具体描述
《电子技术基础》的内容涉及到了电子信息类本科生“电路分析”、“模拟电子技术”和“数字电子技术”三门课程的内容。在教材编写中，我们不是简单地取三门电类课程的子集，而是针对非电类专业特点，将三门电类课程相关知识点进行有机结合，形成适合非电类学生的内容结构。全书分为电路基础（第1章）、模拟电子技术（第2～6章）、数字电子技术（第7～10章）和EDA仿真软件应用（第11章）四部分。按照“信号一器件一模拟一数字一数模／模数一系统”的内容结构编排。
《现代光学与光电子技术：从理论到前沿应用》 内容提要： 本书系统而深入地探讨了现代光学与光电子技术领域的基础理论、核心器件及其在信息、制造、能源和生物医学等前沿领域的创新应用。全书结构严谨，内容覆盖面广，旨在为读者构建一个从宏观现象到微观机理的完整认知框架。 第一部分：光学基础与电磁波理论 本部分奠定了整个学科的理论基石。首先，我们从麦克斯韦方程组出发，详细阐述了电磁波在不同介质中的传播特性，包括平面波、球面波的解析描述。随后，重点深入研究了光的波动性，细致分析了光的干涉、衍射和偏振现象。 1.1 波动光学核心概念： 深入剖析了惠更斯-菲涅耳原理，并基于此对单缝、圆孔衍射进行了严谨的傅里叶光学分析。对夫琅和费衍射和菲涅耳衍射的适用条件与数学模型进行了详尽对比。 1.2 偏振态与矩阵表示： 系统阐述了光的偏振特性，包括线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。利用琼斯矩阵和穆勒矩阵，对通过偏振片、波片（如四分之一波片、半波片）后的光场状态变化进行了精确的定量描述和仿真分析。 1.3 几何光学与成像理论： 虽然偏重波动光学，但对几何光学的基本规律，如费马原理、光的折射与反射定律，以及全内反射现象进行了必要的复习。在此基础上，深入探讨了基于光线追迹的成像系统设计，包括透镜的像差理论（球差、色差、像散、彗差、场曲和畸变），并介绍了消除或校正这些像差的高级光学设计方法。 第二部分：激光原理与技术 激光作为光电子技术的核心光源，其原理和应用是本书的重中之重。 2.1 激光的产生机制： 详细阐述了原子光谱、能级结构、吸收、自发辐射和受激辐射的基本过程。重点分析了粒子数反转的实现条件和光泵浦的效率分析。 2.2 激光器结构与性能： 系统介绍了谐振腔的理论，特别是平平行腔、共焦腔和赫希腔的稳定性判据（g参数）。对不同类型的激光器——如气体激光器（He-Ne、CO2）、固体激光器（Nd:YAG）和半导体激光器——的工作原理、增益带宽和模式特性进行了对比分析。 2.3 特殊激光技术： 深入探讨了调Q技术（Q-switching）和锁模技术（Mode-locking）的原理与实现，这两种技术是产生超短脉冲激光的关键。对锁模产生的飞秒乃至皮秒脉冲的形成机制进行了深入的数学推导。 第三部分：光电子器件与集成 本部分聚焦于将光能与电能相互转换的核心半导体器件。 3.1 半导体光电器件基础： 从能带理论出发，解释了PN结的形成、光吸收和载流子复合过程。详细介绍了光电导效应、光生伏特效应及其在探测器中的应用。 3.2 光源器件： 深入分析了LED（发光二极管）的工作原理，并重点研究了半导体激光二极管（LD）的结构（如直插式、表面发射型VCSEL），包括阈值电流、光电转换效率和温度稳定性。 3.3 探测器与接收器： 全面覆盖了光电导探测器（如PIN光电二极管）和雪崩光电二极管（APD）的工作原理、响应速度和噪声特性。对光电探测器的量子效率和信噪比（SNR）的计算进行了详尽的说明。 3.4 光调制与解调： 介绍了电光效应、声光效应在调制中的应用。