光电子技术简介
光电子技术基础
光电子技术基础•光电子技术概述•光源与光辐射•光电探测器与光电转换目录•光学系统与光路设计•光电子器件与工艺•光电子技术应用实例光电子技术概述01CATALOGUE光电子技术的定义与发展光电子技术的定义光电子技术是研究光与电子相互作用及其应用的科学领域,涉及光的产生、传输、调制、检测和处理等方面。
光电子技术的发展历程自20世纪初爱因斯坦提出光电效应以来,光电子技术经历了从基础研究到应用研究的逐步发展,现已成为现代科技领域的重要分支。
光电子技术在通信领域的应用主要包括光纤通信、无线通信和卫星通信等,实现了高速、大容量的数据传输。
通信领域光电子技术在显示技术方面的应用如液晶显示、有机发光显示等,为现代电子产品提供了丰富多彩的视觉体验。
显示技术光电子技术在太阳能利用、光伏发电等领域的应用,为可再生能源的开发和利用提供了技术支持。
能源领域光电子技术在生物医学领域的应用如光学成像、光动力疗法等,为疾病的诊断和治疗提供了新的手段。
生物医学随着微电子技术的发展,光电子器件将越来越微型化、集成化,实现更高的性能和更小的体积。
微型化与集成化人工智能和自动化技术的引入将进一步提高光电子系统的智能化水平,实现更高效的运行和管理。
智能化与自动化环保意识的提高将推动光电子技术向更环保的方向发展,如开发低能耗、无污染的光电子器件和系统等。
绿色环保光电子技术与材料科学、生物医学等学科的融合将产生更多的交叉学科和创新应用。
跨学科融合光源与光辐射02CATALOGUE利用物体加热到高温后产生的热辐射发光,如白炽灯、卤钨灯等。
具有连续光谱、色温低、显色性好等特点。
热辐射光源利用气体放电时产生的可见光辐射发光,如荧光灯、高压汞灯等。
具有高效、节能、长寿命等优点。
气体放电光源利用固体发光材料在电场或光场激发下产生的发光现象,如LED 、OLED 等。
具有节能环保、响应速度快、可调控性强等特点。
固体发光光源光源的种类与特性表示光源发出的总光能量,单位是流明(lm )。
光电子技术---清华大学
边界条件表示界面两侧的场以及界面上电荷电流的 制约关系,它实质上是边界上的场方程。由于实际问题往 往含有几种介质以及导体在内,因此,边界条件的具体 应用对于解决实际问题十分重要。
平面电磁波的性质
电磁波是横波,电矢量E、磁矢量H和传播方 向K(K为传播方向的单位矢量)两两垂直。
E和H幅度成比例、复角相等
激光的基本原理、特性和应用 ——粒子数正常分布
按这个正则分布规律:
N2 exp(E2 / kT) N1 exp(E1 / kT) exp[(E2 E1) / kT] 1
在热平衡状态中,高能级上的粒子数N2一定小于低能 级上的粒子数N1,两者的比例由体系的温度决定。
三种跃迁过程(自发辐射)
电场与磁场的激发
B
D
t
t
不符合右手法则(为负)
符合右手法则
电磁波的传播
电场
电场
电场
磁场
电场
磁场
磁场
波源
磁场
磁场
边界条件
n
E2 E1
0
n
H 2 H 1
n •
D 2 D 1
n • B2 B1 0
▪ 界面两侧电场的切向分量连续 ▪ 界面两侧磁场的切向分量发生了跃变 ▪ 界面两侧电场的法向分量发生了跃变 ▪ 界面两侧磁场的法向分量连续
(1)当(N2/N1)<1时,粒子数按波尔兹曼正则分布。 此时有dN12>dN21,宏观效果表现为光被吸收。
(2)当(N2/N1)>1时,高能级E2上的粒子数N2大于低能 级E1上的粒子数N1,出现所谓的“粒子数反转分布”情况。 形成激光的必要条件。此时有dN21>dN12,宏观效果表现 为光被放大,或称光增益。
激光的基本原理、特性和应用 ——玻尔假说
光电子技术
2谈谈对光电子技术的理解:光电子技术主要研究物质中的电子相互作用及能量相互转换的技术,以光源激光化,传输波导化,手段电子化,现在电子学中的理论模式和电子学处理方法光学化为特征,是一门新的综合性交叉学科。
