光电子学(清华)综述
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 )。
有机光电材料研究进展与发展趋势
Frontier Science8有机光电材料研究进展与发展趋势◆邱勇(清华大学,北京100084)摘要:本文综述了有机光电材料的研究进展,及其在有机发光二极管、有机场效应晶体管、有机太阳电池、有机传感器和有机存储器等领域的应用;介绍了清华大学在有机发光技术方面取得的进展。
关键词:有机光电材料,有机发光二极管,有机场效应晶体管,有机太阳电池中图分类号:O62; O484 文献标识码:A0 前言有机光电材料是一类具有光电活性的有机材料,广泛应用于有机发光二极管、有机晶体管、有机太阳能电池、有机存储器等领域。
有机光电材料通常是富含碳原子、具有大π共轭体系的有机分子,分为小分子和聚合物两类。
与无机材料相比,有机光电材料可以通过溶液法实现大面积制备和柔性器件制备。
此外,有机材料具有多样化的结构组成和宽广的性能调节空间,可以进行分子设计来获得所需要的性能,能够进行自组装等自下而上的器件组装方式来制备纳米器件和分子器件。
有机光电材料与器件的发展也带动了有机光电子学的发展。
有机光电子学是跨化学、信息、材料、物理的一门新型的交叉学科。
材料化学在有机电子学的发展中扮演着一个至关重要的角色,而有机电子学未来面临的一系列挑战也都有待材料化学研究者们去攻克。
1 有机发光二极管有机电致发光的研究工作始于20纪60年代[1],但直到1987年柯达公司的邓青云等人采用多层膜结构,才首次得到了高量子效率、高发光效率、高亮度和低驱动电压的有机发光二极管(O LE D)[2]。
这一突破性进展使OLED 成为发光器件研究的热点。
与传统的发光和显示技术相比较,OLED 具有驱动电压低、体积小、重量轻、材料种类丰富等优点,而且容易实现大面积制备、湿法制备以及柔性器件的制备。
近年来,OLED 技术飞速发展。
2001 年,索尼公司研制成功13英寸全彩OLED 显示器,证明了OLED 可以用于大型平板显示;2002 年,日本三洋公司与美国柯达公司联合推出了采用有源驱动OLED 显示的数码相机,标志着OLED 的产业化又迈出了坚实的一步;2007 年,日本索尼公司推出了11英寸的OLED 彩色电视机,率先实现OLED 在中大尺寸、特别是在电视领域的应用收稿日期:2010-7-2 修订日期:2010-8-25作者简介:邱勇(1964-),男,清华大学教授、博士生导师,清华大学党委常委、副校长,“国家杰出青年科学基金”获得者,长江学者特聘教授,有机光电子与分子工程教育部重点实验室主任,国家“十一五”863“新型平板显示技术”重大项目总体专家组组长。
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
物理学毕业论文文献综述
物理学毕业论文文献综述引言物理学作为一门独立的学科,一直以来都受到广泛的关注和研究。
随着科技的进步,物理学在各个领域都发挥着重要的作用,为人类社会的发展做出了巨大的贡献。
本篇文献综述旨在回顾物理学领域近年来的研究进展,以及对未来研究方向的展望,以期为物理学毕业论文的写作提供参考和指导。
一、量子物理学研究进展量子物理学作为物理学的一个重要分支,研究微观世界的性质和现象,对于解释微观世界的奇异行为具有重要意义。
近年来,量子计算、量子通信和量子模拟等领域的研究成果引起了广泛的注意。
例如,基于量子态的编码和测量技术为量子计算机的发展提供了重要的基础;量子纠缠和量子隐形传态等现象为量子通信的实现提供了可行的途径。
此外,量子模拟也在材料科学、生物学和化学等领域展示出巨大的潜力。
二、高能物理学研究进展高能物理学研究宏观宇宙和基本粒子的性质和相互作用。
在这一领域,近年来的研究主要集中在粒子物理学、宇宙学和弦理论等方面。
例如,欧洲核子中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)实验取得了重要的突破,发现了希格斯玻色子,进一步验证了标准模型;宇宙学研究发现了暗物质和暗能量等神秘的宇宙成分;弦理论提出了关于宇宙起源和基本粒子理论的统一架构。
三、凝聚态物理学研究进展凝聚态物理学研究物质的宏观性质和相变规律,对于新材料的合成和功能设计具有重要的意义。
最近,研究者们在拓扑绝缘体、二维材料和超导材料等领域取得了重要突破。
例如,诺贝尔物理学奖的授予,肯定了三种新物态的发现,即拓扑绝缘体、共轭化四面体体系和半电导多层石墨烯。
此外,二维材料的研究表明了新材料在光电子学和量子计算领域的巨大潜力。
四、核物理学研究进展核物理学研究原子核和核反应的性质和规律,对于了解宇宙演化和核能的应用具有重要意义。
目前,核物理学的研究主要集中在核结构、核反应和核天体物理等方面。
例如,通过实验和理论计算,揭示了核壳模型、原子核的高自旋状态和超重元素的合成;核反应的研究为核能的应用和放射治疗提供了理论依据;核天体物理的研究揭示了宇宙的产生和演化过程。
光电子学课件(第4章)-光电子学(修订版)-阎吉祥-清华大学出版社
• 光纤激光器的基本结构
双包层光纤激光器
