光器件及其应用 - 360文档中心

可控硅调光原理

可控硅调光原理可控硅调光是一种广泛应用于照明系统中的调光技术。

它基于可控硅器件的特性，实现对灯光亮度的精确控制。

本文将介绍可控硅调光的原理以及其在照明系统中的应用。

一、可控硅调光原理可控硅是一种半导体器件，它具有触发、导通和关断三个状态。

在可控硅器件中，当控制电压大于器件的触发电压时，可控硅器件进入导通状态，灯光亮起；当控制电压小于器件的关断电压时，可控硅器件进入关断状态，灯光熄灭。

通过改变控制电压的大小和频率，可以实现对灯光亮度的调节。

在可控硅调光系统中，通常采用脉宽调制（PWM）的方式进行调光控制。

PWM调光是通过改变每个周期内的导通时间比例来控制灯光亮度的。

我们可以通过调整PWM信号的占空比来改变灯光的亮度。

当占空比较大时，灯光亮度较高；当占空比较小时，灯光亮度较低。

二、可控硅调光的应用可控硅调光技术在照明系统中有着广泛的应用。

首先，它可以用于家庭照明系统。

通过使用可控硅调光器件，我们可以根据需要调节灯光的亮度，营造出不同的光线环境。

在晚上，我们可以将灯光调暗，创造出温馨的氛围；在白天，我们可以将灯光调亮，提供足够的照明。

可控硅调光技术还可以应用于商业照明系统中。

比如商场、办公室等场所，可以根据不同的需求，调整灯光的亮度和色温，提供一个舒适、高效的工作环境。

同时，可控硅调光还可以实现节能的效果，通过调节灯光亮度，降低能耗，减少能源浪费。

可控硅调光技术还可以应用于舞台照明系统中。

在演出、表演等活动中，灯光的变化是非常重要的。

通过使用可控硅调光器件，我们可以实现对舞台灯光的精确控制，创造出丰富多样的光影效果，提升演出的艺术效果。

三、总结可控硅调光技术是一种灵活、高效的调光方式，它通过改变可控硅器件的导通时间比例，实现对灯光亮度的精确控制。

可控硅调光技术在照明系统中有着广泛的应用，包括家庭照明、商业照明和舞台照明等领域。

通过合理应用可控硅调光技术，我们可以实现节能减排、提升照明质量的目标。

期望在未来的发展中，可控硅调光技术能够得到更广泛的应用和推广。

光子晶体光纤及其在光器件领域的应用

Байду номын сангаас
２．ＯｐｉａｉｅｔｃｌＦｂｒＲ＆ＤｐｒｍｅｔｏｂｒｍｅＴｅｅｏＤｅａｔｎｆＦｉｅＨｏｌｃｍｍｕｉａｉｎＴｅｈｏｏｉｓＣｏｎｃｔｏｃｎｌｇｅ．，Ｌｔ，ｄ．Ｗｕａ３０４．ｉａｈｎ４０７Ｃｈｎ）
摘要：光子晶体光纤（Ｃ）国际上当前的研究热点，非凡的特性给新型光器件注入了新的活力。文章从ＰＦ的工艺技ＰＦ是其Ｃ术、减和熔接等方面阐述了国内外ＰＦ的最新研究进展，阐述了国际上ＰＦ在高功率光纤激光器、纤放大器、连续衰Ｃ并Ｃ光超光谱、飞秒激光、光开关和色散补偿等光器件领域的重要应用及最新成果，后提出了ＰＦ应用技术的发展趋势。全最Ｃ
ｓｕｆＰＣＦｔｈｔｄｙｏａｏｍｅａｎｂｒｄｉｅｐｃｆｐｏｅｓｓ，ａｔｎｕａｉｎｐｌｃｎｇａｄｉｒｕｃｓｔｍｐｏｒａｐｐｌｃｔｏｓａｄｄａｏａｎｒｓｅｔｏｒｃｓｅｔｅｔｏｎａｄｓｉｉｎｎｔｏｄｅｈｅｉｔｎｔａｉａｉｎｎ
ＣｈｎＷｅ，Ｌｉｙｎ，Ｌｉｈｙ。ｉｎｏｎ，ＬｉＨａｑｎ。ｅｉｉｎａＪｉｕ，ＪａｇＺｕｗｅ。Ｓｉｉｇ，ＰｅｇＪｎｇｎ。ｎｉｇａｇ
（．Ｓｈｏｆ０ｐｏｌｃｒｎｃｃｅｃｎｃｎｌｇ１ｃｏｌｏｔｅｅｔｏｉｓＳｉｎｅａｄＴｅｈｏｏｙ，ＨＵＳ，Ｗｕａ３０４。ｉａＴｈｎ４０７Ｃｈｎ；

