本书以光的干涉、偏振、双折射和非线性等电磁理论为基础，首先从光电效应、电光/磁光/声光/热电效应出发，介绍了各种激光器、滤波器和掺铒光纤放大器和光纤拉曼放大器，阐述了几种光探测器和太阳能电池、各种光调制器、光开关和光隔离器的工作原理；其次从光热/光电导/光电荷效应和电致/光致发光等效应出发，介绍了用于军事目标侦察制导和跟踪的红外热成像技术、广泛用于武器装备和恶劣环境使用的有机电致发光显示器件等；最后，给出光子学与光电子学在海底、空间、移动和对潜光通信以及在军用光电系统、激光武器、惯性导航和反潜声呐光纤水听器等系统中的应用。 本书概念清楚、由浅入深、系统性强、内容前后呼应、叙述通俗易懂、图文并茂。 本书可供从事光电器件、民用/军事光电系统/装备的研究教学、规划设计、管理维护有关人员参考，也可作为相关专业学生的教材。 为配合高校教学、企业培训的需要，本书免费提供教学课件、习题及题解、实验教程，有需要的读者可扫描封底二维码获取。

第1章 概述和理论基础
1.1 概述
1.1.1 光子学
1.1.2 光电子学
1.1.3 光电子器件进展情况
1.1.4 光电系统发展概况
1.2 光的本质
1.2.1 光的波动性——麦克斯韦预言了电磁波的存在
1.2.2 光的粒子性——普朗克提出量子概念，爱因斯坦提出单色光的最小单位是光子
1.3 均匀介质中的光波
1.3.1 平面电磁波——光场泛指电场，光程差和相位差
1.3.2 麦克斯韦波动方程——统一电磁波的理论获得了极大的成功
1.3.3 相速度和折射率
1.3.4 群速度和群折射率
1.4 相干——相干光、非相干光、各种光源比较
1.5 光电子学基础知识
1.5.1 能带理论
1.5.2 半导体对光的吸收——光探测器、激光器、光放大器基础
1.5.3 载流子的产生、复合、扩散和漂移——光电、光导、光伏效应器件基础
第2章 光的干涉——激光器、滤波器和惯性导航光纤陀螺
2.1 光的干涉——激光器及激光武器
2.1.1 干涉是自然界普遍存在的现象——水波干涉、绷紧弦线、电波谐振
2.1.2 法布里-珀罗光学谐振腔——两块平行的反射镜
2.1.3 固体激光器——战术激光武器
2.1.4 气体激光器——气体放电实现粒子数反转
2.1.5 染料激光器——光泵浦液体工作物质
2.1.6 化学激光器——化学反应使腔内粒子数反转的气体激光器
2.1.7 碱金属蒸气激光器——半导体激光泵浦的气体激光器
2.1.8 半导体激光器——基于法布里-珀罗光学谐振腔
2.1.9 半导体光放大器——没有反馈的法布里-珀罗光学谐振腔
2.1.10 自由电子激光器——高能定向电子束（工作介质）产生激光辐射
2.2 光的干涉——光滤波器、调制器和波分复用器
2.2.1 法布里-珀罗滤波器——基本型、光纤型、级联型
2.2.2 马赫-曾德尔干涉仪——经不同路径传输的两束光干涉
2.2.3 光纤水听器系统——基于马赫-曾德尔干涉的反潜声呐的核心部件
2.2.4 马赫-曾德尔光调制器——外加电场控制两个分支光波的相位差
2.2.5 从电介质镜到光子晶体——从一维晶体到三维晶体
2.2.6 介质薄膜光滤波解复用器——利用光干涉选择波长
2.3 光的衍射——光栅解复用器、激光器和滤波器
2.3.1 夫琅禾费衍射——平面波（准直光）衍射
2.3.2 衍射光栅——折射率周期性变化的任何物体
2.3.3 反射光栅解复用器——光栅对不同波长光的衍射角不同
2.3.4 阵列波导光栅腔体波长可调激光器——可精确设置发射波长位置
2.3.5 布拉格光栅——一列平行半反射镜
2.3.6 光纤光栅滤波器——折射率周期性变化的光栅反射共振波长附近的光
2.3.7 分布反馈激光器——布拉格光栅应用于激光器
2.3.8 光栅波长可调激光器——外部光栅、布拉格光栅改变波长
2.3.9 垂直腔表面发射激光器——激光腔体两端面由电介质镜组成
2.3.10 光纤激光器——激光武器
2.4 阵列波导光栅（AWG）器件——复用器、滤波器和多波长收发机
2.4.1 AWG星形耦合器——相位中心区、光栅圆-罗兰圆中心耦合区
2.4.2 AWG的工作原理——多波长光经不同路径在终点干涉
2.4.3 AWG复用/解复用器——经过不同光程传输后的光干涉
2.4.4 AWG滤波器——数字调谐、功率均衡
2.4.5 AWG平面光波导多信道光接收机——解复用器+阵列光探测器+前置放大器
2.4.6 AWG用于多波长光源——对宽谱光分割
2.4.7 AWG用于光网络单元无色WDM-PON——ONU无光源或使用宽谱光源
2.5 光纤陀螺——飞机、导弹、舰船、坦克等惯性导航
2.5.1 真空中的萨尼亚克效应——两束光在环路中相对传输后干涉
2.5.2 光纤中的萨尼亚克效应——顺、反时针传输光的相位差与角速度和光纤长度成正比
2.5.3 光纤陀螺——航天、航空、航海、兵器等领域应用广泛
2.6 激光武器
2.6.1 战术激光武器
2.6.2 战略激光武器
2.6.3 激光器种类
2.7 全息技术——利用光的干涉记录并重现物体真实三维图像
第3章 光的偏振——高速光纤通信系统
3.1 偏振的基本概念——晶体只允许某一特定方向上的光通过
3.1.1 线偏振光
3.1.2 圆偏振光
3.2 光纤的偏振特性和偏振分集接收
3.2.1 光纤的偏振特性——制造缺陷或弯折扭曲致纤芯折射率不等
3.2.2 相干检测偏振分集接收——输出与偏振无关
3.3 偏振复用相干接收系统
3.3.1 偏振复用光纤传输系统
3.3.2 偏振复用相干接收无中继传输试验系统——实验室已进行了11000km距离传输
第4章 光的双折射效应——偏振器和液晶显示器
4.1 光的双折射效应概述
4.1.1 各向同性材料和各向异性材料
4.1.2 光的双折射效应——各向异性晶体使非偏振光折射成两束正交的线偏振光
4.1.3 双折射的几种特例——光相位调制器和液晶显示器
4.1.4 晶体的双色性