光电子技术(第0章)浅析.ppt

Optoelectronic Technology   光电子技术 教材：光电子技术（2版），潘英俊，重庆大学出版社，2010 成绩评定：平时成绩20-30分：考勤、组织纪律、作业；考试成绩70-80分相关课程：大学物理，电磁场与波，或集成光路（波导光学） Electromagnetic Spectrum 光压应用：（1）optical tweezer（简） 光镊又称单光束粒子阱，利用光与物质微粒之间的动量传递力学效应（光压）。 对微米、纳米量级的微粒进行操作、测量。 与生活关联的光电子技术应用：（1）仪器仪表：光谱、色谱仪、激光辅助基质飞行时间分析仪、光谱化学分析仪（2）医疗：血相和体液分析、眼科诊断及治疗、激光手术刀、美容……（3）立体电视。。。 （3）光信息存储与显示传统光学存储显示：照片1）显示：LED、LCD、CRT、plasmon(a)等离子、激光扫描显示2）光存储：与计算机和通信联机的海量光存储 A、光盘存储（CD）、 B、双光子三维立体存储、 C、持续光谱烧孔光学存储（分子存储，用分子对不同频率的光吸收率不同来识别分子）、 D、光全息存储特点：密度高、单位成本低、并行度高、寿命长、非接触读写、抗电磁干扰 光纤通信技术促进了光电子技术发展 作为光源的激光器（LD） 作为接收器件光探测器（PIN）的发展 光调制器、光波导、光开关、光放大器．以及光隔离器等各种光学部件的发展。 在电子学技术中采用小尺寸的光学零部件的组合（光电组件）。 但是总的来说， 光技术的发展没能超过电子技术的发展(光子的流控较难) 期待着在电子学采用光技术。 想得到更多的信息量、更高的演算速度，用现存电子技术是不可能实现的。 光信号传输方式要比用电布线好得多， 超并行计算机的配线方式， 光电子大量应用是20世纪50年代以后，100多年以前出现的光电子器件是光电探测器 1873年，英国W.R.史密斯发现了硒的光电导性。 1888年，紫外线照射到金属上时使金属发射带电粒子。 1890年，P.勒纳通过对1889年溢出带电粒子的电荷质量比的测定，证明是电子，弄清了外光电效应的实质。 1929年，L.R.科勒制成银氧色光电阴极，出现了光电管。 1939年，制成实用的导体材料制光电倍增管。 20世纪30年代末，硫化铅探测器可探测到3 μm辐射。 40年代初制成温差型红外探测器和测辐射热计。 光电探测器（略下2页） 50年代中期，可见光波段的硫化硒、硫化镉光敏电阻和短波红外硫化铅光电探测器投入使用。 50年代末，美军将探测器用于代号为响尾蛇的空—空导弹 ，取得明显作战效果。 1958年英国劳森等发明碲镉汞红外探测器。 直到20世纪90年代，美、英、法等国大力发展了中波（3-5μm）和长波（8-14μm）红外多元器组件，广泛用于夜视、侦查、观瞄、火控和制导系统。 1992年西方各国又用成熟起来的红外平面阵列在各种成像技术中取代多元探测器组件。 光电子学 半导体光电子学 导波光学 激光与红外物理学 相干光学 非线性光学 光与物质相互作用 强光光学效应 电光效应 声光效应 磁光效应 光电转换效应 发光效应 非线性光学效应 介质导波效应 非线性光学效应 光电子技术 光子学：Photonics 是研究光子运动、光子作用及其应用的科学。 荷兰科学家Poldervart 1970年提出Photonics并定义为： “光子学是研究以光子为信息载体的科学”。 钱学森：“光子学是研究光子的产生、运动和转化的科学。” 光子学发展历程： 从1970年Poldervart提出算起，也正经历： 光学 -- 光子学-- 光子技术 -- 光子工程 -- 光子产业 光子技术及其主要应用： 器件：有源元件：激光器、光探测器、光放大器、光集成回路等 无源元件：耦合器、调制器、滤波器、光波导等 应用：光子通信、光储存、光计算机等 电子和光子性质的比较 其原因： 1).光子技术还不成熟（光子的流动和控制难） 2).电子和光子是有高度互补的“孪生兄弟”：电子能态的改变导致光子的发射，而光子被物质吸收将引起电子能态