深入研究了基于半导体材料的调制器，如马赫-曾德尔调制器（MZM）和电吸收调制器（EAM），以及高速光纤通信中使用的直接调制和外部调制方案。 第四部分：光通信与光互连 本部分将前述原理应用于现代高速信息传输系统。 4.1 光纤传输理论： 详细分析了光纤的结构（包层、纤芯、涂覆层），重点阐述了光在光纤中的传输模式（单模与多模），以及耦合损耗的计算。对光纤中的关键损耗机制，如瑞利散射、吸收损耗和弯曲损耗进行了精细的量化分析。 4.2 色散与非线性效应： 深入探讨了光纤通信中最主要的性能限制因素——色散。包括材料色散、波导色散，以及二阶和三阶色散参数的含义。同时，对光纤中的非线性效应，如自相位调制（SPM）、交叉相位调制（XPM）和四波混频（FWM）的机理及其对高速系统的影响进行了详尽的建模与讨论。 4.3 光网络与系统架构： 介绍了光纤通信系统的基本组成，包括光放大器（如EDFA，掺铒光纤放大器）的工作原理和性能参数。最后，探讨了无源光网络（PON）和波分复用（WDM）技术在实现海量数据传输中的核心作用。 第五部分：光电子前沿应用 本部分面向未来技术发展，介绍光电子学在交叉学科中的应用。 5.1 光电子集成电路（PIC）： 介绍了光电混合集成技术，特别是铌酸锂（LN）基、硅基（Silicon Photonics）和基于III-V族半导体的光子集成技术路线。讨论了光波导、集成滤波器和光栅耦合器的设计方法。 5.2 微纳光学与超表面： 介绍了基于亚波长结构控制光场的新兴技术。深入讲解了超表面（Metasurfaces）的设计原理，以及如何利用其实现对光场的相位、振幅和偏振的亚波长尺度调控，展望了其在新型成像和全息显示中的潜力。 5.3 生物医学光子学： 探讨了光学相干断层扫描（OCT）的基本原理和图像重建方法。分析了激光在生物组织中的光散射和吸收特性，以及光动力疗法（PDT）中的光敏剂设计原则。 5.4 机器视觉与传感： 介绍了基于CMOS或CCD图像传感器的成像原理，以及高速视觉系统中的数据采集与处理技术。重点分析了激光雷达（LiDAR）的测距原理和三维点云数据的生成与后处理技术。 本书特点： 本书理论深度与工程实践紧密结合，不仅包含大量的数学推导和物理模型，更注重结合当前产业界的主流器件和技术标准。大量的实例分析和章节末的习题设计，有助于读者巩固所学知识，为从事光电子器件研发、光通信系统设计或光电检测仪器开发的研究人员和工程师提供坚实的理论支撑和前沿指导。
作者简介
目录信息
第1章 电路基础知识
1.1 信号及其频谱
1.1.1 信号
1.1.2 频谱
1.2 理想二端元件
1.2.1 电阻器
1.2.2 电容器
1.2.3 电感器
1.3 电源
1.3.1 独立源
1.3.2 受控源
1.4 电路定理定律
1.4.1 基尔霍夫定律
1.4.2 叠加定理
1.4.3 等效电源定理
1.5 双口网络
1.5.1 双口网络参量
1.5.2 网络函数
1.6 一阶RC电路分析
1.6.1 零输入响应
1.6.2 零状态响应
1.6.3 全响应
本章小结
思考题
练习题
第2章 半导体器件
2.1 半导体基础知识
2.1.1 半导体
2.1.2 PN结
2.2 半导体二极管
2.2.1 二极管的结构
2.2.2 极管的伏安特性
2.2.3 极管的主要参数
2.2.4 极管的应用
2.2.5 稳压二极管
2.3 晶体三极管
2.3.1 三极管的结构
2.3.2 三极管的电流放大作用
2.3.3 三极管的特性曲线
2.3.4 三极管的主要参数：
2.4 场效应管
2.4.1 绝缘栅场效应管
2.4.2 结型场效应管
