光电子技术基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:朱京平 编著

出品人:

页数:313

译者:

出版时间:2003-9-1

价格:28.00元

装帧:平装

isbn号码:9787030116574

丛书系列:

图书标签:

• 朱京平
• 光电子
• 光电子技术
• 光电子学
• 半导体光电器件
• 光电探测
• 光电转换
• 光通信
• 激光技术
• 显示技术
• 传感器
• 光学工程

好的，这是一份针对一本名为《光电子技术基础》的图书的内容简介的替代方案，旨在详细描述一本不包含光电子技术基础内容的图书，同时确保内容详实、自然流畅。 --- 图书名称：《现代精密机械设计与优化》 内容提要： 本书聚焦于现代工业领域中对精度、可靠性和效率要求极高的精密机械系统的设计理论、关键技术与优化策略。全书内容紧密围绕机械工程的核心挑战，旨在为从事高端制造、航空航天、生物医疗器械以及自动化设备研发的工程师和科研人员提供一套系统化、可操作的专业知识框架。 第一部分：精密机械系统概述与理论基础 本部分首先界定了“精密机械”的内涵与外延，区分了传统机械与精密机械在设计哲学、制造标准和误差控制上的本质差异。 1.1 精密机械的定义、分类与发展趋势： 探讨了超精密加工、微纳操作平台、高精度运动控制系统等典型精密装备的构成要素。着重分析了当前全球精密制造领域的技术热点，如面向工业4.0的智能装配系统和高集成度模组化设计。 1.2 误差理论与误差分配： 详细阐述了现代公差理论，包括几何尺寸公差（GD&T）在精密设计中的应用规范。重点剖析了系统误差、随机误差和系统性漂移的统计学处理方法。引入“误差流向分析法”（Error Flow Analysis），指导工程师如何在系统层面进行合理的误差预算和分配，确保最终产品的性能指标达成。 1.3 刚度分析与振动控制基础： 机械系统的刚度是决定其静态精度和动态响应的基石。本章深入探讨了结构动力学在精密设计中的应用，包括模态分析、瞬态响应分析以及接触刚度的建模。阐述了主动隔振与被动隔振技术（如气浮轴承、电磁悬浮）的设计原理和应用场景，以应对外部环境和内部运动产生的振动干扰。 第二部分：关键功能部件的精密设计 本部分是本书的核心，专注于精密机械系统的几个关键功能模块的设计与优化，强调结构与材料的协同效应。 2.1 高精度传动机构设计： 深入研究了滚动轴承、静压轴承（气体和液体）以及磁悬浮轴承的选型、润滑和寿命预测。针对齿轮传动，重点讲解了误差补偿技术，如齿形修形和啮合刚度的精确计算。对于需要极高分辨率的定位系统，详述了精密滚珠丝杠副、谐波减速器以及准零背隙联轴器的设计细节与装配要求。 2.2 导向系统的精密化设计： 导向系统的主要功能是提供精确、平稳的运动轨迹。本章详细对比了线导轨、交叉滚子导轨和空气静压导轨的设计优缺点。对于空气轴承，阐述了动静压气垫的流体力学建模、油气膜厚度的控制以及密封技术的挑战。 2.3 驱动与反馈单元的集成： 探讨了永磁同步电机（PMSM）在精密定位中的应用，包括其低速大扭矩特性和热稳定性设计。重点介绍了高性能线性执行器（如直线电机）的电磁结构设计和散热方案。在反馈方面，详细分析了高分辨率编码器（光学、磁学）的选型标准、安装误差补偿和抗干扰措施。 第三部分：热、流与表面工程在精密系统中的体现 精密机械的性能极易受到温度变化和表面特性的影响。本部分关注这些“隐形”因素的设计控制。 3.1 热稳定性设计与仿真： 阐述了机械结构的热膨胀、温升的来源及传递路径分析。介绍了瞬态热分析（Transient Thermal Analysis）在预测设备工作状态下温度分布中的作用。内容包括热沉设计、热平衡控制策略，以及如何利用材料的热膨胀系数匹配原理来维持关键部件之间的相对几何精度。 3.2 表面接触与摩擦学优化： 探讨了超精密表面粗糙度对机械性能的影响。讲解了先进的表面改性技术，如PVD/CVD涂层、激光熔覆等在提高耐磨性和降低摩擦系数方面的应用。深入分析了干摩擦、边界润滑和全流体润滑的接触力学模型。 3.3 流体动力学在精密冷却中的应用： 针对高功率密度设备（如激光加工系统），详细介绍了微通道冷却技术、浸没式冷却方案的设计参数和流道优化，确保局部温场均匀性。 第四部分：精密系统的集成、测试与优化 精密设计最终需要通过严格的装配和测试来验证。 4.1 精度补偿与误差修正技术： 介绍了几种先进的误差补偿方法，包括基于模型的前馈补偿、基于反馈的实时修正，以及使用柔顺机构（Compliant Mechanism）进行结构自适应。详细阐述了激光跟踪仪、球杆仪等精密测量设备在系统标定中的应用流程。 4.2 动态性能的优化与调校： 重点讲解了如何通过有限元分析（FEA）优化结构形状以提高固有频率，避免共振。在系统集成后，介绍了PID控制器的参数整定方法，特别是针对高带宽、低惯量系统的零相位超调控制策略。 4.3 智能运维与预测性维护： 展望了利用传感器网络（IoT）和机器学习技术对精密设备的健康状态进行实时监测，通过分析振动信号、温度漂移和负载变化，实现故障的早期预警和维护策略的动态调整，从而最大化设备的使用效率和精度寿命。 --- 本书特点： 本书结构严谨，理论深度与工程实用性兼顾。不仅提供了详尽的理论推导和设计公式，更结合了大量来自半导体制造、精密光学仪器、高端数控机床等行业的前沿案例，是精密机械领域工程师和研究生必备的参考手册。它强调的是机械运动的物理实现、结构的拓扑优化以及对微观尺度下误差的精细控制，而非光与物质相互作用的原理。

