光電子技術(shù)課件 光電子技術(shù)第1章

1、光電子技術(shù)光電子技術(shù)主講教師：盛翠霞主講教師：盛翠霞郵箱：郵箱：電話：電話電子技術(shù)簡介光電子技術(shù)光電子技術(shù)主要研究光與物質(zhì)的電子化相互作用及其能主要研究光與物質(zhì)的電子化相互作用及其能量相互轉(zhuǎn)換的相關(guān)技術(shù)量相互轉(zhuǎn)換的相關(guān)技術(shù)特征特征：光源激光化、傳輸波導(dǎo)化、手段電子化、現(xiàn)代電子學(xué)中：光源激光化、傳輸波導(dǎo)化、手段電子化、現(xiàn)代電子學(xué)中的理論模式和電子學(xué)處理方法光學(xué)化的理論模式和電子學(xué)處理方法光學(xué)化光電子技術(shù)是一門新興的綜合性交叉學(xué)科光電子技術(shù)是一門新興的綜合性交叉學(xué)科將電子學(xué)使用的電磁波頻段提高到光頻波段，產(chǎn)生了電子學(xué)所不能實(shí)現(xiàn)將電子學(xué)使用的電磁波頻段提高到光頻波段，產(chǎn)生了

2、電子學(xué)所不能實(shí)現(xiàn)的許多功能的許多功能光電子技術(shù)發(fā)展兩種看法：光電子技術(shù)發(fā)展兩種看法：19世紀(jì)世紀(jì)70年代電光源及光電探測(cè)氣裝置的發(fā)明算起年代電光源及光電探測(cè)氣裝置的發(fā)明算起從從1960年激光器發(fā)明算起年激光器發(fā)明算起Charge-coupled Device 20世紀(jì)世紀(jì)90年代年代光電子技術(shù)在通信領(lǐng)域取得了極大成功光電子技術(shù)在通信領(lǐng)域取得了極大成功形成了光纖通信產(chǎn)業(yè)：海底光纜鋪設(shè)、各國鋪設(shè)的通信骨形成了光纖通信產(chǎn)業(yè)：海底光纜鋪設(shè)、各國鋪設(shè)的通信骨干網(wǎng)紛紛實(shí)現(xiàn)，并向城域、區(qū)域網(wǎng)發(fā)展干網(wǎng)紛紛實(shí)現(xiàn)，并向城域、區(qū)域網(wǎng)發(fā)展各國光電子器件各國光電子器件取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，半導(dǎo)體激光器走向產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性

3、進(jìn)展，半導(dǎo)體激光器走向產(chǎn)業(yè)化無源器件無源器件得到發(fā)展得到發(fā)展光纖耦合器、衰減器、放大器、隔離器、光開關(guān)、波分復(fù)用器光纖耦合器、衰減器、放大器、隔離器、光開關(guān)、波分復(fù)用器無源器件的發(fā)展擴(kuò)大了通信容量及光通信在通信領(lǐng)域中的份額，使互聯(lián)網(wǎng)深無源器件的發(fā)展擴(kuò)大了通信容量及光通信在通信領(lǐng)域中的份額，使互聯(lián)網(wǎng)深入到千家萬戶入到千家萬戶Plasma Display Panel Liquid Crystal Display electroluminescence 超大容量存儲(chǔ)技術(shù)、三維存儲(chǔ)技術(shù)是研究熱點(diǎn)超大容量存儲(chǔ)技術(shù)、三維存儲(chǔ)技術(shù)是研究熱點(diǎn)澳大利亞斯維本科技大學(xué)微光子中心正在研究五維光存儲(chǔ)澳大利亞斯維本科技

4、大學(xué)微光子中心正在研究五維光存儲(chǔ)信息光電子系統(tǒng)按信息傳遞的各個(gè)環(huán)節(jié)劃分：光電子發(fā)射源、光的控制信息光電子系統(tǒng)按信息傳遞的各個(gè)環(huán)節(jié)劃分：光電子發(fā)射源、光的控制或信號(hào)加載模塊、光信號(hào)的傳輸體系、光信號(hào)的接收和處理裝置或信號(hào)加載模塊、光信號(hào)的傳輸體系、光信號(hào)的接收和處理裝置（1）光纖通信）光纖通信光波與電波相比具有近乎無限的帶寬，光纖微小的傳輸損耗光波與電波相比具有近乎無限的帶寬，光纖微小的傳輸損耗因此在長距離、大容量、超高速通信和信息處理成為主體因此在長距離、大容量、超高速通信和信息處理成為主體（2）光存儲(chǔ)）光存儲(chǔ)半導(dǎo)體激光器小巧，驅(qū)動(dòng)功率小、可聚焦到衍射極限大小的微光斑、可以半導(dǎo)體激光器小巧，驅(qū)

