光電子學第講稿

1、關(guān)于光電子學第第一張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1、光電子學發(fā)展史光學：是研究光的行為和性質(zhì)，以及光和物質(zhì)相互作用的物理學科電子學：研究電子的特性和行為，以及電子器件的物理學科光電子學（Optoelectronics）：光子學。激光的誕生使古老的光學獲得了新的活力，激光在信息電子技術(shù)中的應(yīng)用，使光學與電子學進一步結(jié)合而形成了一門新興的交叉學科光電子學第二張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1、光電子學發(fā)展史光電子學定義包括光電轉(zhuǎn)換器件的設(shè)計、制造和特性描述核心是光與物質(zhì)的相互作用影響廣泛第三張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1、光電子學發(fā)展史在光學方面，光電子學涉及幾

2、何光學、生理光學、物理光學、量子光學、應(yīng)用光學以及將來可能出現(xiàn)的集成光學領(lǐng)域在電子學方面，光電子學涉及到電操縱的輻射源的調(diào)制和控制，錄像和成像管的驅(qū)動和偏轉(zhuǎn)電路，以及對光電轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電信號進一步處理和評價 如上所述，光電子學的領(lǐng)域及其應(yīng)用是極其廣泛和多方面的第四張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1、光電子學發(fā)展史光學與電子學融合的三個階段第一階段：19世紀60年代，Maxwell提出光也是電磁波第二階段：19世紀末20世紀初，光電效應(yīng)的實驗和理論發(fā)展第三階段：1960年第一臺激光器的誕生，它是光學發(fā)展史上的一項重大的革命，也是20世紀最主要的重大發(fā)現(xiàn)之一，它將人類帶入了光子時代第五張

3、，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1、光電子學發(fā)展史光電效應(yīng)光電效應(yīng)就是由光產(chǎn)生電的效應(yīng)，也稱作光生電子效應(yīng)，或光生伏特效應(yīng)Heinrich Hertz（l8571894） 光電效應(yīng)實驗裝置Albert Einstein（1879 - 1955） 第六張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1、光電子學發(fā)展史第七張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1、光電子學發(fā)展史1961年8月，我國第一臺激光器研制成功“中國激光之父”王之江教授激發(fā)效率高第八張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1、光電子學發(fā)展史年，我國第一臺激光測距儀又研制成功，它的研制成功，為我國大地測量和地震預報研究

4、提供了一種長距離測距的新儀器年，我國首創(chuàng)了醫(yī)用高功率激光氣化腫瘤裝置，為治療癌癥提供了一個新手段年，世界上第一張立體圖像卡拉OK激光視盤在我國問世第九張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1、光電子學發(fā)展史1970年美國研制成功損耗為20dB/km的石英光纖和在室溫連續(xù)運轉(zhuǎn)的半導體激光器導致光通信、光纖傳感、光盤信息存儲與顯示及光信息處理等為代表的激光信息技術(shù)蓬勃發(fā)展極大促進了相應(yīng)各學科，如半導體光電子學、導波光學和非線性光學的發(fā)展。形成了邊緣學科的發(fā)展，如纖維光學技術(shù)等第十張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1、光電子學發(fā)展史dB（Decibel，分貝）及dBm的意義dB是一種純計

5、數(shù)表示方法，沒有單位，是把一個很大或者很小的數(shù)比較簡短地表示出來第十一張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1、光電子學發(fā)展史dB（Decibel，分貝）及dBm的意義dBm是功率為毫瓦的另一種表示方法第十二張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1、光電子學發(fā)展史20世紀80年代對超晶格量子阱結(jié)構(gòu)材料非線性光學研究，導致超大功率量子阱陣列激光器光纖物理特性的深入研究，出現(xiàn)了利用光纖的偏振和相位敏感特性制作的光纖傳感器對光纖非線性光學效應(yīng)和色散特性的研究，形成了光弧子的概念，進一步推動了對特種光纖的研究年代初，日、美、英等國的光纖通信骨干網(wǎng)相繼建成，其他各國也開始建設(shè)光纖網(wǎng)絡(luò)第十三張，P