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读完这本《光电子技术基础》，我最大的感受就是，它成功地在“理论深度”和“工程实用性”之间架起了一座稳固的桥梁。我过去也翻阅过几本号称“基础”的光电子教材，很多要么是纯粹的理论推导，读起来像在啃数学著作，要么就是堆砌大量的器件参数，缺乏对背后物理原理的深入剖析。但这本书很巧妙地平衡了这一点。比如，它在介绍光纤通信中的色散补偿时，不仅仅给出了公式，还配上了非常清晰的眼图（Eye Diagram）变化示意图，这对于理解系统性能衰减的实际影响至关重要。我特别欣赏作者在处理“调制技术”那章时的视角——他没有止步于PSK或QAM的基本定义，而是深入探讨了在实际光纤链路中，如何通过预补偿和均衡技术来克服非线性效应。这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，极大地提升了学习的效率和乐趣。对于正在进行光模块设计或者系统集成的工程师来说，这本书提供的不仅仅是知识点，更是解决实际问题的思维框架。它让我开始重新审视一些习以为常的设计参数，并思考如何通过更精妙的光电设计来榨取系统性能的潜力。

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我得承认，我对“基础”这个词越来越警惕，很多号称“基础”的书籍，其实是为研究生准备的“进阶入门”。但是《光电子技术基础》在定义“基础”上显得非常务实和面向应用。它没有花费过多笔墨去追溯量子力学或电磁场理论的漫长历史，而是直接将读者带入到半导体能带结构与光相互作用的核心。这种聚焦于“如何用光和电来做信息处理”的视角，非常符合当前产业界的需求。我尤其欣赏它对“光电转换效率”这一核心指标的反复强调和多角度阐述。从光伏效应到光电倍增管，它不断地将理论收敛到最终的性能指标上。我发现，很多工程上的权衡取舍——比如牺牲带宽来换取更高的灵敏度——在这本书里都有其理论依据的支撑。对我个人而言，它成功地“去神秘化”了光电子器件，让我不再觉得那些高端的光学系统是高不可攀的黑箱。它提供了一个清晰的路线图，告诉你从材料特性到最终设备性能之间，那些至关重要的物理桥梁究竟是什么。

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这本书在对前沿热点的覆盖上，虽然保持了基础的定位，但其选择的切入点非常具有前瞻性。它没有简单地罗列目前热门的量子点激光器或者新型二维材料光电器件的参数，而是深入剖析了驱动这些新器件发展的**底层物理限制和挑战**。例如，在讨论垂直腔面发射激光器（VCSEL）时，它不仅仅描述了其结构，还详细分析了微腔设计中光限制和载流子注入效率之间的内在矛盾，这才是决定器件性能上限的关键所在。这种“挖掘本质”而非“罗列现象”的叙述方式，让我感到这本书的生命力很强，它不是一本很快就会过时的参考书。我甚至可以想象，几年后当新的光电子技术成熟时，回过头看这本书，它提供的理论框架依然是分析新技术的有效工具。它成功地培养了一种批判性的学习态度，不满足于表面的“是什么”，而更专注于“为什么会是这样”，这对于任何想在这个领域深耕的人来说，都是最宝贵的财富。

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这本书的排版和图示设计，简直是视觉上的享受，这在技术书籍中是相当少见的。我通常对图文并茂的书籍抱持谨慎态度，因为很多时候插图只是为了凑数，内容和文字根本搭不上。然而，《光电子技术基础》在这方面做得非常出色。拿讲解光纤的模式耦合那一节来说，那些三维的矢量场分布图，色彩的过渡和线条的锐利程度都拿捏得恰到好处，使得本应抽象的电磁场概念变得触手可及。我甚至能想象出光束在纤芯中传播时那种优雅的“舞蹈”。更令人称赞的是，每一个关键公式的出现，总能伴随着一个精心绘制的物理模型图或实验装置简图。这极大地降低了理解复杂光学现象的认知负荷。对比我图书馆里那些年代久远、只有黑白线条的教材，这本书的呈现方式简直是革命性的。它仿佛在对读者说：“看，物理世界是如此美丽和有序。”这种对细节的关注，体现了编者对读者体验的尊重，也让我在学习过程中保持了极高的专注度，没有被那些密密麻麻的文字所淹没。

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这本《光电子技术基础》的译者真是下了功夫，虽然我更偏爱原汁原味的技术手册，但不得不说，这翻译质量远超我的预期。很多复杂的概念，比如光子学中的波导理论，那些晦涩的公式推导，通过中文的阐述，似乎一下子就清晰了不少。我记得尤其是在讲解半导体激光器的阈值特性时，原著里那种跳跃式的逻辑有时候让人摸不着头脑，但在这本书的中文版本里，作者似乎特意加入了更多的背景解释和物理图像，这对于我们这些非科班出身但又对光电领域充满好奇的工程师来说，简直是福音。它不像那种纯粹的教科书，动不动就抛出一大堆数学符号，而是更像一位耐心的导师，一步步引导你进入这个奇妙的世界。尤其是关于光电探测器的响应机制部分，那些关于量子效率和噪声特性的讨论，写得相当到位，让我对如何优化传感器性能有了更直观的认识。唯一美中不足的可能是，在某些前沿应用（比如硅光子集成电路的最新进展）方面，内容的深度略显保守，但对于打好坚实的基础来说，这本书绝对是市场上的一股清流。它让“基础”这个词，不再是枯燥的代名词，而是通往更高深殿堂的坚实阶梯。

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