5、動(dòng)功率小、可聚焦到衍射極限大小的微光斑、可以制成小型大容量的光存儲(chǔ)裝置，光的并行性有利于二維三維信息的存儲(chǔ)與制成小型大容量的光存儲(chǔ)裝置，光的并行性有利于二維三維信息的存儲(chǔ)與處理處理（3）光計(jì)算）光計(jì)算利用弱光激發(fā)三次非線性等現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)光學(xué)雙穩(wěn)，在光計(jì)利用弱光激發(fā)三次非線性等現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)光學(xué)雙穩(wěn)，在光計(jì)算上有重要價(jià)值算上有重要價(jià)值（4）在線檢測(cè)）在線檢測(cè)利用光的直線傳播性和定向性，可以進(jìn)行非接觸式測(cè)量和控制，利用光的直線傳播性和定向性，可以進(jìn)行非接觸式測(cè)量和控制，即使在磁場(chǎng)感應(yīng)噪聲中的環(huán)境也可以進(jìn)行有效的傳輸、測(cè)量、即使在磁場(chǎng)感應(yīng)噪聲中的環(huán)境也可以進(jìn)行有效的傳輸、測(cè)量、和控制，并可以實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)和控制

6、，并可以實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)（5）危險(xiǎn)環(huán)境測(cè)量）危險(xiǎn)環(huán)境測(cè)量可以利用光纖直接進(jìn)行信息的傳輸、測(cè)量和控制，在高電可以利用光纖直接進(jìn)行信息的傳輸、測(cè)量和控制，在高電壓的機(jī)器內(nèi)和外圍設(shè)備上不至引起絕緣的破壞。在易燃易壓的機(jī)器內(nèi)和外圍設(shè)備上不至引起絕緣的破壞。在易燃易爆的氣體、液體、固體等環(huán)境中沒有產(chǎn)生火花的危險(xiǎn)爆的氣體、液體、固體等環(huán)境中沒有產(chǎn)生火花的危險(xiǎn)（6）激光醫(yī)學(xué)）激光醫(yī)學(xué)光纖的耐熱耐潮性高，芯徑細(xì)，柔性好，使得人體血管、內(nèi)光纖的耐熱耐潮性高，芯徑細(xì)，柔性好，使得人體血管、內(nèi)臟、機(jī)器內(nèi)部測(cè)量成為可能。焦點(diǎn)小，適合做角膜焊接、激臟、機(jī)器內(nèi)部測(cè)量成為可能。焦點(diǎn)小，適合做角膜焊接、激光碎石等，熱效應(yīng)好，適合

7、做穴位治療儀光碎石等，熱效應(yīng)好，適合做穴位治療儀（7）激光加工）激光加工激光的方向性好，能量密度極高，可以方便地實(shí)現(xiàn)激光加激光的方向性好，能量密度極高，可以方便地實(shí)現(xiàn)激光加工，進(jìn)行切割、打孔焊接等。高強(qiáng)激光還可以進(jìn)行激光可工，進(jìn)行切割、打孔焊接等。高強(qiáng)激光還可以進(jìn)行激光可控核聚變控核聚變（8）軍事應(yīng)用：精密制導(dǎo)、毀滅性武器、瞄準(zhǔn)、跟蹤、）軍事應(yīng)用：精密制導(dǎo)、毀滅性武器、瞄準(zhǔn)、跟蹤、監(jiān)測(cè)、頻譜分析等監(jiān)測(cè)、頻譜分析等（9）遙測(cè)遙感：激光不僅可以改變振幅、相位，而且）遙測(cè)遙感：激光不僅可以改變振幅、相位，而且可以改變頻率，可以進(jìn)行光譜的分析，進(jìn)行遙感測(cè)量可以改變頻率，可以進(jìn)行光譜的分析，進(jìn)行遙感測(cè)量（10）光傳感：利用光波的直線傳播性質(zhì)、光傳播的非接觸性，）光傳感：利用光波的直線傳播性質(zhì)、光傳播的非接觸性，光纖的柔韌性以及各種光調(diào)制性質(zhì)，可以制成溫度、濕度、位光纖的柔韌性以及各種光調(diào)制性質(zhì)，可以制成溫度、濕度、位移、加速度光傳感器，特別是小型輕便的光纖性傳感器移、加速度光傳感器，特別是小型輕便的光纖性傳感器（1