2.4.3 场效应管的主要参数
本章小结
思考题
练习题
第3章 放大电路
3.1 放大电路的性能指标与组成原理
3.1.1 放大的概念
3.1.2 放大电路的性能指标
3.1.3 共射极放大电路的组成和原理
3.2 共射放大电路的图解分析法
3.2.1 静态工作分析
3.2.2 动态工作分析
3.2.3 非线性失真分析
3.3 共射放大电路的微变等效电路分析法
3.3.1 三极管的微变等效电路
3.3.2 放大电路的微变等效电路分析法
3.4 放大电路工作点的稳定
3.4.1 温度对静态工作点的影响
3.4.2 稳定静态工作点的方法r
3.5 共集电极放大电路
3.5.1 共集电极放大电路的组成
3.5.2 共集电极放大电路的分析
3.6 放大电路的频率响应和多级级联
3.6.1 阻容耦合方式
3.6.2 阻容耦合放大电路的频率响应
3.6.3 多级放大电路
3.7 直流信号放大电路
3.7.1 直接耦合方式及零点漂移
3.7.2 典型差分放大电路
3.7.3 差分放大电路的四种接法
3.8 功率放大电路
3.8.1 功率放大电路的主要指标
3.8.2 功率放大电路的工作状态
3.8.3 0CL互补对称功率放大电路
3.8.4 OTL互补对称功率放大电路
3.9 集成运算放大电路
3.9.1 集成运算放大电路简介
3.9.2 集成运放中的电流源
3.9.3 集成运放典型电路
3.9.4 集成运放的主要指标和传输特性
本章小结
思考题
练习题
第4章 放大电路中的反馈
4.1 反馈的基本概念与分类：
4.1.1 反馈的基本概念
4.1.2 反馈的分类与判别
4.1.3 负反馈放大电路的四种组态
4.1.4 反馈放大电路的一般表达式
4.2 负反馈对放大电路性能的影响
4.2.1 稳定放大倍数
4.2.2 展宽频带.‘
4.2.3 减小非线性失真
4.2.4 改变输入和输出电阻
4.3 深度负反馈放大电路的分析
4.3.1 深度负反馈放大电路的近似估算法
4.3.2 四种组态深度负反馈放大电路的电压放大倍数估算
本章小结
思考题
练习题
第5章 集成运算放大器的应用
5.1 集成运算放大器的线性应用
5.1.1 比例运算电路
5.1.2 加减运算电路
5.1.3 积分和微分运算电路
5.1.4 RC有源滤波电路
5.1.5 RC正弦波振荡电路
5.2 集成运算放大器的非线性应用
5.2.1 单限比较器
5.2.2 滞回比较器
5.2.3 双限比较器
5.2.4 矩形波发生电路
5.2.5 三角波发生电路
5.2.6 锯齿波发生电路
5.3 集成运算放大器实际应用中须注意的问题
5.3.1 运放选择
5.3.2 零点调整
5.3.3 消除自激振荡
5.3.4 保护措施
本章小结
思考题
练习题
第6章 直流稳压电源
第7章 数字电路基础
第8章 组合逻辑电路
第9章 触发器和时序逻辑电路
第10章 脉冲电路与电子测量系统
第11章 EDA软件在电子技术中的应用
练习题参考答案
参考文献
· · · · · · (收起)
1.1 信号及其频谱
1.1.1 信号
1.1.2 频谱
1.2 理想二端元件
1.2.1 电阻器
1.2.2 电容器
1.2.3 电感器
1.3 电源
1.3.1 独立源
1.3.2 受控源
1.4 电路定理定律
1.4.1 基尔霍夫定律
1.4.2 叠加定理
1.4.3 等效电源定理
1.5 双口网络
1.5.1 双口网络参量
1.5.2 网络函数
1.6 一阶RC电路分析
1.6.1 零输入响应
1.6.2 零状态响应
1.6.3 全响应
本章小结
思考题
练习题
第2章 半导体器件
2.1 半导体基础知识