通信用光器件

使N2 ＞ N1 （高能级上的电子数多于低能级上的电子数），这种粒
子数的反常态分布称为粒子（电子）数反转分布。粒子数反转分布状态是使物质产生光放大而发光的首要条件。
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1.1 激光器的工作原理
2．激光器的工作原理
激光器包括以下3个部分： • 必须有产生激光的工作物质（激活物质）； • 必须有能够使工作物质处于粒子数反转分布状态的激励源（泵浦源）； • 必须有能够完成频率选择及反馈作用的光学谐振腔。（1）产生激光的工作物质即处于粒子数反转分布状态的工作物质，称为激活物质或增益物质，它是产生激光的必要条件。
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1.1 激光器的工作原理
图3-3 激光器示意图
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1.1 激光器的工作原理
③ 光学谐振腔的谐振条件与谐振频率设谐振腔的长度为L，则谐振腔的谐振条件为
2nL
q
（3-6）
或
f c cq
2nL
（3-7）
式中，c为光在真空中的速度，λ为激光波长，n为激活物质的折
射率，L为光学谐振腔的腔长，q=1，2，3…称为纵模模数。
图3-6 GaAlAs-GaAs激光器的光谱
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1.2 半导体激光器
随着驱动电流的增加，纵模模数逐渐减少，谱线宽度变窄。当驱动电流足够大时，多纵模变为单纵模，这种激光器称为静态单纵模激光器。
普通激光器工作在直流或低码速情况下，它具有良好的单纵模谱线，所对应的光谱只有一根谱线，如图3-6（a）所示。而在高码速调制情况下，其线谱呈现多纵模谱线。如图3-6（b）所示。
式中，h为普朗克常数，f 12 为吸收或辐射的光子频率。当处于低能级E1 的电子受到一个光子能量∆E =hf12的光照射时，该能量被吸收，使原子中的电子激发到较高的能级E2 上去。

电子技术基础教程第9章光电子器件及其应用优选全文

光敏电阻将光的强弱变化转变为电阻值的差异，从而
可以由流过电流表的不同电流直接显示亮度。其中R1、 R2用于调节表面刻度，RW用于控制表头的灵敏度。
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（2）红外测温仪的前置放大电路
调制光入射光敏电阻后转化为电信号，然后送放大
器进行放大。输出uO的大小即可反映温度的高低。
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光电耦合器件：光电器件与电光器件的组合。
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9.1 发光二极管（LED）
9.1.1 发光二极管的工作原理 1.发光二极管的外形、电路符号和伏安特性
外形图：
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电路符号和伏安特性
•LED的正向工作电压UF一般为1.5～3V； •反向击穿电压一般大于5V；
•正向工作电流IF为几毫安到几十毫安，且亮度随IF的增加而
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9.2.1 光电器件及其应用
箭头与
LED符号
1.光电二极管外形、电路符号及工作原理的区别
外形
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光导模式
电路符号
光伏模式
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2.光电二极管的应用
（1）光电二极管的简单应用电路
光照射，2CU导通，有电压输出
光照射2CU, VT导通， KA吸合。
简单光控电路
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光控继电器电路
增大；
•发光二极管正向工作电压的大小取决于制作材料；
•不同的半导体材料及工艺使发光二极管的颜色、波长、亮度、
光功率均不相同。
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2EF系列发光二极管的主要参数
型号
工作电流
IF/mA
正向发光电压强度