3.光电子技术应用实例:光纤通信、光盘存储、光电显示器、光纤传感器等。
4.光的基本属性是光具有波粒二象性,光波动性的体现是光具有干涉、衍射、偏振等。
5.两束光相干的条件是频率相同、振幅方向相同、相位差恒定。
最典型的干涉装置有杨氏双缝干涉、迈克耳孙干涉仪。
两束光相长干涉的条件是δ=mλ(m = 0,±1,±2,LL)6.最早的电光源是碳弧光灯,最早的激光器是1960年美国梅曼制作的红宝石激光器。
7光在各向同性介质中传播时,复极化率的实部表示色散和频率的关系,虚部表示物质吸收和频率的关系。
8波长λ的光经过孔径D的小孔在焦距f 处的衍射爱里斑半径为1.22 fλ/D 。
9光调制技术——光信息系统的信号加载与控制10光有源器件是光通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件,是光传输系统的心脏。
光无源器件是指没有光电转换的器件,即只有光-光的转换。
11.光谱线展宽,均匀展宽:原子自发辐射产生的谱线并不是单一频率的,而是占据一定的频谱宽度,若果这种频谱展宽是由于手激态的有限寿命引起的,则称之为均匀展宽。
特点:引起机制对于每一粒子而言都相同。
任一粒子对谱线展宽的贡献一样,每个发光粒子都以洛伦兹线型发射.非均匀展宽:在物理现象中,个别原子是可以区分的,每一个原子的跃迁频率ν都有少量差别,从而导致自发发射频谱反映出各个跃迁频率增宽,称之为。
特点:粒子体系中粒子的发光只对谱线内与其中心频率相对应的部分有贡献12 激光器的基本结构包括:激光工作物质、泵浦源和光学调振腔。
13激光产生的充分条件是阈值条件和增益饱和效应,必要条件是粒子束反转分布和减少振荡模式数。
14光波导:能使光低损耗传输的通道,它将光限制在一定路径中向前传播,减少了光的耗散,便于光的调制、耦合等,为光学系统的固体化、小型化、集成化打下了基础。
电子行业光电子技术1
电子行业光电子技术1简介光电子技术是电子行业中的一项重要技术,它利用光学和电子学的原理,研究和应用光子与电子之间的相互作用。
在电子行业的各个领域,光电子技术都发挥着重要的作用。
本文将介绍光电子技术在电子行业中的应用和发展情况。
光电子技术的基础原理光电子技术基于光学和电子学原理,主要涉及以下几个方面的基础原理:1.光电效应:光电效应是指在某些材料中,当光照射到其表面时,会引起其中的电子被激发出来,从而产生光电流。
这一原理是光电子技术的基础。
2.光电二极管:光电二极管是一种可以将光信号转换为电信号的器件。
它基于光电效应的原理,当光照射到其PN结上时,产生的电子和空穴会在PN结上产生电流。
3.光电倍增管:光电倍增管是一种可以将弱光信号放大的器件。
它利用了光电效应和二次发射效应的原理,将弱光信号转化为强电流信号。
4.光电晶体管:光电晶体管是一种可以将光信号放大并控制的器件。
它与普通晶体管类似,但是在基底区添加了光电极,可以将光信号作为控制信号。
光电子技术在电子行业中的应用光电子技术在电子行业中有广泛的应用,以下是几个典型的应用案例:1. 光纤通信光纤通信是一种高速传输信息的方法,利用了光电子技术中的光学传输原理。
在光纤通信系统中,光信号通过光纤传输,利用光电二极管等器件将光信号转换为电信号进行处理和传输。
光纤通信具有传输速度快、传输距离长和抗干扰能力强等优点,广泛应用于电子通信领域。
2. 光学存储器光学存储器是一种利用激光将数据记录在光敏材料上的存储设备。
它通过光电效应的原理,将激光照射到光敏材料上,产生的光电流来读取和写入数据。
光学存储器具有容量大、读写速度快和稳定性高的特点,广泛应用于计算机和消费电子产品中。
3. 光电显示器光电显示器是一种利用光电二极管和发光二极管制作而成的显示设备。
它通过光电二极管将电信号转换为光信号,然后通过发光二极管发出可见光。
光电显示器具有功耗低、对比度高和色彩饱和度好的特点,被广泛应用于电子设备和显示器行业。
光电子技术
