光机电一体化技术是由光学、光电子学、微电子、信息和机械及其他相关技术交叉与融合而构成的综合性高新技术，也是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。光机电一体化技术扩展了机电一体化技术的应用领域，从加工系统到医疗仪器、从家用电器到军事装备都离不开它。信息、材料、能源、空间、海洋等高科技领域的技术发展和产业化、传统产业的技术改造、武器装备的现代化都要用到光机电一体化技术。

进入21世纪以来，随着更新和更高级的光机电一体化产品的加速涌现，光机电一体化技术正在向着更广和更深的层次发展，这就要求从事光机电一体化领域开发的科技人员必须跟上技术进步的频率，在注重技术更新，强化实际动手能力的同时，还要重视不断培养和增强自身基础理论水平。惟有如此，才能收到以不变应万变的效果，在日新月异的技术更新过程中立于不败之地，这就是本书编写的最主要目的。

基于上述目的，本书在内容选择方面基本涵盖了支撑光机电一体化技术的主要基础理论，全书按所涉及基础理论归类分为4篇，共16章，各篇章的顺序安排便于读者学习和掌握。其中，第1篇介绍了光电子学理论基础，包括3章内容，即辐射度学与光度学基础理论，晶体半导体能带模型与光电效应理论和固体成像理论基础；第2篇介绍了信号与系统分析理论基础，包括4章内容，即信号与系统概述，信号的积分变换，信号的离散变换和系统的状态空间；第3篇介绍了现代机械设计理论基础，包括5章内容，即行星变速系统综合理论基础，2自由度行星传动运动学分析，相似理论基础，机械优化设计和有限元分析，并分析了一些作者参加进行的设计计算实例；第4篇介绍了机器人设计理论基础，包括4章内容，即机器人运动学，机器人动力学，轨迹规划和机器人控制，并分析了作者参加研制的机器人系统的一些运动学和动力学计算实例。本书所介绍的基础理论偏重普及性、实用性和包容性，并配有适量说明图表。本书尽量避免出现无益的、且过于繁复冗长的公式导出过程，在内容深度和语言叙述方面力求面向不同层次的读者。