半导体光电探测器的原理及其应用

半导体光电探测器之阳早格格创做纲要：本文介绍了光电与系统的组成、一些半导体光电探测器的处事本理及其个性，末尾叙述了光电导探测器与光伏探测器的辨别.闭键词汇：半导体光电探测器，光电系统，光电导探测器，光伏探测器弁止光电探测器是一种受光器件,具备光电变更功能.光敏器件的种类繁琐,有光敏电阻、光电二极管、光电三极管、光晶闸管、集成光敏器件等;有雪崩型的及非雪崩型的;有PN 结型、PIN结型及同量结型的等.由于光电探测器的赞同速度快,体积小,暗电流小,使之正在光纤通讯系统、光纤尝试系统、光纤传感器、光断绝器、彩电光纤传输、电视图象传输、赶快光源的光探测器、微小光旗号的探测、激光测距仪的接支器件、下压电路中的光电丈量及光电互感器、估计机数据传输、光电自动统造及光丈量等圆里得到了广大应用.半导体光电探测器是用半导体资料创造的能接支战探测光辐射的器件.光映照到器件的光敏区时，它便能将光旗号转形成电旗号，是一种光电变更功能的测光元件.它正在国防战工农业死产中有着要害战广大的应用.半导体光电探测器可分为光电导型战光伏型二种.光电导型是指百般半导体光电导管，即光敏电阻；光伏型包罗光电池、P-N结光电二极管、PIN光电二级管、雪崩光电二极管、光电三级管等.本文最先介绍了光电系统的组成，而后分别介绍其处事本理及其个性，末尾将那二类探测器举止比较.一、光电子系统的组成系统又称为收射天线，果为光波是一种电磁波，收射光教系统所起的效率战无线电收射天线所起的效率真足相共.收支进去的光旗号通过传输介量，如大气等，到达接支端.由接支光教系统或者接支天线将光散焦到光电探测器上，光电过少距离传输后会衰减，使接支到的旗号普遍很强，果此需要用前置搁大器将其搁大，而后举止解码，还本成收支端本初的待传递旗号，末尾由末端隐现器隐现出去.图1-1光电子系统图二、半导体探测器的本理1、光电导探测器光电导探测器主假如通过电阳值的变更去检测，以下尔将以光敏电阻为例介绍其处事本理.光敏电阻又称光导管, 它不极性, 杂粹是一个电阻器件, 使用时既可加曲流电压, 也不妨加接流电压.无光照时, 光敏电阻值（暗电阻）很大, 电路中电流（暗电流）很小. 当光敏电阻受到一定波少范畴的光照时, 它的阻值（明电阻）慢遽缩小, 电路中电流赶快删大. 普遍期视暗电阻越大越佳, 明电阻越小越佳,此时光敏电阻的敏捷度下. 本量光敏电阻的暗电阻值普遍正在兆欧级, 明电阻正在几千欧以下.它的处事本理图如2-1图当不光照时，Rd=10断路当有光照时，Rd= 导通2、光伏探测器光伏探测器鉴于光照爆收电势好，用测电势好的本理.它分为光电池与光电二极管二种典型，光电池主假如把光能变更为电能的器件，暂时有硒光电池、硅光电池、砷化镓及锗光电池等，但是暂时使用最广的是硅光电池.光电二级管分为P-N结光电二极管、PIN光电二级管、雪崩光电二极管、光电三级管等.以下尔将分别介绍其处事本理及其个性. 1）P-N结光电二级管2）PIN光电二级管PIN光电二极管又称赶快光电二极管，与普遍的光电二极管相比，它具备不的时间常量，并使光谱赞同范转背少波目标移动，其峰值波少可移至1.04~1.06um而与YAG激光器的收射波少相对于应.它具备敏捷度下的便宜，所以通时常使用于强光检测（线性）.它的结构图如2-3所示，它是由P型半导体战N型半导体之间夹了一层本征半导体形成的.果为本征半导体近似于介量，那便相称于删大了P-N结结电容二个电极之间的距离，使结电容变得很小.其次，P型半导体战N型半导体中耗尽层的宽度是随反背电压减少而加宽的，随着反偏偏压的删大，结电容也要变得很小.由于I层的存留，而P区普遍干得很薄，进射光子只可正在I层内被吸支，而反背偏偏压主要集结正在I区，产死下电场区，I区的光死载流子正在强电场效率下加速疏通，所以载流子渡越时间常量（）减小，进而革新了光电二极管的频次赞同.共时I层的引进加大了耗尽区，展宽了光电变更的灵验处事地区，进而使敏捷度得以普及.3）雪崩光电二级管雪崩光电二级管（APD）是得用光死载流子正在下电场区内的雪崩效力而赢得光电流删益，具备敏捷度下、赞同快等便宜，通时常使用于激光测距、激光雷达、强光检测（非线性）.APD雪崩倍删的历程是：当光电二极管的p-n结加相称大的反背偏偏压时，正在耗尽层内将爆收一个很下的电场，它脚以使正在强电场区漂移的光死载流子赢得充分的动能，通过与晶格本子碰碰将爆收新的电子-空穴对于.新的电子-空穴对于正在强电场效率下，分别背好同的目标疏通，正在疏通历程中又大概与本子碰碰再一次爆收新的电子-空穴对于.如许反复，产死雪崩式的载流子倍减少.那个历程便是APD的处事前提.APD普遍正在略矮于反背北脱电压值的反偏偏压下处事.正在无光照时，p-n结不会爆收雪崩倍删效力.但是结区一朝有光映照，激励出的光死载流子便被临界强电场加速而引导雪崩倍删.若反背偏偏压大于反背打脱电压时，光电流的删益可达（十的六次圆）即爆收“自持雪崩倍删”.由于那时出现的集粒噪声可删大到搁大器的噪声火仄，以以致器件无法使用.4）光电三级管光电三级管与光电二极管比较，光电三级管输出电流较大，普遍正在毫安级，但是光照个性较好，多用于央供输出电流较大的场合.光电三极管有pnp战npn型二种结构，时常使用资料有硅战锗.比圆用硅资料创造的npn型结有3DU型，pnp型有3CU型.采与硅npn型光电三极管，其暗电流比锗光电三极管小，且受温度变更效率小，所以得到位广大应用.底下以3DU型光电三极管为例证明它的结构、处事本理与主要个性.3DU型光电三极管是以p型硅为基极的三极管，如图2-4（a）所示.由图可知，3DU管的结媾战一般晶体管类似，不过正在资料的掺杂情况、结里积的大小战基极引线的树立上战一般晶体管分歧.果为光电三极管要赞同光辐射，受光里即集电结（bc结）里积比普遍晶体管大.其余，它是利用光统造集电极电流的，所以正在基极上既可树立引线举止电统造，也不妨不设，真足共光一统造.它的处事本理是处事时各电极所加的电压与一般晶体管相共，即要包管集电结反偏偏置，收射正偏偏听偏偏置.由于集电结是反偏偏压，正在结区有很强的内修电场，对于3DU管去道，内修电场目标是由c到b的.战光电二极管处事本理相共，如果有光照到集电结上，激励电子-空穴对于，接着那些载流子被内修电场分散，电子流背集电极，空穴流背基极，相称于中界背基极注进一个统造电流Ib=Ip.果为收射打队结是正偏偏置的，空穴则留正在基区，使基极电位降下，收射极便有洪量电子经基极流背集电极，总的集电极电流为Ic=Ip+βIp=(1+β)Ip，式中β为电流删益系数.由此可睹，光电三极管的集电结是光电变更部分.共时集电极、基极、收射极形成一个有搁大效率的晶体管.所以正在本理上不妨把它瞅万里一个由光电二极管与一般晶体管分散而成的拉拢件，如图2-4(b)所示.光电三级管另一个个性是它的明暗电流比要比光电二极管、光电池、光电导探测器大，所以光电三极管是用去做光启闭的理念元件.3．光电导探测器与电伏探测器的辨别1）光电导探测器是均值的，而光伏探测器是结型的.2）光。

