光电器件技术与应用

本书分为5章，首先介绍光电器件的基础知识和光电器件的发展趋势，然后介绍光电检测器件、半导体激光器件、光电成像器件和光电显示器件等光电器件的结构、符号、工作原理、工作特性和各类器件在各方面的应用，特别详细介绍了LED显示屏的组装、调试、安装、维护、维修等。本书为光电专业必修课教材，为学习其他专业课奠定了必要的基础。本书是理论和实践相结合的一体化教材，设计了9个技能实训项目，内容广泛，设计了知识拓展使得内容更丰富。

第1章  光电器件基础 1
1.1  光电器件概述 1
技能实训1  光电器件和实验室设备认识实验 1
1.2  光电器件基础 4
1.2.1  光电器件的基本类型 4
1.2.2  光电器件的基础知识 6
1.3  光电器件的发展 9
1.3.1  光电器件的发展现状 12
1.3.2  光电器件的发展趋势 13
第2章　光电探测器件 16
2.1　真空光电探测器件—光电倍增管 16
2.1.1  光电倍增管的分类 16
2.1.2  光电倍增管的结构 17
2.1.3  光电倍增管的工作原理 17
2.1.4  光电倍增管的特性 17
2.2　光敏电阻 19
2.2.1  光敏电阻的外形、结构和符号 19
2.2.2  光敏电阻的原理 20
2.2.3  光敏电阻的特性和主要参数 21
2.2.4  光敏电阻的应用 23
2.3　光电二极管 24
2.3.1  光电二极管的结构 24
2.3.2  光电二极管的原理 25
2.3.3  光电二极管的导电特性 25
2.3.4  光电二极管的应用 26
2.4　光电三极管 28
2.4.1  光电三极管的结构 28
2.4.2  光电三极管的原理 29
2.4.3  光电三极管的特性 30
2.4.4  光电三极管的应用 30
2.5　硅光电池 32
2.5.1  硅光电池的结构 32
2.5.2  硅光电池的原理 34
2.5.3  硅光电池的特性测试 34
2.5.4  硅光电池的应用 35
2.6　红外探测器件 37
2.6.1  红外探测器件的结构 38
2.6.2  红外探测器件的工作原理 42
2.6.3  红外探测器件的特性 43
2.6.4  红外探测器件的应用 46
技能实训2  光电倍增管（PMT）暗电流的测试 51
技能实训3  测量光敏电阻的伏安特性和光照特性 55
技能实训4  光电二极管和光电三极管的引脚测试 56
技能实训5  红外探测报警器的制作、调试、安装、运行和维护 58
第3章　半导体激光器件 65
3.1　半导体激光器概述 65
3.1.1  半导体激光器的分类 65
3.1.2  半导体激光器的特点和工作特性 66
3.2　半导体激光器的结构和原理 67
3.2.1　同质结半导体激光器的结构和原理 67
3.2.2　异质结半导体激光器的结构和原理 68
3.3  半导体激光的发展 70
3.3.1  半导体激光器的发展历史 71
3.3.2  大功率激光器的最新进展 72
3.4  激光调制 73
3.4.1  激光调制的种类 73
3.4.2  激光调制方式 75
3.4.3  激光调制的应用实例——激光打印机 75
3.5　半导体激光器的应用 78
3.5.1  半导体激光器在通信和工业上的应用 78
3.5.2  CD、VCD、DVD机的激光头 81
3.5.3  半导体激光器在军事上的应用 82
3.5.4  半导体激光器在医学上的应用 84
技能实训6  激光二极管（LD）伏安（V－I）特性的测量 86
技能实训7  激光二极管电光转换特性（P－I） 88
第4章　光电成像器件 91
4.1  像管 92
4.1.1  变像管 92
4.1.2  像增强器 93
4.2  典型摄像管 97
4.2.1  光导摄像管 97
4.2.2  热释电摄像管 100
4.2.3  分流摄像管 100
4.2.4  二次电子导电式光导摄像管（SEC管） 101
4.2.5  硅电子倍增摄像管 102
4.3  固体成像器件 102
4.3.1  自扫描像敏器件 102
4.3.2  电荷耦合摄像器件（CCD/CMOS图像传感器） 103
第5章  光电显示器件 110
5.1  光电显示器件概述 110
5.1.1  光电显示器件的分类 110
5.1.2  光电显示器件的发展 111
5.2  发光二极管（LED） 111
5.2.1  发光二极管的外形和符号 111
5.2.2  发光二极管的工作原理 111
5.2.3　发光二极管的种类 112
5.2.4　发光二极管的应用 112
5.3  液晶显示器（LCD） 114
5.3.1  液晶 114
5.3.2　液晶显示器 115
5.3.3　液晶显示的优点和缺点 120
5.3.4  液晶显示器的应用和发展趋势 121
5.4　等离子体显示器（PDP） 123
5.4.1  等离子体显示板的发展和结构 124
5.4.2  等离子体显示板的工作原理 126
5.4.3　等离子体显示板的特性 127
5.4.4　等离子体显示板的应用 129
5.5　光电显示器的其他应用 131
5.5.1  电子书阅读器 131
5.5.2  触摸屏 133
技能实训8  LED显示屏的组装、调试、安装、运行和维护 136
技能实训9  制作小点阵液晶显示器件显示时间（年月日时分秒） 148
参考文献 151

随着光电技术的发展，光电技术的应用越来越广泛，深入到生活、工业、农业、军事、医疗等各个方面，企业越来越需要中等职业学校毕业生到光电产品生产部门从事操作和技术工作，很多电子专业和光电专业需要开设“光电器件技术与应用”这门课。但现在中职学生能用的书不多，大多是针对本科生的，为了满足中职学生的认知条件，我们编写了这本中职生能用的《光电器件技术与应用》教材，编写时在内容的安排和深度的把握上，坚持传授必备的理论知识，多结合实际，讲解各领域的应用实例，本书难度适合中职学生使用，也可供从事光电技术的专业人员参考。    
本书内容充实，从光电器件的基础知识到各种具体的光电器件，涉及的面十分广泛，为学生后续专业课程的学习奠定了必要的基础。本书的编写有如下几个特点：
1．在内容的选取上，以知识够用为原则，坚持与生产实际紧密结合，以能力为本位，注重新知识、新技术、新工艺的讲解。
2．在教材的体系设计上，以坚持知识和技能的科学性为基础，追求教学内容的合理性、实用性和适用性，理论知识的学习和技能相互融合，设计了9个技能实训项目，以及知识拓展、应用提示等，教师和学生可以双向互动，适合中职学生的身心发展规律。
3．在教材的形式上，根据中职学生的身心特点和内容特点，采用图文并茂的形式，将烦琐的知识用图表形式呈现出来，易教、易学。
4．为方便教学，本书配备电子教案、PPT课件和练习题解答。
完成本书所需要的课时为64学时，其各章节的学时安排如下表所示：
教 学 章 节 建 议 学 时 
第1章  光电器件基础     12                    
第2章　光电探测器件     16 
第3章　半导体激光器件    12 
第4章　光电成像器件     12 
第5章　光电显示器件      12 

建议实训操作与理论教学穿插进行，多采用实物教具、图片，多联系实际。
本书第1章由魏克慧编写，第2、3、4章由陈克香编写，第5章由许志华编写。感谢魏克慧老师和许志华老师的辛苦编写。
本书疏漏之处，恳请读者批评指正。

陈克香