光电子技术光电子技术是一门涵盖了光学和电子学的交叉学科,是现代科技中非常重要的一个领域。
光电子技术的发展,不仅在通信、计算机、医疗等行业中起到了关键作用,还在环境监测、安全检测、空间探测等领域有着广泛的应用。
本文将介绍光电子技术的相关知识和应用,并展望其未来发展的趋势。
光电子技术是将光学和电子学相结合的一门学科。
光学是研究光的性质和光的相互作用的学科,而电子学则是研究电子器件和电子电路的学科。
光电子技术的核心是光、电子和光电子器件的相互作用。
光电子器件是利用光、电子、半导体材料等的相互作用制作的器件,如光电二极管、光电三极管、光电开关等。
光电子技术在通信领域中发挥着重要作用。
光纤通信是一种基于光学信号传输的现代通信方式,其核心就是光电子技术。
光纤通信具有传输速度快、传输距离远、抗干扰能力强等优点,已成为现代通信的主要手段。
光电子器件中的光电二极管可以将光信号转换为电信号,而光电开关则可以实现光信号的开关控制。
除了通信领域,光电子技术还在计算机领域中得到广泛应用。
光存储器是一种利用光来存储和读取信息的存储器。
与传统的电子存储器相比,光存储器具有高速读写、容量大、耐久性好等优点。
光电子技术还可以应用于光学传感器、显示器、光电显示器等领域,提高设备的性能和功能。
光电子技术在医疗行业中也扮演着重要的角色。
光纤内镜是一种利用光纤传输图像的内窥镜,可以实现非侵入式的检查和诊断。
利用光电子技术,可以将图像传输到显示器上供医生观察和分析,有助于提高医疗诊断的准确性。
光电子技术还可以应用于光疗、激光手术等医疗器械,为治疗提供更好的手段。
光电子技术还可以应用于环境监测和安全检测领域。
利用光电子技术可以制造出高精度的光谱仪,对空气、水质等进行检测分析。
光电子技术还可以应用于火灾报警系统、安全监控系统等领域,提高安全防护的能力。
未来,随着科技的不断发展,光电子技术将有更广阔的应用空间。
例如,光量子计算机可能成为取代传统计算机的新兴技术。
光电子技术简介
光电子技术简介光电子技术是一门研究光与电子相互作用的学科,它利用光的性质传输、控制和处理信息。
随着信息技术的不断发展,光电子技术在通信、显示、数据存储等领域得到了广泛的应用,并且逐渐成为了推动科技进步的重要支撑。
一、光电子技术的基本原理1. 光的本质光是电磁波的一种,具有波粒二象性。
光电子技术利用光的波动和粒子性质,通过光的电离、散射、吸收等过程与电子相互作用。
2. 光电效应光电效应是光与物质发生相互作用时,电子从物质表面或内部被激发并释放出来的现象。
这种现象是光电子技术的基础,也是实现光电子器件的核心原理。
3. 光电子器件光电子器件是指利用光的电离、散射、吸收等效应,将光信号转换为电信号或将电信号转换为光信号的器件。
常见的光电子器件包括光电二极管、光敏电阻、光电晶体管等。
二、光电子技术的应用领域1. 光通信光通信是利用光信号传输信息的通信方式。
相比传统的电信号传输方式,光通信具有传输速率高、带宽大、抗干扰性强等优势,被广泛应用于长距离传输和高速数据传输领域。
2. 光显示技术光显示技术主要包括液晶显示、有机发光二极管(OLED)显示等。
光显示技术通过控制光的强弱、颜色等来实现图像和文字的显示,广泛应用于电视、手机、平板电脑等消费电子产品中。
3. 光存储技术光存储技术利用光的非接触性、高密度存储等特点,实现数据的读写、存储和擦除。
光存储技术能够实现更大容量和更快速度的数据存储,被广泛应用于光盘、蓝光光碟等介质。
4. 光电子传感器光电子传感器利用光的散射、吸收等特性,将光信号转化为电信号,实现对环境的检测和测量。
常见的光电子传感器包括光电二极管、光电晶体管、光纤传感器等。
三、光电子技术发展趋势与挑战1. 高速与高频随着通信和数据传输需求的增加,光电子技术需要不断提高传输速率和工作频率,以满足高速、高频的需求。
2. 小型化与集成化光电子器件的小型化与集成化是发展的趋势。
研究人员正在努力将光电子器件集成在芯片上,实现更高的性能和更小的尺寸。
