光電子技術(shù)基礎(chǔ)第二版chap

1、2024/2/28,1,光電子技術(shù),Photoelectronics Technique,2024/2/28,2,選用教材：《光電子技術(shù)基礎(chǔ)》朱京平編著，2009，科學出版社 主要參考書目:《現(xiàn)代通信光電子學(第五版)》亞里夫著，陳鶴鳴譯，2004.9，電子工業(yè)出版社；《光電子技術(shù)》安毓英等主編，電子工業(yè)出版《光電子技術(shù)》梅遂生主編，2008.7，國防工業(yè)出版社；《光電技術(shù)》王慶有主編，2009.3，電子工業(yè)出版社；《激

2、光原理技術(shù)及應(yīng)用》閻吉祥等編，2006.8，北京理工大學出版社。,參考教材,2024/2/28,3,課程考核要求平時成績 20% 期末考試 80% = 總評 100%? 本課程考試為閉卷筆試。,2024/2/28,4,國務(wù)院學位委員會、教育部：學科專業(yè)簡介,物理電子學主要研究: 光子學、光電子學、導波光學、光纖通信與光信息處理技術(shù)、微波電子學和相對論電子學、薄膜與表面技術(shù)、真空科學與技術(shù), 以及信息顯示技術(shù)等電路與系統(tǒng)

3、微電子學及固體電子學電磁場理論與微波技術(shù)主要研究: 電磁波( 包括光波) 的產(chǎn)生、傳輸、與媒質(zhì)的相互作用以及檢測理論和方法, 電磁輻射散射的理論與技術(shù), 無線電理論和技術(shù), 微波電路和光路系統(tǒng)的理論、分析、仿真、設(shè)計及應(yīng)用, 以及環(huán)境電磁學和計算電磁學等,電子科學與技術(shù)分為四個二級學科：,2024/2/28,5,課程目的與任務(wù),光電子技術(shù)是“光子技術(shù)”與“電子技術(shù)”相結(jié)合的產(chǎn)物，是繼微電子技術(shù)后興起的一門高新技術(shù)，目前已成為信息科學的

4、重要支柱。,2024/2/28,6,光電子技術(shù)：是電子技術(shù)與光子技術(shù)相結(jié)合而形成的一門新興的綜合性的交叉學科，主要研究光與物質(zhì)中的電子相互作用及其能量相互轉(zhuǎn)換的相關(guān)技術(shù)。,光子技術(shù):研究光子的特性與行為及其與物質(zhì)的相互作用以及光子在自由空間或物質(zhì)中的運動和控制。,電子技術(shù)：包括真空電子技術(shù)、氣體電子技術(shù)、固體電子技術(shù)等，主要研究電子的特性與行為及其在真空或物質(zhì)中的運動與控制。,2024/2/28,7,本課程著重講解光電子技術(shù)的基本概念

5、 與基本知識，主要包括激光產(chǎn)生的物理基礎(chǔ)、激光的特性、典型激光器件和激光基本技術(shù)、光波導技術(shù)與光纖通信等基本應(yīng)用。目的是進一步加深學生專業(yè)基礎(chǔ)知識的掌握和擴大學生的知識面。,2024/2/28,8,教學基本要求,1、光的本性（主要包括光是一種橫波，光的偏振特性和相干特性，光子簡并度等概念與公式描述）； 2、激光產(chǎn)生的基本原理（主要包括激光器的基本結(jié)構(gòu)、激光產(chǎn)生的基本條件、粒子數(shù)反轉(zhuǎn)過程、光學諧振腔、激光的特性）； 3、典型激光器

6、（主要包括激光器的分類、各類激光器的特點） 4、激光基本技術(shù)（光調(diào)制技術(shù)、晶體的電光效應(yīng) 、晶體的聲光效應(yīng)、調(diào)Q技術(shù)、鎖模技術(shù)、穩(wěn)頻技術(shù)）； 5、光纖和光纜（光纖的結(jié)構(gòu)和分類、光纖的傳光原理、光纖的傳輸特性） 6、光纖通信（光纖通信的中繼傳輸、數(shù)字光纖通信、光源與光纖的耦合）,2024/2/28,9,緒論,光子技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合的光電子技術(shù):主要研究光與物質(zhì)中的電子相互作用及其能量相互轉(zhuǎn)換的相關(guān)技術(shù)。,2024/2/28,10,

7、,光學與電學表面看起來是兩個獨立的學科，實際上存在著非常密切的內(nèi)在聯(lián)系。光與電打交道的第一個回合是1860年前后麥克斯韋提出的光的電磁波動理論，第二個回合是1905年愛因斯坦用量子論解釋光電效應(yīng)，第三個回合是1960年激光的發(fā)明。 電子學在20世紀作出了巨大的貢獻，但由于電子自身的帶電屬性，使其進一步發(fā)展在速度和容量上都受到限制，而光子為中性，具有巨大的優(yōu)越性。,2024/2/28,11,?光電技術(shù)的特征：光源激光化、傳

