《光电子技术基础》第二版.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,光电子技术,Photoelectronics Technique,2025/6/2 周一,1,1/26,选取教材：,光电子技术基础,朱京平编著，,，科学出版社,主要参考书目,:,当代通信光电子学,(,第五版,),亚里夫著，陈鹤鸣译，,.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，,.7,，国防工业出版社；,光电技术,王庆有主编，,.3,，电子工业出版社；,激光原理技术及应用,阎吉祥等编，,.8,，北京理工大学出版社。,参考教材,2025/6/2 周一,2,2/26,课程考评要求,平时成绩,20%,期末考试,80%=,总评,100%,本课程考试为闭卷笔试。,2025/6/2 周一,3,3/26,国务院学位委员会、教育部：学科专业介绍,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,(,包含光波,),产生、传输、与媒质相互作用以及检测理论和方法,电磁辐射散射理论与技术,无线电理论和技术,微波电路和光路系统理论、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：,2025/6/2 周一,4,4/26,课程目标与任务,光电子技术是“光子技术”与“电子技术”相结合产物，是继微电子技术后兴起一门高新技术，当前已成为信息科学主要支柱。,2025/6/2 周一,5,5/26,光电子技术,：是电子技术与光子技术相结合而形成一门新兴综合性交叉学科，主要研究光与物质中电子相互作用及其能量相互转换相关技术。,光子技术,:,研究光子特征与行为及其与物质相互作用以及光子在自由空间或物质中运动和控制。,电子技术,：包含真空电子技术、气体电子技术、固体电子技术等，主要研究电子特征与行为及其在真空或物质中运动与控制。,2025/6/2 周一,6,6/26,本课程着重讲解光电子技术基本概念,与基本知识，主要包含激光产生物理基础、激光特征、经典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。目标是深入加深学生专业基础知识掌握和扩大学生知识面。,2025/6/2 周一,7,7/26,教学基本要求,1,、光本性（,主要包含光是一个横波，光偏振特征和相干特征，光子简并度等概念与公式描述,）；,2,、激光产生基本原理（,主要包含激光器基本结构、激光产生基本条件、粒子数反转过程、光学谐振腔、激光特征,）；,3,、经典激光器（,主要包含激光器分类、各类激光器特点,）,4,、激光基本技术（,光调制技术、晶体电光效应,、,晶体声光效应、调,Q,技术、锁模技术、稳频技术,）；,5,、光纤和光缆（,光纤结构和分类、光纤传光原理、光纤传输特征,）,6,、光纤通信（,光纤通信中继传输、数字光纤通信、光源与光纤耦合,）,2025/6/2 周一,8,8/26,绪论,光子技术与电子技术相结合,光电子技术,:,主要研究光与物质中电子相互作用及其能量相互转换相关技术。,2025/6/2 周一,9,9/26,光学与电学表面看起来是两个独立学科，实际上存在着非常亲密内在联络。光与电打交道第一个回合是1860年前后麦克斯韦提出光电磁波动理论，第二个回合是19爱因斯坦用量子论解释光电效应，第三个回合是1960年激光创造。,电子学在20世纪作出了巨大贡献，但因为电子本身带电属性，使其深入发展在速度和容量上都受到限制，而光子为中性，含有巨大优越性,。,2025/6/2 周一,10,10/26,光电技术特征,：光源激光化、传输波导化、伎俩电子化、电子学中理论模式和处理方法光学化,光电技术与微电子技术共同组成了信息技术两大主要支柱。,2025/6/2 周一,11,11/26,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,激光器问世,低损耗光纤实现、半导体激光器成熟,超大功率量子阱阵列激光器出现,光纤无源和有源器件出现,相关应用,为光与物质相互作用研究提供了一个极其有效工具,造成以光纤通信、光纤传感为代表光信息技术蓬勃发展,造成半导体双稳态器件发展,为光纤通信产业发展提供了网络物理层基础,2025/6/2 周一,12,12/26,21,世纪是信息化世纪，信息与信息交换爆炸性增加对信息采集、传输、处理、存放与显示提出了严峻挑战。