光电子技术期末知识点总结
光电子技术期末知识点总结一、光电子技术概述光电子技术是指利用光电效应,将光与电子相互转换的一种技术。
光电子技术主要应用于:信息传输、信息显示、信息储存、光学仪器、光电子器件等领域。
二、光电效应光电效应是指当光照射到物质表面时,物质会产生电子的现象。
光电效应实验证明了光的粒子性,同时也说明了光的能量是离散分布的。
光电效应的主要特点有:阈值频率、最大电子动能、光电流等。
三、半导体光电子器件1. 光电二极管(Photodiode)光电二极管是一种能将光能直接转换为电能的器件,主要用于光电探测和光电转换。
光电二极管的特点有:高响应速度、高量子效率、低噪声等。
2. 光电倍增管(Photomultiplier Tube)光电倍增管是一种利用光电效应将光信号放大的器件,主要用于弱光信号的检测和测量。
光电倍增管的工作原理是:光电效应 - 光电子倍增 - 电子放大。
3. CCD(Charged Coupled Device)CCD是一种能将光信号转换为电信号并储存起来的器件,主要用于图像传感和图像采集。
CCD的特点有:高灵敏度、低噪声、高分辨率等。
4. 光电晶体管(Phototransistor)光电晶体管是一种带有光电二极管和晶体管结构的器件,能够将光能转换为电能并放大。
光电晶体管的特点有:高增益、高速度、低功耗等。
五、光通信技术光通信技术是利用光信号传递信息的一种通信技术。
光通信技术主要包括:光纤通信、光无线通信和光备份通信。
1. 光纤通信光纤通信是利用光纤传输光信号的一种通信方式。
光纤通信的优点有:大容量、传输距离远、抗干扰能力强等。
2. 光无线通信光无线通信是一种通过空气中传输光信号的通信技术,无需光纤。
光无线通信的优点有:无线传输、容量大、传输速度快等。
3. 光备份通信光备份通信是一种利用光信号进行备份传输的通信方式,常用于保护重要数据的传输。
六、光电信息显示光电信息显示技术主要包括:光电显示器、光电显示模块等。
光电子技术简介
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目录
• 光电子技术概述 • 光电子器件与技术 • 光电子技术的应用领域 • 光电子技术的挑战与发展趋势
01
光电子技术概述
光电子技术的定义
• 光电子技术是研究光与电子相互作用及其应用的科学技术。它 涉及光电子器件、光电子系统以及光电子应用等方面,是光学 与电子学相互渗透而形成的一门综合性学科。
等领域有着广泛应用。
03
光电子应用
探讨光电子技术在各个领域的应用,如光纤通信、激光雷达、光电显示
、光伏技术等。这些应用为现代社会的发展提供了重要支撑。
光电子技术的发展历程
初始阶段:自20世纪初发现光电效应以来,人们 开始研究光与电子的相互作用,奠定了光电子技 术的基石。
融合与创新阶段:进入21世纪,随着纳米技术、 微纳加工技术等的进步,光电子技术与其他领域 的技术融合,催生出许多创新性的研究成果和应 用。
ห้องสมุดไป่ตู้
04
光电子技术的挑战与发展趋势
光电子技术的挑战与发展趋势
• 光电子技术是研究光电子器件、光电子系统和光电 子应用的科学技术。它是光学与电子学的交叉学科 ,涉及光电子材料、光电子器件、光电子工艺和光 电子应用等方面。随着信息技术的飞速发展,光电 子技术已经成为现代信息技术的重要组成部分,广 泛应用于通信、医疗、军事、工业等领域。
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发展阶段:随着半导体技术、激光技术、光纤技 术等的发展,光电子技术逐渐成熟,并衍生出众 多分支领域。
总之,光电子技术作为一门综合性的学科,在现 代科技领域具有举足轻重的地位。随着科技的不 断发展,光电子技术将在未来发挥更加重要的作 用,推动人类社会的进步与发展。
光电子技术
