第一章绪论-光电子学课程.ppt

光电子技术 Photoelectronic  Technique ;?电子技术：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。包括真空电子技术、气体电子技术、固体电子技术等，;?光电子技术的特征：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。;　1883年，爱迪生在一次改进电灯的实验中，将一根金属线密封在发热灯丝附近，通电后意外地发现，电流居然穿过了灯丝与金属线之间的空隙。 1884年，他取得了该发明的专利权。这是人类第一次控制了电子的运动，这一现象的发现，为20世纪蓬勃发展的电子学提供了生长点。;这一生长点上的第一只蓓芽就是弗莱明发明的整流器。他把爱迪生及马可尼两位大师的发明成果结合起来，着手研究真空电流的效应。1904年，他发明了真空二级管整流器。;1910年，德福累斯特首次把它用于声音的传送系统。1916年，在他的主持下，建立了第一个广播电台，开始了新闻广播。 到本世纪的 20年代，真空电子器件已经成为广播事业与电子工业的心脏，它推动着无线电、雷达、电视、电信、电子控制设备、电子信息处理等整个电子技术群的迅速发展。;1899年马可尼发送的无线电信号穿过了英吉利海峡，接着又成功穿越大西洋，从英国传到加拿大的纽芬兰省。;1958年，半导体集成电路问世，不仅使高速计算机得以实现，还促使电子工业与近代信息处理技术发生天翻地覆的变化。;19-20世纪，电磁学得到了飞跃的发展．不断开发了各种电的应用技术。;上世纪世纪第一个10年，真空管问世，促使电子学的诞生； 从20年代到60年代，电子器件从真空管过渡到固体三极管， 随之实现了集成化，在促进电子学大发展的同时，光电子学、量子电子学也随之建立和发展起来，它们形成了现代电子学的学科群体;电子电路不能在同一点重叠相交，这种空间的不共容性限制了密集度的提高；集成电路的平面结构只适用于串列处理，要在信息存贮和数据处理上有突破性进展，要使信息贮存密集度再提高4个数量级，实现非定址的联想记忆(associative momery)，以发展人工智能，必须发展三维并列处理机构。;光子学的信息荷载量要大得多，光的焦点尺寸与波长成反比，光波波长比无线电波、微波短得多，经二次谐波产生倍频，激光可使光盘存贮信息量大幅度增加。;1970年．半导体激光器在室温环境下的连续激射获得成功。;光纤通信技术的开发促进了;光通信原理示意图 ;光技术的发展没能够超过电子技术的发展;光电子学是在电子学的基础上吸收了光技术而形成的一门新兴学科。; 激光出现，对光与物质相互作用过程的研究变得异常活跃， 半导体光电子学 波导光学 导致了 激光物理学 相干光学 非线性光学等 新学科之间交叉。; 半导体光电子学 非线性光学 波导光学 ; 激光朝着超快、超强、短波长、宽调谐和小型化的方向发展。 远紫外的X光波段激光器,在 生物学 化学 物理结构 半导体器件光刻应用开拓上。 将获得重大进展 ; 半导体超晶格材料和量子阱结构与器件的研究; 非线性导波光学的发展，在光纤通信上导致几项重大成果： 掺稀土光纤放大器 光纤孤子通信 高密度波分复用(DWDM)技术 光纤光栅技术，采用全光通信系统，传输速率可达100Gbit/s以上。 ; 单晶光纤，有可能将有源和无源光电子功能器件与光纤波导融为一体。; 激光热核聚变和激光对原子的冷却为物理学提供了极端物理参数： 极高的温度(2亿万K) 极高的压力(18千亿个大气压) 极低的温度(20nK)。 ;1997年度的诺贝尔物理学奖授予美国斯坦福大学物理教授朱棣文,以表彰他们发明了用激光冷却进行低温下俘获原子的方法。 ; ;光电子学是研究 光频电磁波场与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的学科， 一般理解为“利用光的电子学”。;光的吸收和发射 激光 光辐射的控制 光辐射的探测 光波导 光电子集成 光电子应用; 光电子学是电子技术在光频波段的延续与发展。 现代化发展，使各学科所拥有的信息量逐日猛增，微电子在实现 超高速，超大容量，超低功耗方面遇到了极大的困难。;20世纪, 电子学和微电子学技术发展促进了计算机、通信及其他电子信息技术的更新换代; 21世纪;　电子具有质量，负电荷, 电子统计分布属于费米子特性。 速度要比光速小很多。 频率可达到10的11次方