光纤通信的发展史及其应用

光纤通信的发展史及其应用光纤的研究及其应用伴随着科学技术的发展，人类对于信息交换的需求越来越大，人们已经不能满足于电子通信系统了，由此光纤通信应运而生。

信息在光域上的传输、存储、交换技术的突破，为构建起全光网络奠定了物质基础。

光纤即为光导纤维的简称。

从原理上看，光纤是构成光纤通信的基本物质要素。

光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外，在应用中，光纤常按用途进行分类，可分为通信用光纤和传感用光纤。

传输介质光纤又分为通用与专用两种，而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤，并常以某种功能器件的形式出现。

光源与传输介质对于光纤，首先考虑解决的便是光源的问题。

能够用作传输的光源的要求是：①高纯度；②会聚度要平行；③操控性要好。

下面从我们已了解的各种光源一一举例说明：Ⅰ.火——原理：物质的辐射；问题：效率极低；Ⅱ. 白炽灯——原理：物质的辐射；特点：方便；问题：操控性差，光谱为连续的，色温低；Ⅲ. 荧光灯——原理：汞蒸汽电离，跃迁释放紫外线，被荧光层吸收并转化为可见光（且玻璃可吸收紫外线）；特点：效率高，色温合适（高），光谱为断续的；Ⅳ. 节能灯——同上；Ⅴ. 卤素灯——其实质就是白炽灯，温度高；Ⅵ. CCFL——荧光灯的一种，是用作显示器的背光，但是效率低；Ⅶ. LED——原理：二极管载流子发光（即载流子复合发光），属自发辐射；特性：是单色光，纯度高；类型：面发光(SLED) 以及边发光(ELED)；Ⅷ. LD——即Laser Diode 全称：Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，含义：受激辐射光放大；原理：载流子复合发光，是属于受激辐射；特性：方向性好，色谱纯度性高；LED光谱 LD光谱由上面可总结出：传统光源不适合用于光纤通信，而LED或者LD可以用于光纤通信。

表1-1 传统光源、LED、LD的比较对于传输介质，要求：①透明度高；②无序结构；③具有一定的可塑性。

光纤分光器的作用及连接方法_概述说明

光纤分光器的作用及连接方法概述说明1. 引言1.1 概述光纤分光器是一种重要的光器件，用于将输入的光信号按照一定比例分配到多个输出通道中。

它在光通信、传感器网络、生物医学和光谱分析等领域发挥着关键作用。

本文旨在介绍光纤分光器的作用以及其连接方法。

1.2 文章结构本文主要分为五个部分进行讨论，每个部分涵盖不同的内容。

首先是引言部分，概述了文章的背景和目标。

第二部分将详细介绍光纤分光器的作用，包括原理说明、应用场景以及其优势和局限性。

第三部分将讨论光纤分光器的连接方法，包括直连法、分束耦合法和端面接触法。

第四部分将给出实例介绍，展示A型、B 型和C型光纤分光器的连接示意图和步骤说明。

最后一部分是结论与展望，总结了文章的主要观点，并展望了该领域未来的发展趋势和改进方向。

1.3 目的本文旨在全面介绍光纤分光器的作用及其连接方法，帮助读者对光纤分光器有更深入的理解。

通过详细的实例介绍和连接方法说明，读者将能够掌握正确连接光纤分光器的技巧，并了解其在不同领域的应用情况。

同时，本文还将对光纤分光器未来的发展趋势进行展望，为该领域的研究和技术创新提供参考。

2. 光纤分光器的作用2.1 原理说明光纤分光器是一种能够将输入光信号分为不同波长或功率的设备。

它基于光学元件的特性，利用不同材料和结构对入射光进行分散和折射，从而实现分离不同波长的光信号。

通常情况下，光纤分光器采用的是星型结构，包含一个输入端口和多个输出端口。

通过调整内部的耦合方式或材料特性，可以实现将入射光按照一定比例或特定波长进行拆分，并将其输出到相应的端口上。

2.2 应用场景光纤分光器在通信领域起着重要作用。

它可以在传输过程中对多个波长或不同功率的信号进行处理与分离，同时还可以提供保护和监测功能。

以下是一些主要应用场景：1. 光纤通信系统：在密集波分复用（DWDM）系统中，利用光纤分光器可以将多个波长的信号进行合并和拆分，实现高容量、长距离传输。

2. 光网络监测：通过使用适当配置的光纤分光器，可以实时监测光纤传输中的信号质量、功率衰减等参数，提供网络维护和故障排除的支持。

光器件在高压开关柜温度监测中的应用

文章编号：６１６２２０）６０６３１７ —９６（０７０ —０４ —０
光器件在Ｊ开柜温监测中的应用高压关度同．卫丌
黄通情苏伟达２，
（．建医科大学基础医学院，建福州３００；１福福５０７２福建师范大学物理与光电信息科技学院，建福州３００）．福５０７
由于采用了开集电极电路，因此，此接收器兼容Ｔ及ＣＳ电平。工作温度范围为一４几ＭＯ０～＋８５℃。
１１ＨＢ．ＦＲ一１１速光发射器４４高
图１开关柜温度监测装置系统框图
一
采集器选用Ｍｅｏｈｉｃｉｒｐ公司生产的具备纳瓦技术的小型单片机，完成对温度数据的分析、编码与调制。本系统的高速光发射器采用ＨＢＦＲ一１１４４低功耗高速光发射器件，其光发射波长为８ｎ０２ｍ。此发射器能够与以下四种光纤配合使用：０１５ｍ、２５１５ｍ、０／４ｐ２０ｎＦＲ一１１采用了双镜片的光学系统使得光发射效率高，５／２ｐ６．２ｐ１０１０ｍ、０ｔ。ＨＢ／ａ４４
摘要：介绍了ＨＢＦＲ一１１光发射器和ＨＢ４４ＦＲ一２１光接收器的主要特点及其应用于高压开关柜温４２度监测装置的硬件电路及软件设计，验证了采用该光发射器和光接收器可以进行可靠的温度
监测与远程通信，满足开关柜内开关触点温度的远程监测要求。关键词：ＨＢＦＲ一１１；ＦＲ一２１；发射器；接收器；关柜４４ＨＢ４２光光开中图分类号：Ｔ２６Ｔ７Ｎ５Ｍ３