• 双包层光纤具有3层结构。最里面是折射率 为 的纤芯,由折射率为 的内包层包围,
内保层外面则是折射率为 的外包层。各
层的折射率满足关系
。一一个
标准双包层光纤的横截面及其折射率型如
图4-15(a)所示,为方便比较,图4-15(b)
给出标准单模光纤截面及分区折射率示意
• 4.2 几种稀土离子的能级和谱
• 概述
• 光纤激光器有时不能简单地称为3能级系统或4 能级系统,其性能往往介于二者之间。在距离 泵的浦粒端子较基近本的都区被域泵,浦泵到浦E2,信并号很较快强通,过基无态辐E射0上跃 迁射弛。豫回到到EE10,的由粒E子1向很E快0的又跃被迁泵产浦生到波E2长,为使E的0基辐 本保持为空能级,这与一般固体激光器的三能 级系统相似。
• 受激布里渊散射掺铒光纤激光器
Brillouin散射掺铒光纤激光器(BEFL)可望 获得高功率、高光束质量的激光输出。
BEFL的一种典型结构如图4-25所示。激光谐 振腔由掺铒光纤(EDF)环、一段单模光纤 (SMOF)及一个光隔离器组成。其中光隔离 器的作用是阻止Brillouin泵浦光进入EDF,从 而阻止Brillouin泵浦的注入锁定。
谐入射激光,使其对介质的电子吸收响应, 即将电子激发到实能级O或P,得到所谓共 振Raman散射,能级跃迁如图4-22所示。共 振散射的效率比非共振散射的高100倍以上。
• 受激Raman散射(SRS)
如果入射到样品上的激光不仅包含激发频 率 ,而且还包括Stokes频率 ,则后者将激发 频率为Stokes频率 的光散射,这一过程便称 为受激Raman散射(SRS),它比自发Raman 散射要强得多。图4-23是SRS的能级跃迁图。
清华考研复试班-清华大学电子科学与技术考研复试经验分享
清华考研复试班-清华大学电子科学与技术考研复试经验分享初试排名靠前并不等于录取,压线也并不等于没戏。
考研复试,其实就是综合素质的竞争,包含学校,本科成绩,复试外语,个人自述,科研经历,论文,笔试,面试。
考研复试是初试过线学生关注的重中之重,因为复试决定着考研的成败,无论是初试中的佼佼者,还是压线者,大一或盲目自大,就意味着自我放弃改变命运的机会;相反,把握好复试机会,就能通过复试翻盘逆袭,成功实现自己人生目标。
但是,考研复试备考时间短,缺少学长导师及内部信息,个人自述及笔试面试无从下手,加上各校面试没有显性的统一标准,以及复试淘汰率较低,一般再1:1.2左右(具体还需根据学校及专业情况查证),造成复试难的局面。
面对这一情况,启道考研复试班根据历年辅导经验,编辑整理以下关于考研复试相关内容,希望能对广大复试学子有所帮助,提前预祝大家复试金榜题名!专业介绍电子科学与技术专业是一个基础知识面宽、应用领域广泛的综合性专业。
在学院多学科交叉背景下,该专业培养基础深厚、专业面宽,具有自主学习能力、创新意识的综合型人才。
电子科学与技术专业培养具备微电子、光电子、集成电路等领域宽理论厚基础、实验能力和专业知识,能在电子科学与技术及相关领域从事各种电子材料、元器件、集成电路、电子系统、光电子系统的设计、制造、科技开发,以及科学研究、教学和生产管理工作的复合型专业人才。
学生主要学习数学、物理、物理电子、光电子、微电子学领域的基本理论和基本知识,受到相关的信息电子实验技术、计算机技术等方面的基本训练,掌握各种电子材料、工艺、零件及系统的设计、研究与开发的基本能力。
2018-2019年考研时,电子科学与技术专业考研学校排名是广大考研学子十分关心的问题,2017年12月28日,教育部学位与研究生教育发展中心发布了最新第四轮电子科学与技术学科评估结果,是目前比较权威的排名数据。
从榜单中我们可以看出,全国共有74所开设电子科学与技术类专业的大学参与了排名,其中排名第四的是清华大学。
光电子技术—清华大学 共80页PPT资料
EDFA
1450 nm Pump
10.00 dBm
20 18 16 14 12
B 1200 18 186 14 11602 48 6 24 2 901400 1420 1440 1460 1480 1500 1520 1540 1560 1580 1600 1620 1640
X axis title 1400 142014401460148015001520 15401560158016001620
本 征 型
光 电 导
非 晶 半
单 Se 晶光 PN 电
光 栅
全 息
分 光 器
透
光 纤
连 接
器 件
阻
热 电 偶
元镜器 件
棱耦 镜合
放 电 堆
体光光光器 导 结池 管电电电件 体 光
倍二二 光 电 电增极极 电 池 荷管管管 池 耦 合 器 件
照 明 器 件
放 电 管
荧 光 管
显
发
示
光
器
二
件
极
管
等电电液
光电子学的未来
信息高速公路的关键技术 (II)
8. 大型数据库和图像库技术 9. 高级软件技术和算法 10. 高速LAN 技术 11. 大画面高清晰度电视 ( HDTV ) 技术 12. 多媒体技术 13. 远程医疗诊断支持系统 14. 远程教育系统
光电子学的未来
光电子集成
光电子器件发展
微电子器件 光电子器件
光孤子通信
