《緒論光電子學(xué)》ppt課件-文庫(kù)吧
2024-12-31 08:14 本頁(yè)面
【正文】 不能繼續(xù)擴(kuò)大時(shí)，人們很自然地把目光轉(zhuǎn)向波長(zhǎng)更短的光波。 然而，歷史卻并沒(méi)有簡(jiǎn)單地重演。 電子開關(guān)的響應(yīng)最短為 107～ 109秒，而光子開關(guān)的響應(yīng)時(shí)間可以達(dá)到飛秒 數(shù)量級(jí) 。光子屬于 玻色子 ，不帶電荷，不易發(fā)生相互作用，因而光束可以交叉。光子過(guò)程一般也不受電磁干擾。 光場(chǎng)之間的相互作用極弱，不會(huì)引起傳遞過(guò)程中信號(hào)的相互干擾。這些優(yōu)點(diǎn)為光子學(xué)器件的三維互連、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用開拓了光明前景。 1970年．半導(dǎo)體激光器在室溫環(huán)境下的連續(xù)激射獲得成功。 在通信史上，跳過(guò)了為增大信息傳輸量而開發(fā)的毫米波通信階段，直接由微波通信轉(zhuǎn)移到光纖通信。 正在這時(shí)候，低損耗的光導(dǎo)纖維的試制又獲得了成功，光纖通信成為現(xiàn)實(shí)。 光纖通信技術(shù)的開發(fā)促進(jìn)了 作為光源的激光器 作為接收器件光探測(cè)器的發(fā)展 光調(diào)制器、光波導(dǎo)、光開關(guān)、光放大器．以及光隔離器等各種光學(xué)部件的發(fā)展。 在電子學(xué)技術(shù)中采用小尺寸的光學(xué)零部件的組合。 光通信原理示意圖 光技術(shù)的發(fā)展沒(méi)能夠超過(guò)電子技術(shù)的發(fā)展 期待著在電子學(xué)中采用光技術(shù)。 想得到更多的信息量、更高的演算速度，用現(xiàn)存電子技術(shù)是不可能實(shí)現(xiàn)的。 光信號(hào)傳輸方式要比用電布線好得多， 超并行計(jì)算機(jī)的配線方式， 光電子學(xué)是在電子學(xué)的基礎(chǔ)上吸收了光技術(shù)而形成的一門新興學(xué)科。 提高了電子設(shè)備的性能。 使電子學(xué)至今未能實(shí)現(xiàn)的功能獲得了實(shí)現(xiàn)。 激光出現(xiàn)，對(duì)光與物質(zhì)相互作用過(guò)程的研究變得異?；钴S， 半導(dǎo)體光電子學(xué) 波導(dǎo)光學(xué) 導(dǎo)致了 激光物理學(xué) 相干光學(xué) 非線性光學(xué) 等新學(xué)科涌現(xiàn) 學(xué)科之間交叉。 光的電磁理論和光電效應(yīng)理論 從 19世紀(jì)中葉的麥克斯韋到 20世紀(jì)初葉的愛(ài)因斯坦 光學(xué)與電子學(xué)仍作為兩門獨(dú)立的學(xué)科被研究。 半導(dǎo)體光電子學(xué) 非線性光學(xué) 波導(dǎo)光學(xué) 20世紀(jì) 70年代以來(lái)， 半導(dǎo)體激光器和光導(dǎo)纖維技術(shù)的重要突破導(dǎo)致以 光纖通訊 光纖傳感 光盤信息存儲(chǔ) 顯示 光信息處理 深度和廣度上蓬勃發(fā)展 特別 互相滲透， 而且還與數(shù)學(xué)、物理、材料等基礎(chǔ)學(xué)科交叉形成新的邊沿領(lǐng)域。 在這種多學(xué)科綜合發(fā)展的推動(dòng)下，一門新的綜合性交叉學(xué)科便從現(xiàn)代信息科學(xué)中脫穎而出，這就是。 “ 光電子學(xué) ” 半導(dǎo)體光電子學(xué) 導(dǎo)波光學(xué) 激光物理學(xué) 相干光學(xué) 非線性光學(xué) 光與物質(zhì)相互作用 光電子學(xué)是研究 光頻電磁波場(chǎng)與物質(zhì)中的電子相互作用及其能量相互轉(zhuǎn)換的學(xué)科， 一般理解為 “ 利用光的電子學(xué) ” 。 光電子學(xué)是研究紅外光、可見光、紫外光、X射線直至 γ射線波段范圍內(nèi)的光波、電子的科學(xué)，是研究運(yùn)用光子、電子的特性，通過(guò)一定媒介實(shí)現(xiàn)信息與能量轉(zhuǎn)換、傳遞、處理及應(yīng)用的一門科學(xué)。 ? 光的吸收和發(fā)射 ? 激光 ? 光輻射的控制 ? 光輻射的探測(cè) ? 光波導(dǎo) ? 光電子集成 ? 光電子應(yīng)用 光電子學(xué) 融入了信息流的各個(gè)環(huán)節(jié)中 , 正是這種結(jié)合為光電子信息產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)生與發(fā)展提供了廣闊的天地。 信息的采集、處理、傳輸、顯示等環(huán)節(jié)中不可缺少的重要技術(shù)支撐 光電子學(xué)是電子技術(shù)在光頻波段的延續(xù)與發(fā)展。 現(xiàn)代化發(fā)展，使各學(xué)科所擁有的信息量逐日猛增，微電子在實(shí)現(xiàn) 超高速，超大容量，超低功耗方面遇到了極大的困難。 二． 電子向光子的過(guò)渡 20世紀(jì) , 電子學(xué)和微電子學(xué)技術(shù)發(fā)展 促進(jìn)了計(jì)算機(jī)、通信及其他電子信息技術(shù)的更新?lián)Q代 (一 ). 光電子的產(chǎn)生 信息量與日俱增 , 高容量和高速度信息的發(fā)展 ,已顯示出電子學(xué)和微電子學(xué)的不足。 光子的速度比電子的速度快 ,光的頻率比無(wú)線電 (如微波 )的頻率高 , 為提高傳輸速度和載波密度 運(yùn)算的器件從電子管 大規(guī)模集成電路。 通信從長(zhǎng)波 微波 , 存儲(chǔ)從磁芯 半導(dǎo)體集成 , 信息的載體必然由電子發(fā)展到光子。 21世紀(jì) 一個(gè)新的詞匯 —“ 光谷 ” 作為信息和能量載體的光電子 ,在光顯示、光存儲(chǔ)和激光上 , 對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)變革、國(guó)家安全及整個(gè)社會(huì)發(fā)展起著難以估量的關(guān)鍵作用。 “ 硅谷 ” 代表微電
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