声光器件及其在大学物理实验中的应用

维普资讯
⑩２７第期０年６０
ＬＢＲＴＲＩＣＡＯＡＯＹＳＥＥＣＮ
２７１月版０年２出０
声光器件及其在大学物理实验中的应用
冯一兵冀晓群
４４０）６００（阳师范学院物理与电子工程学院河南信阳信
从上世纪三十年代人们就开始了对声光效应的研究，但在此后３０年内，声光效应理论发展相当缓慢，６到０年代，随着激光器的问世和超声波技术的进步，声光效应理论和应用研究得到了迅速的发展，声光效应及其器件在现代社会、学研究乃至科实验教学中得到了广泛的应用。１声光效应的概念．超声波通过介质时会造成介质的局部压缩和伸长而产生弹性应变，该应变随时间和空间作周期性变化，使介质出现疏密相问的分布，此时该介质如同个相位光栅，当光通过这一受到超声波扰动的介质时就会发生衍射，种现象称之为声光效应。这２常见的声光器件．运用声光效应理论可制造多种声光器件，常见的声光调制器、声光偏转器和声光可调谐滤光器三种除此外还有声光Ｑ开关、光锁模器和声光移声频器等。下面简要介绍前三种常见的声光器件。２１声光调制器．．声光调制是一种外调制技术，常把控制激光束强度变化的声光器件称作声光调制器（Ｏ。声ＡＭ）光调制技术比光源直接调制技术有高得多的调制频率；电光调制技术相比，更好的光点质量和与有更低的价格；与机械调制方式相比，有更小的体积、重量和更好的输出波形。声光调制器分为：脉冲声光调制器、线性声光调制器、红外声光调制器等。声光调制器由声光介质和压电换能器等构成。当驱动源的某种特定载波频率驱动换能器时，能换器即产生同一频率的超声波并传人声光介质，介使质的折射率发生周期性变化，光束通过介质时发生相互作用，产生衍射而改变光的传播方向（图１。见）衍射模式有布喇格衍射和喇曼一纳斯型衍射。激光腔外使用的声光调制器一般采用布喇格型，衍

光子晶体及其应用ppt课件

界中早已存在拥有这种性质的物质。
盛产于澳洲的宝石蛋白石(opal)。蛋白石是由二氧化硅纳米球 (nano-sphere)沉积形成的矿物，其色彩缤纷的外观与色素无关，而是因为它几何结构上的周期性使它具有光子能带结构，随着能隙位置不同，反射光的颜色也跟着变化；换言之，是光能隙在玩变色把戏。
翅膀鳞粉具有光子晶体结构的蝴蝶
一个周期势场；
2
c2
r
~
E,即平均介电常数相当于能量本征值
光子晶体中的光子能带不同于半导体中的电子能带
光子的能量
E p kc
因此其色散关系的特点是E p 和k呈线性关系
国际上激烈竞争
DARPA 重组天线计划美
可调光子晶体计划
日
超快光子学计划
毫米和亚毫米波段的集成天线技术基于光子晶体的光子集成线路计划欧
THANK YOU
2019/5/6
光子晶体简介
两年之后， Yablonovitch等人卷土重来，这回他们调整制作方式，在块材上沿三个夹120 度角的轴钻洞，如此得到的fcc晶格含有非球形的 “原子”(如右图)，终于打破了对称的束缚，在微波波段获得真正的绝对能隙，证实该系统为一个光子绝缘体(photonic insulator)。
具有极强的致畸作用。手机在使用过
程中，这种电磁波始终围绕着人的头部。长期、高频率使用手机，会造成正常脑的支持细胞——胶质细胞DNA算机技术中的应用--CPU
目前所遇的困难
自从1970年以来，可以被放置到微电子芯片的电子元件数量以18 月翻一番的速度增长，然而即使这种被成为摩尔定律的趋势可以在以后的几年内必将逐渐的走向平缓，直至目前的极限。
光子晶体天线针对某微波频段可设计出需要的光子晶体，并让该光子晶体作为天线的基片。因为此微波波段落在光子晶体的禁带中，因此基底不会吸收微波，这就实现了无损耗全反射，把能量全部发射到空中。