在光纤的反常色散区,由于色散和非线性效应相互 作用,可产生一种非常引人注目的现象-光学孤子。孤 子是一种特别的波,它可以传输很长的距离而不变形, 特别适用于超长距离、超高速的光纤通信系统。
光电子学基础及其在信息科学中的应用
光电子学基础及其在信息科学中的应用光电子学是一门研究光与电相互作用以及在半导体、光纤、光电器件等领域中应用的学科。
在信息科学中,光电子学的应用越来越广泛,例如光纤通信、激光印刷、光学存储等等。
本文将从基础方面介绍光电子学的涉及内容,并探讨其在信息科学中的应用。
1. 光的性质光的基本性质是电磁波,具有电场和磁场的特性。
其中电场是与光传播方向相垂直的振荡性质,磁场也遵循相同的规律。
光的波长决定了它在介质中的速度,光在真空中的速度是光速,约为3×10^8 m/s。
2. 半导体物理半导体在光电子学中起着核心作用。
它是指在晶体中,某些能级缺失电子(空穴)或多余电子(自由电子),可以带电的固体物质。
半导体材料的最优字段是红外区域,从而实现高响应、大量产和低成本的光电器件。
3. 光电器件光电器件是指那些具有光电转换功能的器件。
常见的光电器件有光电二极管和光敏电阻。
光电二极管是利用半导体材料进行光电转换,将光信号转化成电信号;光敏电阻则是根据光的强度对电阻进行调节。
4. 光纤通信光纤通信是将信号转换成光信号进行传输的通信方式。
在光纤通信中,信息通过激光器转换成光信号,再通过光纤进行传输,通过光电探测器转换回电信号,接收端再将其转换为原始信息。
相比其他通信方式,光纤通信的传输速度更快、距离更远、更稳定。
5. 激光印刷激光印刷是一种通过通过激光器制作模板来给物体表面直接刻画的印刷。
激光印刷可以制造精细图案或文字,并且可以在许多材料上使用,例如金属、塑料和玻璃。
激光印刷取代了传统的印刷方式,更加灵活和高效。
6. 光学存储光学存储是一种利用光记录信息并在之后读取的存储方式。
在光学存储中,光通过激光器发送到介质上,然后烧录或烤制物质以记录信息。
读取时,激光通过介质并检测跟踪光信号。
总之,光电子学在信息科学中的应用日趋广泛。
它在通信、印刷、存储和其他领域都有着重要的作用。
我们期望光电子学在未来得到更广泛的应用,为人们带来更多的便利。
光电子学基础及应用
光电子学基础及应用光电子学指的是研究光和电子相互作用的学科,是光学、电子学、电磁学等学科相互交叉的产物。
随着社会经济的发展和科技的进步,光电子学的应用越来越广泛,已经渗透到各个领域。
本文将从基础知识出发,讨论光电子学的应用。
一、基础知识1.光和电子的相互作用光和电子的相互作用可以分为两种类型:光和电子的直接相互作用和光和电子的间接相互作用。
直接相互作用指的是光子和电子的相互作用,它们之间可以发生散射、吸收、发射等过程。
例如:用激光束扫描金属表面,可以把表面的金属原子吸收能量后发生电离,形成离子。
间接相互作用指的是光子和电子通过中介物质相互作用的过程。
例如:在半导体材料中,激子是一种由电子和空穴共同组成的粒子,在吸收光子后会形成激子,然后再逐渐衰减,在这个过程中光子能量被电子和空穴吸收,并最终被转化为热能。
2.光电子学器件光电子学器件是将光电子学理论转化为可见的实验室装置的产物。
其中包括激光器、光伏电池、光电探测器、光通信用器件、光刻机等。
其中光通信用器件是当前应用最广泛的光电子学器件,包括光纤、光放大器、光调制器和光接收器等,将光信号转换为电信号再进行传输,具有高速度、大带宽、低噪声和抗干扰性能好等优点,已经成为信息通信领域发展的重要动力。
在生物医学方面应用也很广泛,例如激光在治疗癌症和皮肤病上的应用,光学成像技术在无创检测和治疗中的应用等。
二、应用1.光伏发电光伏发电是指将太阳能转化为电能的过程。
光伏电池是将太阳能直接转化为电能的一种器件。
其主要原理是将太阳光辐照到光伏电池表面时,光伏电池中的光伏元件(P-N结)会将光子能量转化为电能,产生电流,从而实现电能的转化。
目前,光伏发电技术已经在全球广泛应用,是可再生能源的一种重要形式。
2.光通信光通信是通过光信号传递信息的一种通信方式。
由于光的传输速度快且传输距离远,具有高速、大带宽、低噪声和抗干扰等优点,因此被广泛应用于通信和数据传输领域。
随着数码化、网络化的发展,人们对于宽带网络、高速数据传输等需求越来越高,因此光通信技术的应用空间也越来越大。
宁波大学《2605光电子学》考博专业课真题试卷
宁波大学 2016 年攻读博士学位研究生 入 学 考 试 试 题(A 卷) (答案必须写在答题纸上)
考试科目: 适用专业:
光电子学 信息功能材料与器件
科目代码: 2605
9. 激光的饱和光强
。
A.与入射光强有光
B. 与泵浦有关;
C. 由原子的最大跃迁截面和能级寿命决定
D. 与反转集居数密度有关。
10. 激光器的应用领域包括
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宁波大学 2018 年博士研究生招生考试初试试题(A 卷)
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宁波大学 2017 年博士研究生招生考试初试试题(B 卷)
(答案必须写在考点提供的答题纸上)
科目代码 : 2605 科目名称:
光电子学
一、 简答题(6 题,共 50 分)
1. 如何理解激光谱线的均匀加宽和非均匀加宽?(8 分) 2. 激光器主要由哪些部分组成?各部分的作用是什么?(8 分) 3. 非稳腔和稳定腔的区别是什么?举例说明哪些是非稳腔?(8 分) 4. 依据光照产生光电子是否逸出材料表面,光电效应可分为内光电效应和外光电效应。列举你
2. 下列条件哪一个是激光振荡充分必要条件:
。( 为往返相移)
A. 2 q, G0
B. 2q, n 0
C. 2q, n0 0
D. 2q, G 0 0
3. 下列腔型中,肯定为稳定腔的是
。
A. 凹凸腔
B. 平凹腔
C. 对称共焦腔 D. 共心腔
4. 下列哪种技术不能改善激光的相干性
4. He—Ne 激光器的中心频率 0 =4.74×1014Hz,荧光线宽 =1.5l09Hz。今腔长 L=lm,问可
能输出的纵模数为若干?为获得单纵模输出,腔长最长为多少?(12 分)
光电子理论与技术的五个前沿领域介绍
光电子理论与技术的五个前沿领域介绍摘要:人们都达成这样一个共识,即21世界时生物时代与光的时代。
光电子理论的研究已经有了很多的成果,来自不同领域的科学家都在各自的领域里对光电子的理论有一定的贡献,不断丰富着光电子理论的内容,而且在技术上已经有很大的应用。
光电子学在21世纪必定引导着技术革命的先潮。
现在以及未来交叉学科的研究必然会使得光电子学更进一步的发展。
本文主要就光电子理论与技术的五个前沿领域介绍:生物医学光子学,光纤通信技,集成光学,等离子体光学,微纳光学。
这五个方面的理论研究很成熟,而且实际应用的技术也非常之多。
其技术应用在生活,医疗的方面为我们所熟悉,此文特点在于对理论进行一些简单介绍,而注重的是这五个方面在实际中的应用举例,以开阔视野为主要目的。
关键字:光电子理论生物医学光子学光纤通信技集成光学等离子体光学微纳光学Abstract: People have reached a consensus that the 21st century when the era of biological age and light. Optoelectronics research has had a lot of theoretical results, the scientists from different fields in their respective fields on the photoelectron contribution to the theory of a certain, and constantly enrich the content of photoelectron theory, but also has great application of technology . Optoelectronics in the 21st century will lead the first wave of technological revolution. Current and future cross-disciplinary research is bound to make further development of optoelectronics. This review focuses on theory and technology of optoelectronic five fronts: Biomedical photonics, optical fiber communication technology, integrated optics, plasma optics, micro-nano optics. Theoretical Study of these five areas are mature and practical application of the technology is also very much. The technology used in life, the medical aspects familiar to us, the article is characterized by a brief introduction on some of the theory, and focus on five aspects is in the practical application example, the primary purpose to broaden our horizons.Keywords: Biomedical Photonics, Optoelectronics theory technology integrated optical fiber communication optical micro-nano optical plasma一.生物医学光子学生物医学光子学(Biomedical Photonics)作为光子学与生命科学交叉形成的新的学科分支,将研究对象直指高等生命活体,特别是人类生活中所面临的一些重大问题。
光电子学技术的发展与应用
