吉林大学 光电子学chp1一1.ppt

光电子学教程 编著作者：张季熊 主讲老师：郭文滨 教材： 课程成绩：平时成绩（作业、出勤）（20％） ＋考试成绩（80％） 联系方式： Tel8221 Email：guowb@jlu.edu.cn 引 言 电子学：以电子作为信息的载体。 光电子学：以光子作为信息的载体，研究光与物质（电子）相互作用的学科。 激光：高相干度、高亮度、发散角小等优点。 优点：载波频率高（光波频率）、传输速度快、光电子器件响应快、多通道并行处理能力强、防电磁干扰及存储能力强。 应用及产业 一、信息应用类 二、能量应用类 第一章 光与物质相互作用基础 $1-1 光的波动理论与光子学说 光的显著特性：波粒二象性——光波既有波动性也有粒子性。 一、光的波动学说 1. 麦克斯韦方程组 2. 介质的本构关系 3. 电磁场的波动方程 4. 边界条件 5. 电磁波的有关性质 （2）能量密度——电磁场内单位体积中包含的电场和磁场的能量。 （3）时谐变电磁场 二.光子学说 认为光是由一些以光速c传播的物质单元—光子组成 1.光子的物质性 2.光子的状态描述 （1）相体积：描述光子状态所能分辨的最小尺度。 测不准原理 （2）态密度  光电子发展的需求牵引，促进了光学的进步。 光电子技术是电子技术同光学相结合的产物。 此外 自适应光学、 二元光学、 微透镜阵列、 自聚焦透镜、 费涅尔透镜、 全息元件 等等都有力地支撑和促进了光电子的发展。 光电转换器件或电光转换器件，都离不开电子器件，还要配以光学元件以改善其性能。 三者相互渗透、共同发展 信号经阵列中每个探测单元转换成的电信号经处理，消除噪声后，把并行信号变成串行信号输出。 在阵列前加滤光片，消除杂光，加微透镜阵列以提高投射到焦平面阵上的红外线的利用率。 全固态相控阵雷达，将雷达主机同天线的每个单元连结起来，缩小了设备的体积、重量和功耗。 光互联不仅可用于整机的机箱之间，还用于印制线路板之间和芯片之间。 将激光器、光电探测器等同电子线路，如放大器、调制解调器等集成在一个芯片上，不仅可大大压缩体积重量，。 为提高性能，往往将几种传感器组合使用 随着信息科技和产业的发展，对光子学技术的需求与日俱增，必然促进光子产业的迅速形成和迅猛发展.尽管光子学有着如此巨大的发展潜力，但作为系统和整机，作为光电转换的诸多应用，电子学和电子技术仍将起着巨大的作用。 最后，我们将光电子学的学科内容及其相应的技术功能列成图。同学们在学完本课程之后，不妨将每种光电物理效应与各种可能的光电子功能一一联系起来。有助于你在令人眼花嘹乱的光电子世界中找到某些清楚的线索。 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 展望未来，光子学与电子学将更加紧密合作、互为补充、相互促进，把未来信息社会推向新的发展阶段。 《光电子学教程》张季熊 华南理工大学出版社 2001年7月 《光电子物理基础》徐国昌 凌一鸣 东南大学出版社1998年8月 《光电子技术基础》 彭江得 清华大学出版社1988年出版 《光电子技术》 潘英俊 邹建 重庆大学出版社 2000年7月 《光电子技术》杨经国 冉瑞江 杜定旭等?? ?1990年12月第1版? 《光电子技术及其应用》石顺祥 过已吉? 电子科技大学出版社 1994年11月第1版 ? ? 参考书 21世纪 一个新的词汇—“光谷” 作为信息和能量载体的光电子,在光显示、光存储和激光上, 对经济建设、社会变革、国家安全及整个社会发展起着难以估量的关键作用。 “硅谷”代表微电子信息产业, “光谷”代表光电子信息产业。 　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次方赫兹，波长相当于1000微米。电子是很好的