光纤通信用光器件介绍

• FP: Fabry-Perot, 法布里-珀罗激光二极管
• DFB: Distributed Feedback Laser, 分布反馈式激光二极管
• VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser, 垂直腔面发射激光器
• PIN: Positive Intrinsic Negative, 同质PN结光电二极管
光纤通信用光器件介绍
主要内容
• 光纤通信系统 • 缩略语 • LD的基本工作原理及其关键性能指标 • TOSA分类及其基本结构 • TOSA生产工艺 • TOSA测试原理 • PD的基本工作原理及其关键性能指标 • ROSA的分类及基本结构 • ROSA的生产工艺 • ROSA测试原理 • TOSA/ROSA常见问题 • BOSA - 单纤双向应用
有源区 (增益介质)
反射镜面 (解理面)
R1
Z=0
注入电流
有源区 (增益介质)
P
激光发射
N
反射镜面
(解理面)
R2
Z=L
2011-3-27
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LD基本工作原理-激光产生的基本条件(4)
• 阈值条件：
¾ 由于谐振腔中存在损耗及通过反射镜子的光辐射，受激辐射产生的光子将不断消耗。只有当增益等于或超过总损耗时，才能建立起稳定的振荡，这一临界增益称为阈值增益。为达到阈值增益所需的注入电流称为阈值电流。
• E2入射光 hf = E2 - E1
E1
E2
•
E1
•受激辐射光
hf = E2 - E1
受激辐射产生的过程
2011-3-27
增益/损耗
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f2 频率(Hz)

光器件原理

光器件原理
光器件是一种利用光学原理来实现光信号传输和处理的器件。

它在光通信、光存储、光显示等领域发挥着重要作用。

光器件的原理涉及光学、材料科学、电子学等多个学科，具有复杂的工作原理和结构。

本文将从光器件的基本原理入手，介绍光器件的工作原理及其应用。

光器件的工作原理主要涉及光的发射、传输、探测和调制等方面。

光器件的发射原理是利用激光二极管、LED等器件将电信号转换成光信号，实现光的发射。

光的传输原理是利用光纤、光波导等传输介质将光信号传输到目的地。

光的探测原理是利用光电二极管、光电探测器等器件将光信号转换成电信号，实现光的探测。

光的调制原理是利用调制器件对光信号进行调制，实现光信号的调制。

这些原理共同构成了光器件的基本工作原理。

光器件在光通信、光存储、光显示等领域有着广泛的应用。

在光通信领域，光器件可以实现光信号的发射、传输、探测和调制，实现高速、大容量的光通信。

在光存储领域，光器件可以实现光盘、光存储器等设备，实现高密度、长寿命的光存储。

在光显示领域，光器件可以实现LED显示屏、激光投影仪等设备，实现高亮度、高清晰度的光显示。

这些应用表明了光器件在现代科技领域的重要作用。

总之，光器件是一种利用光学原理来实现光信号传输和处理的器件，具有复杂的工作原理和结构。

光器件的工作原理涉及光的发射、传输、探测和调制等方面，应用广泛，包括光通信、光存储、光显示等领域。

随着科技的不断发展，光器件将会在更多的领域发挥重要作用，推动科技的进步和社会的发展。

光纤光栅原理及其应用

信息显示与光电技术B61114075 方华杰光纤光栅原理及其主要应用光纤光栅是利用光纤中的光敏性制成的。

所谓光纤中的光敏性是指激光通过掺杂光纤时，光纤的折射率将随光强的空间分布发生相应变化的特性。

而在纤芯内形成的空间相位光栅，其作用的实质就是在纤芯内形成一个窄带的（透射或反射）滤波器或反射镜。

利用这一特性可制造出许多性能独特的光纤器件。

这些器件具有反射带宽范围大、附加损耗小、体积小，易与光纤耦合，可与其它光器件兼容成一体，不受环境尘埃影响等一系列优异性能。

光纤光栅的种类很多，主要分两大类：一是Bragg 光栅（也称为反射或短周期光栅）；二是透射光栅（也称为长周期光栅）。

光纤光栅从结构上可分为周期性结构和非周期性结构，从功能上还可分为滤波型光栅和色散补偿型光栅，色散补偿型光栅是非周期光栅，又称为啁啾光栅（chirp光栅）。

目前光纤光栅的应用主要集中在光纤通信领域和光纤传感器领域。

在光纤传感器领域，光纤光栅传感器的应用前景十分广阔。

由于光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、尺寸小（标准裸光纤为125μm）、重量轻、耐温性好（工作温度上限可达400℃~600℃）、复用能力强、传输距离远（传感器到解调端可达几公里）、耐腐蚀、高灵敏度、无源器件、易形变等优点，早在1988 年就成功地在航空、航天领域中作为有效的无损检测技术，同时光纤光栅传感器还可应用于化学医药、材料工业、水利电力、船舶、煤矿等各个领域，还在土木工程领域（如建筑物、桥梁、水坝、管线、隧道、容器、高速公路、机场跑道等）的混凝土组件和结构中，测定其结构的完整性和内部应变状态，从而建立灵巧结构，并进一步实现智能建筑。

本文对光纤光栅传感器的原理及应用作简单介绍。

1 光纤光栅传感器的工作原理。

1.1 光纤Bragg 光栅传感器的工作原理我们知道，光栅的Bragg波长λ B 由下式决定：λ B = 2nΛ（1）式中,n 为芯模有效折射率，Λ为光栅周期。

当光纤光栅所处环境的温度、应力、应变或其它物理量发生变化时，光栅的周期或纤芯折射率将发生变化，从而使反射光的波长发生变化，通过测量物理量变化前后反射光波长的变化，就可以获得待测物理量的变化情况。

光纤传输的技术及其应用

光纤传输的技术及其应用作者：李金洲来源：《数字化用户》2013年第04期【摘要】随着网络通讯技术的不断进步，数据业务规模的扩展，给提供基础传送带宽的光网络带来了极大的压力，给传统的光网络带来了一系列冲击。