光电子学技术的发展与应用光电子学技术是一种基于光电效应和光电子器件原理的技术,它与信息和通信技术紧密关联,被广泛应用于照明、光通信、太阳能电池、荧光材料、液晶显示器等领域,成为当今世界最为前沿的科技领域之一。
一、光电子学技术的发展随着科技的不断进步,光电子学技术得到了快速的发展。
其中,光通信技术是光电子学技术领域的典型代表。
在这个领域里,光纤通讯充分体现了光电子技术在信息传输上的优越性能。
相比于传统的铜线通讯,光通讯的数据传输速度可达到全球最高的10Tbps,且信道的容量更为大,信号传输的稳定性和抗干扰性能也更佳。
太阳能电池是另一个光电子学技术领域的重要应用。
光电效应原理的应用使得太阳能电池将太阳能转化为电能成为可能。
随着技术的不断提高,太阳能电池的效率逐年提高,成本逐年降低,逐渐成为一种重要的替代能源。
二、光电子学技术的应用1. 照明领域光电子学技术的应用与照明领域有着密切关系。
LED(Light Emitting Diode)灯、氙气灯、镭射灯等都属于光电子学技术领域中的照明器材。
与传统照明器材相比,光电子学技术的照明器材能够更好地节约能源和保护环境。
同样是1W的电能,使用LED 灯泡比传统灯泡寿命长10倍以上,能效提高约90%以上,从而让我们在照明领域中更好的保存能源。
2. 光通信领域光电子学技术的另一大应用就是光通信。
由于传输速度块、容量大、成本低、抗干扰性强等优点,光纤通信已经成为传统通信方式的主流。
与传统通信方式相比,光通信的主要优势在于光作为传输介质,传播速度快、信号扩散小、信道容量大。
随着社会的不断发展,光通信的需求将会不断增大,因此光电子技术将有着更为广阔的应用前景。
3. 太阳能电池领域太阳能电池是光电子学技术在太阳能领域的应用。
光电效应原理的使用让太阳能电池能够将太阳能转换为电能。
目前,太阳能电池已成为一种新型的再生能源,在全世界得到广泛应用。
与传统的化石能源相比,太阳能电池的使用不会产生二氧化碳等有害的废气,因此更好的保护了环境。
清华大学电子系发展简述
波特数传机,8路PCM编码通信终端,3cm周期磁场聚焦宽频带小功率行波管,10cm固态低
噪声参量放大器等,并开始了集成电路的研究工作。七十年代,又取得航空管制雷达,
PCM-120路数字微波通信系统,增量调制终端,1024kb/s群路数传机,大功率正交场放大
工程系相同,该研究所也发源于1934年筹建,1937年正式成立的清华大学无线电学研究
所。无线电学研究所主要从事短波无线电及真空管的研究工作。任之恭、林家翘、孟昭
英、叶楷、范绪筠、戴振铎、陈芳允、慈云桂、王天眷、张恩虬等学者均在该所从事过
研究工作。1962年,在电子工业领导部门负责人王hh铮、孙俊人、王世光等人的大力支
一、发展简述
电子工程系发源于1934年在电机系设立的电讯组。1952年,清华大学、北京大学两校电
机系的电讯组合并后成立了清华大学无线电工程系。1958年更名为无线电电子学系。19
69年,系的大部分迁往四川绵阳,成立了清华大学绵阳分校。1978年迁回北京,恢复为
无线电电子学系建制。1989年,更名为电子工程系。
噪声参量放大器等,并开始了集成电路的研究工作。七十年代,又取得航空管制雷达,
PCM-120路数字微波通信系统,增量调制终端,1024kb/s群路数传机,大功率正交场放大
管,金属陶瓷电离真空计,场效应晶体管,微波晶体管以及各类气体激光器件等一批成
果。八十年代,随着计算机、微电子和光电子等技术的迅速发展,无线电电子学研究所
作,交流。
类专著,论文。在此期间,国际与国内的学术交流也得到加强。参与组织国际学术会议
个,发起和组织国内学术会议数十个,并与国外几十所院校建立关系并保持着良好的合
光电子学
光电子学:由光学和电子学结合形成的技术学科。
电磁波范围包括X射线、紫外光、可见光和红外线。
光电子学涉及将这些辐射的光图像、信号或能量转换成电信号或电能,并进行处理或传送;有时则将电信号再转换成光信号或光图像。
光电子技术:由光子技术和电子技术结合而成的新技术,涉及光显示、光存储、激光等领域,是未来信息产业的核心技术非线性光学:现代光学的一个分支,研究介质在强相干光作用下产生的非线性现象及其应用。
激光问世之前,基本上是研究弱光束在介质中的传播,确定介质光学性质的折射率或极化率是与光强无关的常量,介质的极化强度正比于光波的电场强度E,光波叠加时遵守线性叠加原理(见光的独立传播原理)。
在上述条件下研究光学问题称为线性光学。
对很强的激光,例如当光波的电场强度可与原子内部的库仑场相比拟时,光与介质的相互作用将产生非线性效应,反映介质性质的物理量(如极化强度等)不仅与场强E的一次方有关,而且还决定于E的更高幂次项,从而导致线性光学中不明显的许多新现象。
强光光学效应:强相干光辐射与物质相互作用过程中的各种非线性光学效应。
电光效应:所谓电光效应是指某些各向同性的透明物质在电场作用下显示出光学各向异性,物质的折射率因外加电场而发生变化的现象。
电光效应是在外加电场作用下,物体的光学性质所发生的各种变化的统称。
与光的频率相比,通常这一外加电场随时间的变化非常缓慢。
新的科学技术的出现和发展,磁光效应越来越受到重视,在研究的广度和深度上都有了极大的提升。
