緒論光電子學(xué)(參考版)
2024-12-31 17:17本頁面
【正文】 光電子技術(shù)研究所 作業(yè) ? 。有助于你在令人眼花嘹亂的光電子世界中找到某些清楚的線索。 光電子技術(shù)研究所 最后，我們將光電子學(xué)的學(xué)科內(nèi)容及其相應(yīng)的技術(shù)功能列成圖。 將激光器、光電探測器等同電子線路，如放大器、調(diào)制解調(diào)器等集成在一個芯片上，不僅可大大壓縮體積重量。 光電子技術(shù)研究所 全固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)，將雷達(dá)主機(jī)同天線的每個單元連結(jié)起來， 縮小了設(shè)備的體積、重量和功耗。 三者相互滲透、共同發(fā)展 信號經(jīng)陣列中每個探測單元轉(zhuǎn)換成的電信號經(jīng)處理 ， 消除噪聲后 ， 把并行信號變成串行信號輸出 。 此外 自適應(yīng)光學(xué)、 二元光學(xué)、 微透鏡陣列、 自聚焦透鏡、 費(fèi)涅爾透鏡、 全息元件 等等都有力地支撐和促進(jìn)了光電子的發(fā)展。 光電子技術(shù)研究所 光電子發(fā)展的需求牽引 ， 促進(jìn)了光學(xué)的進(jìn)步 。 承受很高的功率密度，而不破壞。光波頻率在1014~1015Hz范圍 光子器件通信容量增大 1000倍； 光電子技術(shù)研究所 光電子器件和系統(tǒng)對光學(xué)設(shè)計、光學(xué)工藝和光學(xué)薄膜技術(shù)提出了比經(jīng)典光學(xué)還要嚴(yán)格的要求。 光電子技術(shù)研究所 電子器件的響應(yīng)時間一般為 109s， 電子學(xué)頻率 :3?1011Hz 光子間互不干涉，具有并行處理信息的能力，大幅度提高信息的處理速度；提高光存儲的記錄密度。 光電子學(xué)與電子學(xué)的關(guān)系是繼承與發(fā)展和相互依存的關(guān)系。 以振蕩器為例 各波段都有激勵源、放大介質(zhì)和諧振腔 。 不過波段不同，無線電波段、微波波段和光波段的器件在結(jié)構(gòu)上差異很大 微波波段的振蕩器 直流電為激勵源，以磁控管為放大器件，諧振腔也在磁控管里面，形狀是一個空腔。 光與電打交道的第三個回合 1917年愛因斯坦在輻射理論中提出受激發(fā)射。 光與電打交道的第二個回合 . 光電子技術(shù)研究所 激光 器 (LASER)是電子學(xué)中微波量子放大器(MASER)在波長上的延伸。 光與電打交道的第一個回合 電學(xué)和光學(xué)是緊密相聯(lián)的，兩者有著非常密切的內(nèi)在聯(lián)系。 光電子技術(shù)研究所 是 19世紀(jì) 60年代麥克斯韋提出的光的電磁波動理論。 光電子技術(shù)研究所 三．光電子學(xué)、電子學(xué)、光學(xué)關(guān)系 光電子學(xué)既然是光波段的電子學(xué)，它就必然同電子學(xué)和光學(xué)技術(shù)有著十分密切的關(guān)系。 ３．信號的頻率要達(dá)到十的十二次方赫茲 , 即 THz。 1. 信息傳輸?shù)乃俾蔬_(dá)到每秒太位，即 Tb/s。 光電子技術(shù)研究所 十的六次方是兆，十的九次方是千兆，通常用 G表示，現(xiàn)在說的 Terabit是十的十二次方，用太或 T表示。 人的聲音大概從幾十赫茲到幾千赫茲，他響應(yīng)的信息量大概可以到達(dá) 。在微波通道上可通過上千路電話和一路彩色電視節(jié)目。 一毫米到十納米光波范圍 光電子技術(shù)研究所 760nm 390nm 可見光 電 磁 波 譜 紅外線 紫外線 射線 ?X 射線 長波無線電波 61010141018221024812162024010頻率 Hz 1610?810波長 m4 410?0 8? 12?短波無線電波 nm760390 ??? 14????電磁波譜與可見光范圍 光電子技術(shù)研究所 光波頻率比微波頻率大體高 10萬倍，它的 帶寬與通信容量 也相應(yīng)可提高 10萬倍。僅僅這一段能夠傳輸?shù)男畔⒘恳呀?jīng)不得了，可達(dá) 75Tb/s。正是由于光子具有很寬范圍的波長，頻率或者能量，所以它能夠帶的信息量，比電子大得多。 4．非線性光學(xué)效應(yīng)強(qiáng) 光電子技術(shù)研究所 1875年克爾效應(yīng) (一種非線性光學(xué)效應(yīng) )，但直到激光出現(xiàn)之后，有了強(qiáng)度高和相干性好的光源， ? 包括光學(xué)二次諧波和高次諧波 ? 光學(xué)和頻與差頻、 ? 光學(xué)參量放大與振蕩 ? 多光子吸收 ? 光束自聚焦 ? 多種受激光散射 ? 非線性光譜效應(yīng) ? 各種瞬態(tài)相干效應(yīng) ? 以及光致?lián)舸┑鹊炔⒀芯块_發(fā)出許多非線性光學(xué)器件。 若用脈寬為皮秒 (ps)或飛秒 (fs)級的超短激光脈沖作光譜光源， 就可以探測和研究超快現(xiàn)象，如光合作用這樣在若干皮秒或飛秒內(nèi)發(fā)生的變化。 物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識的科學(xué)， 也是化學(xué)分析中進(jìn)行定性與定量分析的手段。 對距離大于 6000km的人造衛(wèi)星進(jìn)行激光測距時 ， 距離分辨率可優(yōu)于1mm。 2．距離分辨率高 脈沖雷達(dá)的距離分辨率 由下式?jīng)Q定 激光測距儀來說 ， 一般脈沖寬度約 10ns， 相當(dāng)于信號帶寬100MHz， 距離分辨率為1． 5m， 比微波雷達(dá)高 100倍 。 用小天線得到高的角分辨率 ， 其原因是激光波長遠(yuǎn)短于微波 。 (波長 10． 6?m)激光雷達(dá)用 10． 6cm天線，其角分辨率 l 104 rad， 是微波雷達(dá)的 1／ 174，其天線直徑為微波雷達(dá) 1／ 14。 光電子技術(shù)研究所 1．角分辨率高 雷達(dá)的角分辨率 (最小可分辨角 )由下式?jīng)Q定 ??＝ ?/2L 波長 5cm的脈沖雷達(dá) ， 用1． 5m天線時 ， 其角分辨率約為 l。 (二 ).光電子的特征 光電子技術(shù)研究所 光波與微波對比 長波為 1mm和 1m， 差 3個量級 短波為 10nm和 1mm， 差 4個量級 。 根據(jù)量子力學(xué)的原理， 光子既是一個粒子又是一個波， 有的時候稱之為光子技術(shù)
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