光电子技术简介光电子技术是一门研究光与电子相互作用的学科,主要用于利用光的特性进行信息的传输和处理。
光电子技术在通信、传感、能源和显示等领域都有着广泛的应用。
本文将介绍光电子技术的基本原理、应用和未来发展方向。
基本原理光电子技术是基于光与电子的相互作用原理而发展起来的。
光是一种电磁波,在介质中传播时会与电子发生相互作用,从而产生光电效应。
光电效应是指当光照射到物质表面时,物质中的电子会被激发,并产生电流。
基于光电效应,光电子技术利用光源、光电器件和电路等组成的系统来实现光信号的传输和转换。
应用领域光通信光通信是光电子技术最重要的应用领域之一。
光通信利用光纤作为信息传输媒介,具有传输速度快、传输距离远、抗干扰能力强等优点。
光通信系统由光源、光纤、光电器件和光电路等组成,能够实现高速、大容量的信息传输。
光传感光传感是利用光电子技术进行环境监测和数据采集的应用领域。
光传感器能够将环境中的光信号转化为电信号,并通过光电转换器转换为数字信号进行处理。
光传感技术被广泛应用于气体检测、温度测量、光谱分析等领域。
光能源光电子技术在能源领域的应用主要集中在太阳能领域。
太阳能光电转换器利用光电效应将太阳光转化为电能,并通过电路进行储存和利用。
光电能源具有清洁、可再生和无污染的优点,是未来能源发展的重要方向。
光显示光电子技术在显示技术中的应用也非常广泛。
光电显示器利用光电效应将电信号转化为光信号,从而实现图像和文字的显示。
光电显示器具有显示效果好、色彩鲜艳、能耗低等优点,是现代显示技术的主要发展方向。
未来发展方向随着科技的不断进步,光电子技术在未来将迎来更加广阔的发展空间。
以下是光电子技术的几个重要发展方向:光子集成芯片光子集成芯片是利用半导体工艺制造的微型光学器件,将光学和电子技术有机地集成在一起。
光子集成芯片能够实现高度集成、高速传输和低能耗等优点,对于提高光电子设备的性能和减小体积具有重要意义。
光纤通信的新技术随着传输速率的不断提高,光纤通信领域需要更加先进的技术来满足需求。
光电子技术及其应用
光电子技术及其应用光电子技术是一种重要的技术,它融合了光学和电子学两个学科,开创了一种新型的科学研究和应用领域。
光电子技术的发展对人类社会发展提供了许多不可或缺的支持,促进了人类科学文化的发展。
本文将从光电子技术的历史、基本原理、应用等方面进行探讨和分析。
一、光电子技术的历史光电现象最早可以追溯到德国物理学家汉斯·赫兹在1887年发现的赫兹效应,他发现照射在金属表面的紫外光可以使金属表面发射出电子。
这是光电现象的第一次发现,为后来的研究建立了基础。
随着时间的推移,人们对光电现象进行的研究也在不断深入。
1912年斯托克斯法学者罗伯特·米利肯进一步研究了光电现象,发现了光电效应的定量规律。
他制作了一台光电效应计量仪,测量了不同波长光照射金属时,最小能够产生电流的电子能量。
这一研究成果为研究光电效应提供了定量的理论基础。
1921年,法国物理学家路易斯·德布罗意提出了物质波理论,指出所有物质也具有波动性。
这一理论促进了光电现象的研究,为后来的量子力学打下了基础。
1954年,美国物理学家鲁道夫·阿茨弗耶尔提出了激光器的概念,推动了激光技术的研究和发展。
随后,光电子技术逐渐成熟并应用于科学、工业等领域。
二、光电子技术的基本原理光电子技术是一门研究物质光电性质及其应用的学科,它主要涉及电子、光子、半导体的物理特性和相互作用。
其中,最关键的是光电效应和光子器件理论及其制造技术。
光电效应是指将光能转化成电能的现象。
其基本原理是当光照射在物质表面时,光子与物质表面原子或分子相互作用,使光子的能量转移到物质表面的电子上,电子将获得足够的能量,突破束缚力而逸出,即产生了电子。
这一现象可以用电子的电量和能量来描述。
光子器件是光电子技术的重要组成部分。
光子器件包括光电二极管、激光器、光纤、光谱仪、波长分布器等。
光电二极管是通过正常的半导体工艺,将两端极性与晶体缺陷杂质加工制作成的器件。