磁光效应是指处于磁化状态的物质与光之间发生相互作用而引起的各种光学现象。
包括法拉第效应、克尔磁光效应、塞曼效应和科顿-穆顿效应等。
这些效应均起源于物质的磁化,反映了光与物质磁性间的联系。
弹光效应:当外力或振动作用于弹性体产生应变时,弹性体的折射率发生变化,呈现双折射性质,这种有内应力的透明介质中o光和e光折射率不相等,它与应力分布有关。
这种现象即为光弹性效应。
半导体光电子学:半导体光电子学是研究半导体中光子与电子相互作用、光能与电能相互转换的一门科学,涉及量子力学、固体物理、半导体物理等一些基础物理,也关联着半导体光电子材料及其相关器件,在信息和能源等领域有着广泛的应用。
光电子信息材料发展综述
光电子信息材料发展综述目前蓬勃发展并且广泛普及的计算技术、工业自动化以及信息网络技术均离不开电子信息材料的应用。
而这一领域的涉及规模还有所处的水平被视为观测一个国家未来前进趋势的关键指标,同时也是体现国家综合实力的重要参考点,其可以归类于创新领域还有国际竞争显著的材料领域。
伴随电子学朝着光电子学进军,光电子信息材料于今后的若干年中同样将处于主导地位,并迅速成为应用最广泛以及前途最明朗的信息材料。
本文由光电子信息材料的发展状况入手,分析了这一领域多类应用的特性,并解读了今后该领域的发展趋势。
标签:光电子信息;信息材料;前景1前言处于社会持续进步以及经济突飞猛进的现代生活中,信息技术不断革新着我们的生活状态。
这一领域由诞生到目前的蓬勃发展,均离不开无线电电子学还有微电子学的基本原理。
伴随科技水平的显著提升,超大容量以及便捷的信息技术迅速更新换代,这给电子学以及微电子学提出了相应的挑战。
另一方面,由于电子学朝着光电子学的进军,使得信息技术的拓展获得了新的曙光。
由光学结合电子学而诞生了光电子学技术,随即带来了新兴的信息材料。
2发展进程有关光电子的激增能够追溯到1986年,日本在这一领域的进程推进了超过百分之三十,而美国紧跟其后,仅1987年砷化镓半导体的销售金额高达4.8亿美元。
到了1992年这一数据更新到了19.2亿美元。
日本在设定探索规划中的发展优先级时将前沿新材料以及生物工程摆在前列。
这里面的先进信息处理技术涵盖了光电子材料,日本在这一领域的推进明显走在了世界的前列。
3光电子检测和传感材料由外界获得诸如光、电、机械还有化学的目标量,同时把它们变换成合理的,并且让操作相对便捷的信息形式,这一过程就是光电子检测以及传感材料发挥的基本作用。
而面向这一模块的基本要求为抗干扰以及高速響应。
未来信息载体从电朝着光过渡是大势所趋。
(1)光电子探测和传感器材料。
光电探测器一直集中于光电倍增管的应用,依照波长情况相应地使用Cs-O及Sb-Cs等材料来组建光电阴极面,同时利用玻璃纤维面板沟通每一级增强器,通过带有Ph的微通道管刺激电子束。
光电显示技术 -光电子学综述ppt,43页
1
电子束首先由加在第一控制 栅极的视频电信号调制,经 加速和聚焦后,高速轰击荧 光屏上的荧光体,荧光体发 出可见光。
电子枪中阴极K被灯丝 加 热 至 200K 时 , 阴 极 K 发射大量电子。
2
最后通过偏转磁轭控制电
3
子束、在荧光屏上从上到 下,从左到右依次扫描,
从而将原被摄图像或文字
完整地显示在荧光屏上。
常利用液晶的电控双折射、旋光效应、
宾主效应。
24
液晶显示技术
3.5
LCD与CRT的对比
但LCD屏只含有固定数量的液晶单元 ,只能在全屏幕使用一种分 辨率显示。
(1)CRT尺丁显示可选择一系列分辨率,而且能按屏幕要求加以调整,
(2)CRT通常有3个电子枪,射出的电子流必须精确聚集 ,否则就得不 到清晰的图像显示。而LCD不存在聚焦问题,因为每个液晶单元都 是单独开关的,这正是同样一幅图在LCD屏幕上如此清晰的原因。 (3)LCD不必关心刷新频率和闪烁,液晶单元要么开,要么关,所以在 40 ~ 60Hz这样的低刷新频率下显示的图不会比75Hz下显示的图像 更闪烁。不过,LCD屏的液晶单元会很容易出现瑕疵。
光电显示技术综述
光电显示技术
【制作人】
xxx
【制作时间】 2015.12.25
1
目
录
1
光电显示技术概述
阴极射线管显示技术 液晶显示技术 激光显示技术
2
3 4
2
光电显示技术
1 光电显示技术概述
3
光电显示技术概述
1.光电显示技术的定义
光电显示技术是将电子设备输出的电信号转换成视觉可见的图、图形、 数码及字符等光信号的一门技术,是光电子技术的重要组成部分。
2023年度人工智能领域国家自然科学基金项目申请与资助情况综述
2023年度人工智能领域国家自然科学基金项目申请与资助情
况综述
谢国;王乐;宋和平;肖斌;廖清;王志衡;吴国政
【期刊名称】《模式识别与人工智能》
【年(卷),期】2024(37)2
【摘要】对2023年度国家自然科学基金人工智能领域(申请代码F06)下的“人才”和“研究”两大项目系列中部分项目的申请与资助情况进行统计分析,并从申请代码、依托单位分布及其近五年(2019~2023)的变化趋势等角度进行分析,同时介绍
本领域按科学问题属性分类的评审情况以及相关评审原则与举措.最后进行总结和
展望,旨在为相关研究人员了解该领域的研究热点和未来发展方向提供参考.
