《光电工学概论》

第一章半导体工学1

1-1 固体之结合样式与半导体2

1-2实际之半导体6

1-3结晶与格子振动7

1-4 电子带构造（结合与带）7

1-5电场中荷电粒子之流动9

1-6不纯物（施体与受体）13

1-7半导体内之电子及电洞的功用14

1-8半导体内之电子分布与PN接合19

1-9半导体之导电性27

1-9-1金属之导电性27

1-9-2半导体之导电性28

1-10扩散现象35

1-10-1二极体理论37

1-10-2扩散理论37

1-11接触现象38

1-11-1金属之接触38

1-11-2金属与半导体之接触41

1-12电气传导性之效应45

1-12-1磁场作用45

1-12-2热电效应49

1-12-3光电现象55

1-12-4 强电场效应61

1-13异接面66

1-14 PNP（或NPN）接合67

1-15双极积体电路76

1-15-1基本之线性IC78

1-15-2运算放大器81

1-16 MOS电晶体83

1-17 MOS积体电路87

1-17-1MOS积体电路之技术性特征87

1-17-2 MOS积体电路之种类与动作87

1-17-3各种MOS电路89

1-17-4 基本之MOS积体电路90

习题一96

第二章光电子工学99

2-1半导体之导电性100

2-1-1电场之漂移100

2-1-2浓度梯度之扩散102

2-2电子与电洞之再结合（复合作用）103

2-3光与半导体103

2-4半导体之光吸收现象105

2-4-1 物性上之光吸收现象105

2-4-2带间迁移吸收106

2-4-3带内迁移吸收116

2-4-4 激发子吸收116

2-4-5格子缺陷或不纯物吸收117

2-4-6自由载子吸收118

2-5半导体之光放出120

2-5-1物性上光放出120

2-5-2发光现象122

2-5-3发光机构129

2-5-4量子效率131

2-6发光元件131

2-6-1发光二极体131

2-6-2红外线发光二极体144

2-6-3电场发光145

2-6-4 显示器147

2-7 P-N接合之光学特性154

2-7-1光电伏打效应158

2-7-2光导电效应161

2-8受光元件166

2-8-1光二极体166

2-8-2 PIN光二极体171

2-8-3萧特基光二极体173

2-8-4 累崩光二极体177

2-8-5光电晶体181

2-8-6光场效电晶体183

2-9摄像元件185

2-9-1CCD摄像元件-电荷积蓄装置185

2-9-2 M O S型摄像元件189

2-9-3摄像元件之基本构成192

2-9-4固体（态）影像感测器之特性196

2-10太阳电池198

2-10-1P-N接面太阳电池199

2-10-2萧特基电池及MIS电池218

2-10-3温度对太阳电池之影响222

2-11光电元件之应用224

2-11-1光耦合器224

2-11-2发光二极体显示器227

2-11-3光电逻辑电路229

2-11-4电位位阶指示器229

2-11-5固态电驿230

2-11-6光感测器231

习题二232

第三章雷射工学235

3-1新光源236

3-2雷射之振荡原理236

3-2-1光之放射与吸收236

3-2-2谐振-振荡245

3-2-3雷射光252

3-3半导体雷射254

3-3-1构造与制造法254

3-3-2长波长雷射260

3-3-3电子转移过程260

3-3-4局限作用263

3-4 固体雷射266

3-5气体雷射271

3-6雷射周边设备273

3-6-1光调变器273

3-6-2光偏向器279

3-7半导体雷射之特征283

3-8半导体雷射之应用288

3-8-1光纤通信290

3-8-2光碟292

3-8-3雷射印表机293

3-8-4 测距（长度及距离）用294

3-8-5运动速度之测定298

3-8-6全像术（立体相像）299

习题三323

第四章光纤维工学305

4-1 光技术306

4-2光之传播307

4-2-1光导-反射与折射307

4-2-2导光作用312

4-2-3光之传播316

4-3电讯号与光讯号之差异322

4-4光纤维324

4-4-1 光纤维之种类及性质324

4-4-2光纤维之材料329

4-4-3光纤维之制造方注337

4-5光纤之基本特性347

4-5-1结构损失347

4-5-2带域（多模态光纤之场合）349

4-5-3分散（单模态光纤之场合）350

4-5-4 信赖性（可靠性）351

4-6光纤通讯357

4-6-1光纤通讯之由来357

4-6-2光源358

4-6-3光纤通讯363

4-7光纤之传送特性376

4-7-1光纤之传送损失377

4-7-2光纤之传送带域380

4-7-3光纤之距离特性383

4-8光缆385

4-8-1型式与制作程序385

4-8-2单模光缆之有关规定386

4-8-3光纤之连接与测试393

习题四398

第五章光学原理与光学材料401

5-1光之性质402

5-1-1光之直进402

5-1-2光之反射404

5-1-3光之折射408

5-1-4稜镜414

5-2成（结）像420

5-2-1成（结）像之概念420

5-2-2共轴成（结）像-轴对称成像421

5-2-3成（结）像之分类425

5-2-4成（结）像之合成425

5-3高斯（Gauss）光学428

5-3-1球面之折射428

5-3-2球面之反射431

5-3-3单（厚）透镜433

5-3-4 薄透镜436

5-3-5透镜之组合439

5-4光之色散441

5-4-1 光之分散与消色稜镜441

5-4-2直视稜镜443

5-4-3透镜之色像差444

5-4-4 消色透镜447

5-5像差-不完全之结线451

5-5-1球面像差451

5-5-2彗星像差458

5-5-3非点像差459

5-5-4像面弯曲461

5-5-5像面歪曲463

5-6干涉464

5-6-1二光束之干涉466

5-6-2非点光源之场合469

5-6-3使用聚光透镜照明之场合471

5-6-4 光源非单色光之场合472

5-6-5振幅分割之干涉473

5-7绕射479

5-7-1绕射积分479

5-7-2佛瑞奈绕射481

5-7-3佛拉温霍尔绕射483

5-7-4有像差、吸收之场合487

5-7-5分解能力487

5-8光学材料488

5-8-1光学玻璃之种类与组成488

5-8-2二光学玻璃之光学性质493

5-8-3光学玻璃之化学性质496

5-8-4 光学玻璃之缺陷497

5-8-5光学玻璃（毛胚）之制法501

5-8-6结晶材料505

5-8-7合成树脂材料510

5-9微小光学元件513

5-9-1微小光学元件之种类514

5-9-2分布折射率透镜之特性515

5-9-3分布折射率透镜之应用517

习题五522

参考文献525

附录A527

附录B541