光电子技术与光通信
光电子技术与光通信光电子技术是一门利用光学原理,将光能转化为电能或利用电能控制光能的技术。
光通信是一种通过光传输信息的通信方式。
光电子技术与光通信之间有着密切的联系和相互依赖关系。
本文将介绍光电子技术和光通信的基本原理、应用领域以及未来的发展趋势。
一、光电子技术的基本原理光电子技术是利用光与电之间的相互转换关系实现信息传输和处理的技术。
光电子技术主要包括光电转换、光传输、光控制等方面的研究和应用。
光电转换是指将光能转化为电能或将电能转化为光能的过程,其中最常见的应用就是光电二极管。
光二极管可以将光信号转化为电信号,并进行电信号的放大和处理。
光传输是指通过光纤等光传输介质进行信息传输的过程。
光控制是指利用电信号对光进行调控和控制的过程,例如光开关、光调制器等。
二、光通信的基本原理光通信是一种通过光传输信息的通信方式,相比传统的电信通信方式,光通信具有传输速度快、带宽大、抗干扰能力强等优点。
光通信主要包括光源、光传输介质、光检测器以及光通信系统等几个重要组成部分。
光源是指产生光信号的装置,一般使用激光器作为光源。
光传输介质是指用于传输光信号的介质,目前应用最广泛的是光纤。
光检测器是将传输的光信号转化为电信号的装置。
光通信系统是由光源、光传输介质、光检测器以及相应的调制、解调器组成的通信系统。
光通信系统广泛应用于电话网络、互联网等领域。
三、光电子技术与光通信的应用领域光电子技术与光通信在众多领域中得到了广泛的应用。
其中,最常见的应用就是通信领域。
光通信技术的高传输速度和大带宽使得它成为了现代通信的重要手段。
光纤通信在电话网络、互联网等领域中占据了重要地位,大大改善了信息传输的质量和效率。
另外,光电子技术和光通信也在医疗、能源、环境监测、军事等领域中得到广泛应用。
例如,激光在医疗领域中应用于激光手术和激光治疗等;光纤传感技术在环境监测中被广泛应用,例如光纤传感温度计、光纤传感压力计等。
四、光电子技术与光通信的发展趋势随着信息时代的不断发展,光电子技术与光通信也将迎来更加广阔的发展空间。
《光电子技术》狄红卫版..
光电子技术又是一个非常宽泛的概念,它围绕着光信号的产生、传输、处理和接收,涵盖了新材料(新型发光感光材料,非线性光学材料,衬底材料、传输材料和人工材料的微结构等)、微加工和微机电、器件和系统集成等一系列从基础到应用的各个领域。
光电子技术科学是光电信息产业的支柱与基础,涉及光电子学、光学、电子学、计算机技术等前沿学科理论,是多学科相互渗透、相互交叉而形成的高新技术学科。
光子学也可称光电子学,它是研究以光子作为信息载体和能量载体的科学,主要研究光子是如何产生及其运动和转化的规律。
所谓光子技术,主要是研究光子的产生、传输、控制和探测的科学技术。
现在光子学和光子技术在信息、能源、材料、航空航天、生命科学和环境科学技术中的广泛应用,必将促进光子产业的迅猛发展。
光电子学是指光波波段,即红外线、可见光、紫外线和软X射线(频率范围3×1011Hz~3×1016Hz或波长范围1mm~10nm)波段的电子学。
光电子技术在经过80年代与其相关技术相互交叉渗透之后,90年代,其技术和应用取得了飞速发展,在社会信息化中起着越来越重要的作用。
光电子技术研究热点是在光通信领域,这对全球的信息高速公路的建设以及国家经济和科技持续发展起着举足轻重的推动作用。
国内外正掀起一股光子学和光子产业的热潮。
1.1可见光的波长、频率和光子的能量范围分别是多少?波长:380~780nm 400~760nm频率:385T~790THz 400T~750THz能量:1.6~3.2eV1.2辐射度量与光度量的根本区别是什么?为什么量子流速率的计算公式中不能出现光度量?为了定量分析光与物质相互作用所产生的光电效应,分析光电敏感器件的光电特性,以及用光电敏感器件进行光谱、光度的定量计算,常需要对光辐射给出相应的计量参数和量纲。
