光電子學：原理、元件與應用(第五版)

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