,我国政府十分重视光电子技术和产业发展，已将它列入国民经济优先发展领域，把光电子产业列为国家重点发展计划，继,1986,年,3,月王大珩等四位教授提倡“,863,计划”之后，在此基础上开始了“,973,计划”，这两个高科技计划重点是光电子产业。受信息化、数字化、网络化浪潮推进，中国光电信息市场和产业也展现出高速增加态势，成为拉动整个国民经济增加第一支柱行业。,2025/6/2 周一,13,13/26,集电磁波场与物质中电子相互作用以及能量相互转换学科，也能够了解为“利用光电子学”新综合性交叉学科便从当代信息科学领域中脱颖而出，这就是,光电子学,。,2025/6/2 周一,14,14/26,光电子技术,是研究从红外、可见光、紫外光、,X,射线直至,射线波段范围内光波电子技术，,是研究利用光子和电子特征，经过一定媒介实现信息与能量转换、传递、处理及应用学科。,2025/6/2 周一,15,15/26,它是以,光电子学,为理论基础，以,光电子元器件,为主体，综合利用光、电、机、计算机和材料技术，以实现含有一定功效而且实用仪器、设备和系统技术。,2025/6/2 周一,16,16/26,同传统电子技术相比，光电子技术最根本特点是它,波长短，也即频率高,。,优点：,角分辨力高,距离分辨力高,频带宽、通信容量大,光谱分辨力高,非线性光学效应强（当光波电场强度能够同物质中束缚电子库仑场相比较时，可观察到物质与强相干光相互作用一系列新光学现象，统称为非线性光学现象）,2025/6/2 周一,17,17/26,信息光电子技术与器件,光电子器件,光源器件,光传输器件,光控制器件,光探测器件,光存放器件,光盘,调制器,偏转器,光开关,光双稳器件,光电导型,光伏型,热伏型,各种传感器,相干光源,非相干光源,光学元件,光纤,2025/6/2 周一,18,18/26,?,光源,调制,传输,探测,成像,显示,2025/6/2 周一,19,19/26,2025/6/2 周一,20,20/26,光电子技术包括主要内容包含：,1,激光技术及其相关应用技术,光子产生、控制,2,波导技术,光子传输,3,光子检测技术,光子探测和光谱分析,4,光计算与信息处理技术（光神经网络、激光雷达、光制导、光陀螺）,5,光存放技术,6,光子显示技术,7,光子加工与光子生物技术,-,光子物质相互作用,2025/6/2 周一,21,21/26,光电子技术应用,光纤通信、传输,光信息处理,分光分析,光应用计算,光空间传输,长距离、大容量、宽带数字通信,模拟通信,局域网通信,太阳光光纤照明,光盘存放器、全息摄影存放器,光视频盘、光音频盘,二维信息处理匹配滤波器,信息处理器、激光打印机、传真机,光计算机,短距离简单图象通信,光遥感、光开关,光在线检测,激光雷达、激光陀螺、激光传感,光纤传感系统,精密测量、全息测量、在线测量,同时激光超精密分光分析,大气污染气体分析、医用气体分析,同位素浓度测定、同位素分析,激光诊疗微等离子体,超快过程分析,2025/6/2 周一,22,22/26,光纤通讯技术,光导纤维：简称“光纤”，是一个能利用光全反射作用来传导光线透明度极高玻璃纤维。,2025/6/2 周一,23,23/26,光电子技术发展趋势，应该是同微电子学技术相结合，进行光电结合信息传输与处理。,2025/6/2 周一,24,24/26,光电成像技术：,利用从软,X,射线到亚毫米波段之间含有光学共性电磁波段，研究以成像方式实现辐射信息探测、传输、处理与显示新理论、新技术、新方法和新装置。,2025/6/2 周一,25,25/26,X-ray,红外偏振成像信噪比提升了,30,倍,光电成像技术发展要求：,探测伎俩高分辨，高灵敏，高速。,表征形式彩色，立体。,信息组成光谱，幅度，相位，偏振，全息等。,发展重点：,人类视觉范围以外信息成像探测。,满足信息感知和信息可视化,2025/6/2 周一,26,26/26,