辐射度量与光度量是光辐射的两种不同的度量方法。
根本区别在于:前者是物理(或客观)的计量方法,称为辐射度量学计量方法或辐射度参数,它适用于整个电磁辐射谱区,对辐射量进行物理的计量;后者是生理(或主观)的计量方法,是以人眼所能看见的光对大脑的刺激程度来对光进行计算,称为光度参数。
光电子技术第一章
1929年:科勒制成银氧铯光电阴极,出现光电管。
1939年:苏联人兹沃雷制成实用的光电倍增管。
30年代末:PbS红外探测器问世,室温下探测到3μm。
40年代:出现了用半导体材料制成的温差型红外探测器和 测辐射热计。
50年代:可见光波段的硫化镉(CdS),硒化镉(CdSe)光 敏电阻和短波、红外硫化铝光电探测器投入使用。
美国将探测器用于代号为响尾蛇的空-空导弹。
红外探测器自60年代以来快速发展,50多年来美、英、 法等大力开发了中波(3-5μm)和长波(8-14μm)红外多元探 测器,并广泛应用于夜视、侦察和制导系统等领域。
1992年起,用红外焦平面阵列在各种成像技术中取代多元 探测组件。
第二部分: 激光器诞生及发展
(b)激光去除材料技术 激光打孔:在高熔点的钼板上加工微米量级的孔;在硬质合金 上加工几十微米的小孔;在红蓝宝石上加工几百微米的深孔。 激光切割:大多数合金结构钢和合金工具钢都能够用激光切割 方法得到良好的切边质量。
筛孔板为105*110mm,材料是0.2mm厚的不锈钢板,孔的 直径0.2mm,打25000个孔,用时20分钟。 (c)激光焊接
80年代初,日本,美国,英国相继建成全国干线光纤通信网
90年代初,光纤放大器和光波分复用技术诞生。
21世纪,以智能化超高速计算机系统和全光网络为代表的超 高速、超大容量信息处理和传输成为未来信息科学发展的两 个重大方向。
各种光纤
2.光纤传感技术及应用
利用光纤中传输的光波对外界环境的敏感性,制成测量温 度、应力、流量、电流、电压等传感器。
(5)医学应用 医用内窥镜,数字化X射线摄像
(6)工业检测和机器人视觉 (7)交通监控应用
光电子技术与器件
光电子技术与器件光电子技术是一门将光学、电子学、物理学、材料学等多学科结合的新兴学科,是一种利用光和电的相互作用将信息传输和处理的技术。
从古至今,人类一直在努力寻找更加便捷、高效的通信方式,随着科技的进步,光电子技术应运而生,得到了广泛的应用。
下面,本文将介绍光电子技术的概念、发展历程及其在实际应用中的具体作用。
一. 光电子技术的概念及发展历程光电子技术最初源自于光电效应的研究。
1898年,汤姆逊发现了电子的存在,这一发现为光电体现理论的提出奠定了基础。
1905年,爱因斯坦在他的论文中详细地描述了光电效应的原理,证明了光子是具有波粒二象性的。
随后,光电子技术的发展开始加快。
1926年,美国科学家Lennard首次在“光电子管”中应用了光电效应,该装置利用光子与电子的相互作用,将光信号转换成了电信号, 从而开启了光电子技术的新时代。
50年代,随着半导体材料的发明和晶体管的推出,光电子器件的性能有了大的提高,出现了各种新的光电子器件。
目前光电子技术已发展成为一个复杂的技术体系, 在电子工业、信息技术、材料科学、医学和军事等领域都有着广泛的应用。
二. 光电子器件的种类及应用光电子器件是一类特殊的电子器件, 将光和电两种物理性质有效结合,可以转换和处理光和电信号,具有很高的应用价值。
随着光电子技术的发展,目前已经有很多种光电子器件问世,其中比较重要的器件包括:光电二极管(光电探测器)、半导体激光器、激光雷达、液晶屏、LED等。
下面,我们将具体介绍几种常用的器件及其应用。
1. 光电二极管(光电探测器)光电二极管是一种将光信号转换为电信号的器件,主要由光敏元件和电路部分构成。
它是一种基础的光电子器件,具有宽带、高灵敏度、响应时间短、抗干扰能力强等优点。
光电二极管已经被广泛应用于激光通信、光自由空间通信、光通信系统、可见光通信、光电子测量仪器、摄像机等领域。