8、輸波導化、手段電子化、電子學中的理論模式和處理方法光學化,?光電技術(shù)與微電子技術(shù)共同構(gòu)成了信息技術(shù)的兩大重要支柱。,2024/2/28,12,光電子技術(shù)發(fā)展史,2024/2/28,13,21世紀是信息化的世紀，信息與信息交換的爆炸性增長對信息的采集、傳輸、處理、存儲與顯示提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。,我國政府十分重視光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，已將它列入國民經(jīng)濟優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域，把光電子產(chǎn)業(yè)列為國家重點發(fā)展計劃，繼1986年3月王大珩等四位專家倡導的“

9、863計劃”之后，在此基礎(chǔ)上開始了“973計劃”，這兩個高科技計劃的重點是光電子產(chǎn)業(yè)。受信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化浪潮的推動，中國的光電信息市場和產(chǎn)業(yè)也呈現(xiàn)出高速增長態(tài)勢，成為拉動整個國民經(jīng)濟增長的第一支柱行業(yè)。,2024/2/28,14,集電磁波場與物質(zhì)中的電子相互作用以及能量相互轉(zhuǎn)換的學科，也可以理解為“利用光的電子學”的新的綜合性交叉學科便從現(xiàn)代信息科學領(lǐng)域中脫穎而出，這就是光電子學 。,2024/2/28,15,光電子技術(shù)是研究從紅

10、外、可見光、紫外光、X射線直至?射線波段范圍內(nèi)的光波電子技術(shù)，是研究運用光子和電子的特性，通過一定媒介實現(xiàn)信息與能量轉(zhuǎn)換、傳遞、處理及應(yīng)用的學科。,2024/2/28,16,它是以光電子學為理論基礎(chǔ)，以光電子元器件為主體，綜合利用光、電、機、計算機和材料技術(shù)，以實現(xiàn)具有一定功能而且實用的儀器、設(shè)備和系統(tǒng)的技術(shù)。,2024/2/28,17,,同傳統(tǒng)電子技術(shù)相比，光電子技術(shù)最根本的特點是它的波長短，也即頻率高。優(yōu)點：角分辨力高

11、 距離分辨力高 頻帶寬、通信容量大 光譜分辨力高 非線性光學效應(yīng)強（當光波的電場強度可以同物質(zhì)中束縛電子的庫侖場相比較時，可觀察到物質(zhì)與強相干光相互作用的一系列新的光學現(xiàn)象，統(tǒng)稱為非線性光學現(xiàn)象）,2024/2/28,18,信息光電子技術(shù)與器件,光電子器件,,光源器件,光傳輸器件,光控制器件,光探測器件,光存儲器件,,,,,光盤,調(diào)制器偏轉(zhuǎn)器光開關(guān)光雙穩(wěn)器件,光電導型光

12、伏型熱伏型各種傳感器,相干光源非相干光源,光學元件光纖,,2024/2/28,19,?,光源,,調(diào)制,,傳輸,,探測,,成像,,顯示,2024/2/28,20,,,,2024/2/28,21,,光電子技術(shù)涉及的主要內(nèi)容包括：1 激光技術(shù)及其相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)—光子產(chǎn)生、控制2 波導技術(shù)—光子傳輸3 光子檢測技術(shù)—光子探測和光譜分析4 光計算與信息處理技術(shù)（光神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、激光雷達、 光制導、光陀螺）5 光存儲技術(shù)6 光子顯示

13、技術(shù)7 光子加工與光子生物技術(shù)-光子物質(zhì)相互作用,2024/2/28,22,光電子技術(shù)應(yīng)用,光纖通信、傳輸,光信息處理,分光分析,光應(yīng)用計算,光空間傳輸,,,,,,,長距離、大容量、寬帶數(shù)字通信模擬通信局域網(wǎng)通信太陽光的光纖照明,光盤存儲器、全息照相存儲器光視頻盤、光音頻盤二維信息處理匹配濾波器信息處理器、激光打印機、傳真機光計算機,短距離簡單圖象通信光遙感、光開關(guān)光在線檢測,激光雷達、激光陀螺、激光傳感光纖傳感系

14、統(tǒng)精密測量、全息測量、在線測量,同步激光超精密分光分析大氣污染氣體分析、醫(yī)用氣體分析同位素濃度測定、同位素分析激光診斷微等離子體超快過程分析,2024/2/28,23,光纖通訊技術(shù),,光導纖維：簡稱“光纖”，是一種能利用光的全反射作用來傳導光線的透明度極高的玻璃纖維。,2024/2/28,24,光電子技術(shù)的發(fā)展趨勢，應(yīng)該是同微電子學技術(shù)相結(jié)合，進行光電結(jié)合的信息傳輸與處理。,2024/2/28,25,光電成像技術(shù)：利用從軟X射