【总页数】11页(P95-105)
【作者】谢国;王乐;宋和平;肖斌;廖清;王志衡;吴国政
【作者单位】国家自然科学基金委员会信息科学部信息科学二处;西安交通大学人
工智能学院;江苏大学计算机科学与通信工程学院;重庆邮电大学计算机科学与技术
学院;哈尔滨工业大学(深圳)计算机科学与技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP183
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5.2023年度自动化领域(F03)国家自然科学基金项目申请与资助情况综述
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1光电子学简介
短波长~长波长 多模光纤~单模光纤 AlGaAs/GaAs~InGaAsP/InP 波分复用(WDM) 相干通信 光电子集成(OEIC)
三项新技术:
自1970年美国康宁公司研制出石英玻璃光导纤 维后,同年贝尔又试制成半导体激光器,这两 项新技术的结合,开创了光信息传输的新时代。 尽管玻璃光纤具有上述一系列优点,但它有一 个致命的弱点就是强度低,抗挠曲性能差,而 且抗辐射性能也不好。因此,近20多年来,科 学家们一直没有停止过对塑料光纤的探索。 塑料光纤(Plastic Optical Fiber 简称POF), 又称聚合物光纤(Polymer Optical Fiber,亦简称 POF),是采用聚合物材料或有机材料制备而 成的可传导光功率的传输线。
激光技术开辟了崭新的军事应用,包括:
激光瞄准、制导、测距 激光雷达 激光陀螺 激光引信 激光致盲传感器 高能强激光武器等。
ABL
激光应用本身及其提供的研究手段又促进了物理学的发展
非线性光学成为一个重要研究领域:激光与介质(含大 气)相互作用时产生各种非线性效应的物理本质和规律。
参考文献: 1、Introduction to Optical Electronics, Amnon Yariv, Holt. Rinhart and Winston, 1976, 第二版 2、光电学导论,(上面中译本)A.雅里夫著, 李宗崎译,高鼎三校,科学出版社,1983 3、光波电子学, 董孝义著,南开大学出版社, 1987 4、光电子技术基础, 彭江德主编,清华大学 出版社,1988 5、激光物理, 蓝信炬主编,湖南科学技术出 版社,1981。 (电光、声光、光纤部分)
POF分类方法 按折射率结构: 阶跃折射率分布型SI POF 渐变折射率分布型GI POF; 聚苯乙烯PS 芯POF、 按芯材分类: 聚甲基丙烯酸甲酯PMMA芯POF等; 按光纤发光特性分类: 侧面发光(Side-Lit或Side-Light )POF (简称SL POF)、 端发光(End-Lit 或End-Light)POF (简称EL POF); 按POF直径分类; 大芯径(Large-core)POF(简称LC POF) 小芯径POF。
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第五部分 光电子技术在其它领域中的应用
4 学时
第六部分 光电子学的未来
2 学时Байду номын сангаас
光电子技术及应用-综述
第一部分 综述
光学 Optics (古希腊)
以几何光学和物理光学为基础 望远镜、照相机、经纬仪、光谱仪)。
各种光学仪器和设备(显微镜、
以电磁辐射为研究对象(黑体辐射)
以光与物质相互作用为主
要研究内容(光电效应、光探测器、新型光源)。
4. 光纤光学
廖延彪编著
清华大学出版社
5. 《激光原理》课件-姚敏玉
6. 《光电子技术基础》课件-刘小明
第一部分 综述
作品欣赏 谢谢观看!