2. 半导体激光器半导体激光器是一种以半导体材料制成的激光器,具有小外形、工作电压低、发射波长可调、速度快等特点。
光电子技术
光电子技术2谈谈对光电子技术的理解:光电子技术主要研究物质中的电子相互作用及能量相互转换的技术,以光源激光化,传输波导化,手段电子化,现在电子学中的理论模式和电子学处理方法光学化为特征,是一门新的综合性交叉学科。
3.光电子技术应用实例:光纤通信、光盘存储、光电显示器、光纤传感器等。
4.光的基本属性是光具有波粒二象性,光波动性的体现是光具有干涉、衍射、偏振等。
5.两束光相干的条件是频率相同、振幅方向相同、相位差恒定。
最典型的干涉装置有杨氏双缝干涉、迈克耳孙干涉仪。
两束光相长干涉的条件是δ =mλ(m = 0,±1,±2,LL) 6.最早的电光源是碳弧光灯,最早的激光器是1960年美国梅曼制作的红宝石激光器。
7光在各向同性介质中传播时,复极化率的实部表示色散和频率的关系,虚部表示物质吸收和频率的关系。
8波长λ的光经过孔径D的小孔在焦距f 处的衍射爱里斑半径为1.22 fλ/D 。
9光调制技术——光信息系统的信号加载与控制10光有源器件是光通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件,是光传输系统的心脏。
光无源器件是指没有光电转换的器件,即只有光-光的转换。
11.光谱线展宽,均匀展宽:原子自发辐射产生的谱线并不是单一频率的,而是占据一定的频谱宽度,若果这种频谱展宽是由于手激态的有限寿命引起的,则称之为均匀展宽。
特点:引起机制对于每一粒子而言都相同。
任一粒子对谱线展宽的贡献一样,每个发光粒子都以洛伦兹线型发射.非均匀展宽:在物理现象中,个别原子是可以区分的,每一个原子的跃迁频率ν都有少量差别,从而导致自发发射频谱反映出各个跃迁频率增宽,称之为。
特点:粒子体系中粒子的发光只对谱线内与其中心频率相对应的部分有贡献 12 激光器的基本结构包括:激光工作物质、泵浦源和光学调振腔。
13激光产生的充分条件是阈值条件和增益饱和效应,必要条件是粒子束反转分布和减少振荡模式数。
14光波导:能使光低损耗传输的通道,它将光限制在一定路径中向前传播,减少了光的耗散,便于光的调制、耦合等,为光学系统的固体化、小型化、集成化打下了基础。
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4、我国的光电子技术
我国已经逐步实现了量子阱材料和器件、 DFB激光器、光电集成芯片和光子集成芯片 等关键技术的突破,进而研制成功了用于高 速光通信、光存储和光显示的几十种关键器 件,并形成了商品化。目前我国18个光电子 产业化基地蓬勃兴起,正在形成独具特色的 “中国硅谷”。
4.2 光电子技术
一、概念
1、含义: 含义:
是继微电子技术之后发展的新型高技术, 是继微电子技术之后发展的新型高技术, 是电子技术与光子技术自然交叉与扩展而成 的新兴学科。 的新兴学科。
2、发展历程:
(1)开端:1960年世界第 一台红宝石激器的问世, 标志着这一学科的开端。 (2)突破性发展:20世纪70年代“双异质 结半导体激光器”和“石英光纤”两大技 术思想的提出,使光电子技术有了突破性 的发展。
二、应用
1、、信息存 储、信息显示、激光加工、军用光电技术
2、光通信技术:
特点: (1)通信容量大; (2)通信质量高,抗干扰性 强; (3)保密性好; (4)原料足,价格低。
3、光盘:
(1)特点:存储密度高,存储时间长,非接触式读写信 息及信息的信噪比高。 (2)发展方向: 第一,在不改变现有光盘尺寸的同时,极大地 提高 光盘的存储密度和容量。 第二,向三维方向发展。 (3)蓝光光盘: 作为DVD光盘的下一代光盘格式,用以存储高 画质的影音以及高容量的资料。一个单层的蓝光光盘的容 量为25GB或27GB,目前已经研发出4层容量为100GB 的光 盘。