7-4-3　蕭特基光二極體(Schottky photodiode
或MS photodiode) 7-29
7-4-4　光電晶體(Photo transistor) 7-31
習　題 7-32
參考文獻 7-33
　　8　其他光電元件 8-1
8-1　光波導元件(optical wave guide) 8-1
8-2　光耦合元件 (Light Coupling Device) 8-14
8-2-1　模態耦合原理(Couple Mode Theory) 8-15
8-2-2　方向耦合器(Directional Coupler) 8-19
8-2-3　光波耦合電光調變器(Electro-optic Coupled
Wave Modulators) 8-20
8-2-4　干涉式電光調變器(interferometric electro-optic modulator) 8-21
8-3　光隔離器(Optoisolator) 8-22
8-4　顯示器件(Display Devices) 8-24
8-4-1　螢光物質發光原理 8-25
8-4-2　電激發光(Electroluminescence) 8-26
8-4-3　發光二極體 (Light Emitted Diode, LED) 8-31
8-4-4　液晶顯示器 (Liquid Crystal Display, LCD) 8-43
習　題 8-51
參考文獻 8-52
　　9　光積體電路元件之設計與分析 9-1
9-1　光電積體電路(OEIC) 9-1
9-2　光波在介質中的傳播特性分析 9-6
9-3　半導體雷射( semiconductor injection laser diode )光學共振腔設計分析 9-10
9-4　三維介質波導與有效折射率法(effective index method)
9-22
9-5　基板溝槽大光腔(channel-substrate planar large optical cavity，CSPLOC)半導體雷射結構之設計與分析 9-28
習　題 9-50
參考文獻 9-52
各章關鍵字中英文對照 各-1