光学材料、非线性光学材料 光电子功能材料 激光法低维材料的生长
光学跟踪、寻的、图象识别 射束武器,激光致盲 训练模拟、激光核爆炸模拟 测距、瞄准、制导
参考书及参考资料
1. 激光原理
周炳琨、高以智等编著, 国防工业出版社
2. 光电子技术基础
彭江得编著
清华大学出版社
3. 半导体激光器
江剑平编著
清华大学出版社
4. 非线性光学及非线性材料、器件的飞速发展,初步奠定了光子学发展的 物质基础;
5. 光子集成已看到曙光; 6. 一些现代光子、光学理论的建立,有助于光子学理论体系的建立。
激光发展简史
第一部分 综述
Laser - Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
产生电子学所不可能产生的许多新功能。
以前由电子方法实现的任务现在用光学方法来完成
光电子技术。
光子学 Photonics (1970)
关于光子的科学及其应用。“ 从电子学类推,光子学一词描述光子在信
息传输中的应用,包括光子束的产生、导波、偏转、调制、放大,图象处理、
存储和探测 ”。
激光
光子时代的领衔主角。
激光加工(打孔、切割、焊接、表面处理等) 激光光刻与微细加工(0.3-0.5m) X 射线光刻(< 0.3 m ) 光化学三维模型制作
光纤通信 光电子传感(包括光纤传感) 激光印刷与照排 光盘存储
技术领域 能源 生物工程 医疗 化学工程
流通领域 环境保护
激光器的应用
第一部分 综述
应用
激光核聚变 激光分离铀同位素;美国每年为铀的浓缩开支约20亿美元 太阳能电池
LASER的关键问题:材料及光学谐振腔
1960年7月美国休斯实验室的梅曼(MAIMAN)作出了第一台红宝石激光器
• 任何一项发明不是凭空产生的,是前人研究成果的继续和发展
• 机遇偏爱有准备的头脑和敢于实践的人
第一部分 综述
激光器简介
第一部分 综述
Laser - Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
激光诱导细胞融合 激光显微切割染色体
激光光谱诊断、治癌 激光临床医疗
激光引发化学反应 光化学沉淀,激光化学提纯
激光货标扫描器 全息商标、全息饰物 激光标记、纸币防伪标识
大气污染激光监测
技术领域 地理 计量
材料
军事
激光器的应用
第一部分 综述
应用
遥感、遥测
无接触测速、测长、测经等 计量标准;激光波长已是国际长度标准
光电子技术及应用
第一部分 综述
2 学时
光电子学、光子学;激光发展简史、部分应用简单介绍
第二部分 激光特性及其基本原理
8 学时
基本结构;产生激光的基本条件及基本原理;激光器的
主要特性;激光器的分类及典型激光器的介绍
第三部分 光电子基本技术基础
8 学时
电光效应、声光效应、磁光效应、倍频效应及其应用
第四部分 光电子技术在信息领域中的主要应用 8 学时 光纤及光纤器件;光调制及光纤通信;光纤传感;光存储
1、受激辐射概念的提出 1916年 爱因斯坦提出 解释黑体辐射现象 光子与原子的三种相互作用:自发辐射、受激辐射、受激吸收
• 新奇的概念可能在某一天成为巨大的生产力
2、MASER发明 (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation)
- 量子电子学的诞生
1954年 美国
汤斯(TOWNS)、研究生戈登(GORDEN)
前苏联 巴索夫、 普洛霍洛夫
分别建立了世界上第一台 NH3 微波量子振荡器 • 一大批敢于创新、敢于实践的人不失时机的发明创造推动了激光技术的发展
3、激光的诞生
美国:汤斯、肖洛; 前苏联: 巴索夫、普洛霍洛夫
提出了MASER
电子学 Electronics (1910年)
研究电子运动的各种物理过程和物理现象并加以广泛利用的科学。
研究电波的振荡、传播,电信号的放大、变换,频率的稳定,混合,
检波等等
半导体微电子学。
光电子学 Opto-electronics (1955)
光学与电子学相结合的产物。将电子学使用的电磁波频率提高到光频,
固体激光器:红宝石、 钕玻璃、 钇铝石榴石YAG、 钛宝石
694.3 nm 1.059 m 1064 nm, 1319 nm 650 nm ~ 1.1 m 连续
气体激光器:氦-氖、二氧化碳、 氦-镉、
氩离子、
氟化氙
6328 nm 10.6 m 441.6 nm 488 nm蓝、514.5 nm绿 351 nm
半导体激光器: 砷化镓、 0.6 ~ 0.9 m
铟镓砷磷
1.3 ~ 1.5 m
其它: 染料激光器、 330 nm ~ 1.85 m
化学激光器、
自由电子激光器
技术领域 光学 机械 信息
激光器的应用
第一部分 综述
应用
空间光学望远镜:美国2.4m口径哈勃望远镜 大型天文望远镜:口径为25m的天文望远镜在筹建中 激光器 激光系统 发光与显示
光子学的突破
第一部分 综述
1. 1970年L.Esaki 和R.Tsu提出半导体超晶格概念和理论以来,超晶格和 量子阱异质结构的研究得到飞速发展;
2. 谐振腔量子电动力学效应的发现和垂直腔面发射激光器的问世,是光 子学发展过程中在理论和器件上的一大突破;
3. 导波光学、非线性导波光学的发展,在光纤通讯上导致了三项重要成果: 掺铒光纤放大器、孤子激光器和光孤子的传输、波分复用技术;