《光电子技术基础》(第二)Chap资料讲解.ppt

* * 光电子技术 Photoelectronics Technique * * 选用教材： 《光电子技术基础》朱京平编著，2009，科学出版社 主要参考书目: 《现代通信光电子学(第五版)》亚里夫著，陈鹤鸣译，2004.9，电子工业出版社； 《光电子技术》安毓英等主编，电子工业出版 《光电子技术》梅遂生主编，2008.7，国防工业出版社； 《光电技术》王庆有主编，2009.3，电子工业出版社； 《激光原理技术及应用》阎吉祥等编，2006.8，北京理工大学出版社。 参考教材 * * 课程考核要求 平时成绩 20% 期末考试 80% = 总评 100% ? 本课程考试为闭卷笔试。 * * 国务院学位委员会、教育部：学科专业简介 物理电子学主要研究: 光子学、光电子学、导波光学、光纤通信与光信息处理技术、微波电子学和相对论电子学、薄膜与表面技术、真空科学与技术, 以及信息显示技术等 电路与系统 微电子学及固体电子学 电磁场理论与微波技术主要研究: 电磁波( 包括光波) 的产生、传输、与媒质的相互作用以及检测理论和方法, 电磁辐射散射的理论与技术, 无线电理论和技术, 微波电路和光路系统的理论、分析、仿真、设计及应用, 以及环境电磁学和计算电磁学等 电子科学与技术分为四个二级学科： * * 课程目的与任务 光电子技术是“光子技术”与“电子技术”相结合的产物，是继微电子技术后兴起的一门高新技术，目前已成为信息科学的重要支柱。 * * 光电子技术：是电子技术与光子技术相结合而形成的一门新兴的综合性的交叉学科，主要研究光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的相关技术。 光子技术:研究光子的特性与行为及其与物质的相互作用以及光子在自由空间或物质中的运动和控制。 电子技术：包括真空电子技术、气体电子技术、固体电子技术等，主要研究电子的特性与行为及其在真空或物质中的运动与控制。 * * 本课程着重讲解光电子技术的基本概念 与基本知识，主要包括激光产生的物理基础、激光的特性、典型激光器件和激光基本技术、光波导技术与光纤通信等基本应用。目的是进一步加深学生专业基础知识的掌握和扩大学生的知识面。 * * 教学基本要求 1、光的本性（主要包括光是一种横波，光的偏振特性和相干特性，光子简并度等概念与公式描述）； 2、激光产生的基本原理（主要包括激光器的基本结构、激光产生的基本条件、粒子数反转过程、光学谐振腔、激光的特性）； 3、典型激光器（主要包括激光器的分类、各类激光器的特点） 4、激光基本技术（光调制技术、晶体的电光效应 、晶体的声光效应、调Q技术、锁模技术、稳频技术）； 5、光纤和光缆（光纤的结构和分类、光纤的传光原理、光纤的传输特性） 6、光纤通信（光纤通信的中继传输、数字光纤通信、光源与光纤的耦合） * * 绪论 光子技术与电子技术相结合的光电子技术:主要研究光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的相关技术。 * * 光学与电学表面看起来是两个独立的学科，实际上存在着非常密切的内在联系。光与电打交道的第一个回合是1860年前后麦克斯韦提出的光的电磁波动理论，第二个回合是1905年爱因斯坦用量子论解释光电效应，第三个回合是1960年激光的发明。 电子学在20世纪作出了巨大的贡献，但由于电子自身的带电属性，使其进一步发展在速度和容量上都受到限制，而光子为中性，具有巨大的优越性。 * * ?光电技术的特征：光源激光化、传输波导化、手段电子化、电子学中的理论模式和处理方法光学化 ?光电技术与微电子技术共同构成了信息技术的两大重要支柱。 * * 光电子技术发展史 年代 60年代 70年代 80年代 90年代 技术成就 激光器的问世 低损耗光纤的实现、半导体激光器的成熟 超大功率量子阱阵列激光器的出现 光纤无源和有源器件的出现 相关应用 为光与物质相互作用的研究提供了一个极其有效的工具 导致以光纤通信、光纤传感为代表的光信息技术蓬勃发展 导致半导体双稳态器件的发展 为光纤通信产业的发展提供了网络物理层的基础 * * 21世纪是信息化的世纪，信息与信息交换的爆炸性增长对信息的采集、传输、处理、存储与显示提出了严峻的挑战。 我国政府十分重视光电子技术和产业的发展，已将它列入国民经济优先发展的领域，把光电子产业列为国家重点发展计划，继1986年3月王大珩等四位专家倡导的“863计划”之后，在此基础上开始了“973计划”，这两个高科技计划的重点是光电子产业。受信息化、数字化、网络化浪潮的推动，中国的光电信息市场和产业也呈现出高速增长态势，成为拉动整个国民经济增长的第一支柱行业。 * * 集电磁波场与物质中的电子相互作用以及能量相互转换