光电子器件基础与技术_lecture1

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1、光电子器件理论与技术张伟利副教授E-mail:wl_zhang@uestc.eud.cnhttp://scholar.google.com/citations?user=8CmedDoAAAAJ&hl=enhttp://www.researcherid.com/rid/F-1837-2011电子科技大学通信与信息工程学院科B209028-618306521课程简介参考资料：1.书2.网络3.数据库学会搜索有用资源培养独立思考能力2课程简介考核指标：1.平时表现（40%）-作业-出勤鼓励讨论、交流提升相关专业素质2.期终考

2、试（60%）3课程大纲第一章：绪论【5课时】光电子简介、光电子基础知识第二章：激光原理与技术【10课时】激光原理、激光器件、激光技术第三章：光调制&光放大【5课时】电光调制、声光调制、磁光调制光纤放大器、半导体光放大器第四章：光电探测【5课时】光电探测方式、光电探测器、太阳能电池第五章：光显示、光成像、光存储【5课时】第六章：光通信、光传感【5课时】第七章：光电子新技术【5课时】4第一章绪论-1.光电子简介-2.光电子基础知识51.光电子简介1.1何为光电子学61.光电子简介1.1何为光电子学光电子学：是研究以光子-电子

3、相互转化作为信息载体和能量载体的科学，主要研究光子的产生、运动及其转化规律。光电子技术：包括光子的产生、传输、控制和探测。涉及的主要内容包括：激光技术光波导技术光子检测技术光存储、显示技术光通信、光传感技术71.光电子简介1.2我们为何选择光？高速、大容量的通信需求;互联网等技术的发展对频带带宽要求极大提高长距离信息传输需求提高器件性能的追求，如工作阈值、响应速度等81.光电子简介1.2我们为何选择光？典型数据带宽需求•Rawtext=0.0017Mb•Worddocument=0.023Mb•Wordd

4、ocumentwithpicture=0.12MbBandwidthDemand•Radio-qualitysound=0.43Mb•Low-gradedesktopvideo=2.6Mb•CD-qualitysound=17Mb•Goodcompressed(MPEG1)video=38Mb199020002010Ref:ProfessorZGhassemlooy’slecture91.光电子简介1.2我们为何选择光？IC:单位芯片上转换器的数量每18各月翻倍数据存储容量需求每7个月翻倍互联网的带宽需求每年翻3倍101

5、.光电子简介1.2我们为何选择光？性能光子器件电子器件信息载荷特性和传输方式波色子，中性，时间可逆费米子无空间局域性信息处理速度1.开关速度10-12~10-15s10-11s2.响应时间ps~fsns3.并行处理能力强弱频带宽度3×1011~3×1016Hz<3×109Hz传输速度不受RC时间常数的影响受RC时间常数的影响抗干扰能力无电磁干扰抗电磁干扰能力差111.光电子简介1.3发展史1.电子时代2.集成电路3.接下来……？121.光电子简介1.3发展史1873年的发现了硒的光电导性（内光电效应）1888年德国的

6、H.R.赫兹观察到紫外线照在金属上时，能使金属发射带电粒子（光电发射效应）1900年，M.普朗克提出黑体辐射能量分布的普遍公式1929年，科勒制成银氧铯（Ag-O-Cs）光电阴极,出现了光电管1939年，苏联的V.K.兹沃雷金制成实用的光电倍增管20世纪30年代末，硫化铅（PbS）红外探测器问世40年代出现用半导体材料制成的温差型红外探测器和测辐射热计50年代中期，可见光波段的硫化镉（CdS）、硒化镉（CdSe）光敏电阻和短波红外硫化铅光电探测器投入使用131.光电子简介光源和发光器件方面，最具里程碑意义的

7、是20世纪60年代激光器的发明。光纤技术的发展起源于1966年:当年英籍华人高锟等提出实现低损耗光学纤维的可能性，1970年，美国研制出损耗为20dB/km的石英光纤和室温连续工作的激光二极管,使光纤通信成为现实可能。光存储技术的历史较短，而发展很快。1972年，荷兰飞利浦公司演示了模拟式激光视盘。1982年，飞利浦公司同日本索尼公司合作，推出了第一台数字式激光唱机。板显示器技术以液晶显示器发展最快。1964年，美国RCA公司发现了液晶的多种光电效应，为液晶显示器、液晶光阀等器件的研制奠定了基础。141.光电子简介

8、1.3光电子学发展史1915HenryBragg,LawrenceBragg晶体结构151.光电子简介1.3光电子学发展史爱因斯坦（1921）理论物理、光电效应161.光电子简介1.3光电子学发展史尼尔斯•波尔（1922）原子结构、原子光谱171.光电子简介1.3光电子学发展史密立根（1923）基本电荷、光电效应18