它们的一系列发展构成了现代传输通信网络的主流技术，如何实现现代传输网络多业务性与智能化发展，促进未来信息社会的建设。

【关键词】光纤传输技术应用方案设计具体措施一、纤传输设备的分析目前来说，传统的模拟光端机主要运用两种技术，分别是FM与AM。

早期各大公司的光纤传输设备一般采用AM技术，随着市场经济的不断发展，FM逐渐成为市场的主流。

一般来说FM技术比AM技术更加可靠，其具备更强大的抗干扰能力，保真度比较高，对于非线性失真的要求比较低，可以大范围的提高光接收机的灵敏程度。

在早期的光纤传输中，其传输设备采用的焊接工艺，一般为插件式，虽然插件焊接工艺有利于早起的光纤传输，但是它也存在一系列弊端，如体积大、功耗高、板电磁干扰比较大等。

与此同时，板间的电磁干扰比较大，其系统引入的噪音也比较大，对系统的信噪比与系统的视频指标影响比较大。

二、光纤传输设备的类型分类光纤传输设备传输方式分为两种设备，多模光纤传输设备与单模光纤传输设备。

前者采用的传输设备的光器件是LED，一般来说分为850NM与1300NM两种波长；后者采用的传输设备的光器件是LD，一般来说可分为850nm和1300nm两种波长。

三、分析多业务传送平台（一）MSTP在技术方面的具体特点MSTP通常情况下，都是建立在SDH技术之上的，作为一种综合度比较高的业务传送平台，可以对不同业务之间的接入、传送与处理予以很好的促进，也就是说多个不同的业务节点在MSTP下就能够实现统一的管理，管理成本可以有效地降低。

（二）MSTP的应用分析目前来说，MSTP系列设备是一种城域网节点设备，它有效实现了数据网与语音网的融合。

具体应用在城域网各层中，对于其骨干层来说，主要进行中心节点之间的IP、SDH等多业务汇聚。

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。

光子设备及其应用发展前景

光子设备及其应用发展前景在科学技术领域里，光子学作为电子学的姊妹学科，正以非常快的速度在发展。

它是关注光、电磁波和光学材料之间的相互作用的学科。

光子学技术是现代先进制造技术的关键和智能化制造技术的支撑。

它被广泛应用于通讯、能源、军事、医学、材料等领域。

近年来，随着国家对科技的高度重视，光子器件及其应用研究得到了大力的发展和推广，为我国经济转型升级和重大设备制造领域提供了有力的支持。

一、光子器件及其应用领域1、通讯领域在通讯领域中，光子器件的应用是最广泛的，如电视、电话、网络、卫星通讯等。

光纤输送数据有很高的带宽，越来越多的用户开始使用光纤网络。

在光纤通讯方面，我国已有很大的进步，几乎所有城市都能够以较低的成本提供光纤网络服务，这也对我国光纤光器件产业的发展带来了重大机遇。

2、能源领域在能源领域，光子学技术也有很广泛的应用。

例如，光伏发电技术，它是指利用半导体器件将太阳光转换成直流电的技术。

这种技术被广泛应用于光伏组件制造中。

此外，许多公司也在使用光子器件制造高效的光伏电池。

光电池是一种新型的能源转换器件，光子学技术的突破有望进一步提高光伏电池的效率和性能。

同时，光子学技术也有望在精细化的油气探测、瞬态光谱和化学传感器监测、高精度的太阳能测量和太阳能控制等领域中得到应用。

3、军事领域在军事工程领域中，光子学的应用主要是光学传感器、光学仪器的研制和制造，以及高能量激光器的研制和应用。

激光武器是光子学技术的典型代表。

此外，强激光也广泛应用于天文、地球物理学和人造核聚变等领域。

4、医学领域在医学领域中，光子学技术有望在医疗设备、诊断仪器和治疗装置等方面带来革命性的变化。

同时，它还有望提供更多的研究和治疗手段。

例如，基于光子学技术，科学家能够制造新型的生物标记物和检测方法，以及能够帮助患者恢复视力的高科技矫正技术。

5、材料领域光子器件在材料领域中也有很广泛的应用。

例如，在半导体加工中，通过控制激光束的特性，可以达到精密处理材料的目的。

光电子器件及其应用

图5.1.2 发光二极管常见的驱动电路
（2）晶体管驱动如图5.1.2b所示，流过发光二极管的正向工作电流 IF受到
晶体管V控制，使LED的工作处于可控状态。
当三极管V饱和导通时，流过LED的正向工作电流IF经电源电压VCC和集电极电阻R形成，LED发光，当三极管V截止时，流过三极管集电极电流是微小的漏电流，不足以使LED发光，LED熄灭。通过驱动三极管的导通、截止，使LED的工作处于可控状态。图5.1.2（b）所示电路限流电阻R由下式估算 VCC U CES U F R IF 式中，UCES为晶体管饱和压降，硅管取0.3V，锗管取0.1V； UF为LED正向工作电压，IF为LED正向工作电流，UF、IF可从产品手册上查得。
⑵要合理选择LED的驱动电流，不能超过规定限值，以免PN结结温过高，缩短管子寿命。
⑶限流电阻R对保证LED正常工作起决定作用。一旦 R值选定，电源VCC值就不能改变，否则将会造成LED发光强度的变化，严重时会损坏LED。
图5.1.5
音频信号电平指示电路
二、发光二极管使用注意事项（1）对于全塑形封装的LED，正、负极引脚靠环氧树脂固定，为避免管芯受热损坏和因环氧树脂受热软化致使引脚移动引起内引线断开，装配焊接时要注意：
第一，印制电路板上LED安装孔应与管子两管脚间距相同，使引脚与环氧树脂管帽不产生应力；
第二，焊接所用电烙铁应选25W 以下，焊接点应离管帽 4mm以上；第三，焊接时电烙铁接触时间不要超过4 s，最好用镊子夹住管脚进行散热。
发光二极管图片
发光二极管主要参数
制造LED用的基本半导体材料有GaP、GaAsP、GaALAs等。不同的半导体材料及工艺使发光二极管的颜色、波长、亮度、正向管压降、光功率均不相同。 (1)正向电压发光二极管的开启电压通常称作正向电压，它大小取决于制作材料。例如 GaAsP 红色的 LED 约为 1.7V ，而 GaP 绿色的 LED则约为2.3V。 (2)反向击穿电压 LED的反向击穿电压一般大于5V，为使LED安全可靠地工作，安全使用电压选择在5V以下