2.1.1 半导体
2.1.2 PN结
2.2 半导体二极管
2.2.1 二极管的结构
2.2.2 极管的伏安特性
2.2.3 极管的主要参数
2.2.4 极管的应用
2.2.5 稳压二极管
2.3 晶体三极管
2.3.1 三极管的结构
2.3.2 三极管的电流放大作用
2.3.3 三极管的特性曲线
2.3.4 三极管的主要参数：
2.4 场效应管
2.4.1 绝缘栅场效应管
2.4.2 结型场效应管
2.4.3 场效应管的主要参数
本章小结
思考题
练习题
第3章 放大电路
3.1 放大电路的性能指标与组成原理
3.1.1 放大的概念
3.1.2 放大电路的性能指标
3.1.3 共射极放大电路的组成和原理
3.2 共射放大电路的图解分析法
3.2.1 静态工作分析
3.2.2 动态工作分析
3.2.3 非线性失真分析
3.3 共射放大电路的微变等效电路分析法
3.3.1 三极管的微变等效电路
3.3.2 放大电路的微变等效电路分析法
3.4 放大电路工作点的稳定
3.4.1 温度对静态工作点的影响
3.4.2 稳定静态工作点的方法r
3.5 共集电极放大电路
3.5.1 共集电极放大电路的组成
3.5.2 共集电极放大电路的分析
3.6 放大电路的频率响应和多级级联
3.6.1 阻容耦合方式
3.6.2 阻容耦合放大电路的频率响应
3.6.3 多级放大电路
3.7 直流信号放大电路
3.7.1 直接耦合方式及零点漂移
3.7.2 典型差分放大电路
3.7.3 差分放大电路的四种接法
3.8 功率放大电路
3.8.1 功率放大电路的主要指标
3.8.2 功率放大电路的工作状态
3.8.3 0CL互补对称功率放大电路
3.8.4 OTL互补对称功率放大电路
3.9 集成运算放大电路
3.9.1 集成运算放大电路简介
3.9.2 集成运放中的电流源
3.9.3 集成运放典型电路
3.9.4 集成运放的主要指标和传输特性
本章小结
思考题
练习题
第4章 放大电路中的反馈
4.1 反馈的基本概念与分类：
4.1.1 反馈的基本概念
4.1.2 反馈的分类与判别
4.1.3 负反馈放大电路的四种组态
4.1.4 反馈放大电路的一般表达式
4.2 负反馈对放大电路性能的影响
4.2.1 稳定放大倍数
4.2.2 展宽频带.‘
4.2.3 减小非线性失真
4.2.4 改变输入和输出电阻
4.3 深度负反馈放大电路的分析
4.3.1 深度负反馈放大电路的近似估算法
4.3.2 四种组态深度负反馈放大电路的电压放大倍数估算
本章小结
思考题
练习题
第5章 集成运算放大器的应用
5.1 集成运算放大器的线性应用
5.1.1 比例运算电路
5.1.2 加减运算电路
5.1.3 积分和微分运算电路
5.1.4 RC有源滤波电路
5.1.5 RC正弦波振荡电路
5.2 集成运算放大器的非线性应用
5.2.1 单限比较器
5.2.2 滞回比较器
5.2.3 双限比较器
5.2.4 矩形波发生电路
5.2.5 三角波发生电路
5.2.6 锯齿波发生电路
5.3 集成运算放大器实际应用中须注意的问题
5.3.1 运放选择
5.3.2 零点调整
5.3.3 消除自激振荡
5.3.4 保护措施
本章小结
思考题
练习题
第6章 直流稳压电源
第7章 数字电路基础
第8章 组合逻辑电路
第9章 触发器和时序逻辑电路
第10章 脉冲电路与电子测量系统
第11章 EDA软件在电子技术中的应用
练习题参考答案
参考文献
· · · · · · (收起)
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