6、PT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1、光電子學發(fā)展史超晶格材料IBM實驗室的江崎和朱兆祥提出超晶格的概念兩種晶格匹配很好的半導體材料交替地生長周期性結(jié)構(gòu)，每層材料的厚度在100nm以下，事實上就是特定形式的層狀精細復合材料雙超晶格結(jié)構(gòu)主要用于： 場效應(yīng)管、激光器工作物質(zhì)、傳感器、光波導第十四張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1、光電子學發(fā)展史20世紀90年代光電子技術(shù)在通信領(lǐng)域取得極大成功形成了光纖通信產(chǎn)業(yè)，海底光纜鋪設(shè)、各國新鋪設(shè)的通信骨干網(wǎng)紛紛實現(xiàn)光纖化光電子器件取得了實質(zhì)進展，半導體激光器走向產(chǎn)業(yè)化，出現(xiàn)了分布反饋式激光器光無源器件取得長足發(fā)展，光纖耦合器、衰減器、放大器、隔離

7、器等實用化，大大擴展了通信容量及光通信在通信領(lǐng)域的份額光纖光柵研究取得重大進展第十五張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2、信息光電子技術(shù)與器件電子技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展己產(chǎn)生了完善的電子器件，高度的集成化光電子技術(shù)多年歷史，有關(guān)器件尚不完善，集成化僅在探索中，發(fā)展空間很大按光電子系統(tǒng)信息傳遞的各個環(huán)節(jié)，光電子技術(shù)器件包括光電子發(fā)射源、光的控制或信號加載模塊、光信號的傳輸體系、光信號的接收和處理裝置等幾個基本部分第十六張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2、信息光電子技術(shù)與器件光源主要是各種激光器，特別是半導體激光器光調(diào)制器件有開關(guān)、偏轉(zhuǎn)、調(diào)制、傳感等功能光探測和顯示技術(shù)涉及光信號的調(diào)

8、制、整形、放大、探測和顯示等第十七張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2、信息光電子技術(shù)與器件光線在光纖中傳 光纖光開關(guān)光探測器光存儲器第十八張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月3、光電子技術(shù)應(yīng)用軍事應(yīng)用優(yōu)先考慮20世紀50年代末，美軍將光電探測器用于“響尾蛇”空空導彈美、英、法等國相繼開發(fā)了中波（m）和長波（m）紅外多元探測器、紅外焦平面陣列等，廣泛用于夜視、偵查、觀瞄、火控、制導等系統(tǒng)20世紀70年代，美軍在越南戰(zhàn)爭中使用激光制導炸彈，炸毀了普通炸彈付出很大代價都沒有炸毀的一座大橋第十九張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月3、光電子技術(shù)應(yīng)用第二十張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作

9、于2022年6月3、光電子技術(shù)應(yīng)用光纖通信：光波與電波相比近乎無限的帶寬，以及光纖微小的傳輸損耗，使得其在長距離、大容量、超高速通信和信息處理中成為主體光存儲：半導體激光器小巧、驅(qū)動功率小可以聚焦到衍射極限大小的微光斑，可以制成小型、大容量的光存儲裝置，而光的并行性又有利于二維、三維圖像信息的存儲與處理第二十一張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月3、光電子技術(shù)應(yīng)用光計算：利用弱光激發(fā)三次非線性等現(xiàn)象實現(xiàn)光學雙穩(wěn)，在光計算上有重要價值在線檢測：利用光波具有直線傳播性質(zhì)和定向性進行非接觸式測量和控制，即使在有電磁場噪聲的環(huán)境中也可以進行有效的傳輸、測量和控制，并可實現(xiàn)在線檢測危險環(huán)境測量：利

10、用光纖直接對機器進行信息的傳輸、測量和控制，沒有火花放電的危險，易燃、易爆的氣體、固體等測量第二十二張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月3、光電子技術(shù)應(yīng)用激光醫(yī)學：光纖耐熱、耐潮性高、芯徑細柔性好，使得人體血管、內(nèi)臟內(nèi)部測量成為可能；焦點小，適合做角膜焊接、激光礦石等；熱效應(yīng)好，適合做穴位治療等激光加工：激光的方向性好，能量密度高可以方便實現(xiàn)激光加工，進行切割、打孔焊接等。高強激光還可用于激光可控核聚變等軍事應(yīng)用：精密制導、瞄準、跟蹤、監(jiān)測第二十三張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月3、光電子技術(shù)應(yīng)用遙測遙感：激光不僅可以改變振幅、相位偏振，而且可以改變頻率，因而可以進行物質(zhì)的光譜分析，以此進行遙感測量光傳感：利用光波的直線傳播性質(zhì)、光調(diào)制的非接觸性以及各種調(diào)制