光电子器件性能测试及其在通信领域的应用

光电子器件性能测试及其在通信领域的应用随着科技的不断发展，光电子器件在通信领域逐渐变得越来越重要。

在这一过程中，对光电子器件的性能测试也变得十分关键。

本文将介绍光电子器件的性能测试内容以及其在通信领域的应用。

一、光电子器件的性能测试光电子器件主要包括激光器、光路、光检测器等。

性能测试对这些光电子器件的工作情况进行分析，验证设备是否满足相关性能要求，以保证其工作的可靠性。

1. 激光器的性能测试激光器是光通信领域最基本的光子源，其调制和稳定性能均需保证，具体测试内容主要包括以下几个方面：（1）光功率输出利用光功率计可测量光功率输出，并与设计值和标准值进行比较。

（2）波长与谱宽波长稳定性对通信质量影响较大，一般使用光谱仪来测试，并记下谱线中心值和谱线宽度。

（3）调制性能利用光电探测器测算出光强随调制电流变化情况，来分析激光器的调制性能。

2. 光路的性能测试光路由多个有机件组成，需进行分离测试。

由于漏光等干扰情况，光损耗测试一般采用反射法。

测试主要分为：（1）前端光路模式利用激光器输出的光束，检测其模式，需要的为一个光束分离器和光纤。

（2）光纤连接测试将两个接口之间的光纤连接起来，并分别测量两者间光损耗。

（3）后端光路模式将准直后的光束依次射入到几种不同的光器件上，测量透过率及模式情况。

3. 光检测器的性能测试光检测器主要用于接收激光器输出的光信号并分析其性能，主要测试内容如下：（1）响应特性利用在一定波长下，光功率随探测器电流变化来测试响应特性。

（2）量子效率光功率输入与输出之间的比值，即为探测器的量子效率。

（3）响应时间测量信号与响应之间的时间，应在指定时间范围内相应。

二、光电子器件在通信领域的应用随着通信技术的迅速发展，光电子器件的应用也越来越广泛。

以光通信领域为例，光电子器件作为核心的通信链路具有广阔的市场前景。

1. 激光器的应用光通信领域，以激光器为核心的光源有极广泛的应用前景。

激光器具有体积小、功耗低、驱动简单的特点，可用于光纤通信、光无线通信等多个领域。

光学芯片的制造及其应用

光学芯片的制造及其应用随着科技的迅速发展，光学芯片已经成为了现代电子设备的重要组成部分。

光学芯片是一种由光学元件和微电子元件组成的微型化器件，其制造过程需要经过多个步骤，包括光刻、流程、淀积等。

不同的制造工艺可以生产出不同的芯片类型，如波导滤波器、光纤阵列等。

同时，光学芯片的广泛应用也在不断拓展，如通信、医疗、安防等。

一. 光学芯片的制造1. 光刻技术首先，制造光学芯片需要使用到光刻技术。

它是通过对光刻胶施加光照和加热处理，将所需的图案转移到芯片上的一种技术。

在此过程中，需要布置光源、光阻层、掩膜等。

在光刻过程中，光器件的具体形态需要通过掩模板进行设计。

通过对掩模板进行光刻胶的显影处理，可以将所需图案投射到光刻胶层上。

根据光刻胶的特性和掩模板的处理，加热处理光刻胶，完成芯片的制作。

2. 流程技术除了光刻技术之外，流程技术也是光学芯片制造的关键步骤。

此技术主要是通过化学反应控制芯片表面的形态，让芯片逐步形成所需的结构。

流程技术主要包括涂胶、预处理、光刻、刻蚀、清洗等步骤。

在此过程中，蚀刻要完全控制芯片表面的形态，保证所需结构的精度和质量。

3. 光学芯片的淀积随着光学芯片制造技术的不断提高，芯片材料的选择也越来越丰富。

淀积是其中的一种重要技术，常用的材料包括二氧化硅、激光溅射材料等。

在淀积的过程中，需要通过控制反应气体的温度、气压等参数，完成所需材料的层叠。

二. 光学芯片的应用1. 通信应用光学芯片广泛应用于通信领域。

它可以作为光纤收发器、波长分离器、光开关和光滤波器等器件的组成部分，其中最常见的是光纤接口，将数字信号转换为光信号进行传输。

2. 医疗应用光学芯片也可以用于医疗领域。

光纤传感器可以通过光学芯片的制造技术，将所需传感器集成在一起，成为相对成本较低的医疗设备。

同时，光学芯片也可以应用于视网膜激光手术中，精确调节激光的强度和聚焦度。

3. 安防应用随着社会的不断进步，对各种安防设备的要求也逐渐提高。