新型光電子與光纖器件1-文庫吧資料
2025-01-10 20:59本頁面
【正文】 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布 E3 E2 E1 N3 N2 N1 熱平衡狀態(tài)下 的粒子數(shù)分布 E3 E2 E1 N3 N2 N1 世界上第一臺激光器誕生！ ? 1960年，梅曼發(fā)明。 激光 —— 通過受激輻射的光放大 —— 相干光！ 27 黎明前的黑暗 ? 還存在一個看似難以逾越的困難！ 受激輻射 受激吸收 熱平衡狀態(tài)下的粒子數(shù)分布 基態(tài)原子 激發(fā)態(tài)原子 受激吸收 受激輻射 N1N2 不可能有光放大！ 激發(fā)態(tài)原子數(shù) E3 E2 E1 N3 N2 N1 28 基態(tài)原子數(shù) 電子盡可能的占據(jù)能量較低的軌道 激光產(chǎn)生前的思想突破 ? 50年代初，年輕的 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布 的概念。 激光產(chǎn)生的理論基礎(chǔ) —— 受激輻射 受激輻射 0 100 2002020 100 200202En Em 0 100 200202◎ 受激輻射光子和激勵光子具有相同的頻率 ，方向 ， 相位和偏振 。 22 23 激光的特點 ?激光是受物質(zhì)原子結(jié)構(gòu)本質(zhì)決定的光 ? 方向性好 ? 亮度高 ? 單色性好 ? 相干性好 ? 相干光 ? 非相干光 ?與自然光，燈光有本質(zhì)區(qū)別 24 + = + = 波長 功率 激光的光譜 普通光源的光譜 激光產(chǎn)生前的理論儲備 量子概念 （ 1900年） 光子概念 （ 1905年） 原子模型 （ 1913年） 光與原子作用的三種基本過程 （ 1916年） 25 普朗克 愛因斯坦 玻爾 ? 組成物質(zhì)的原子（離子或分子）中電子 在能級之間進行輻射躍遷從而使 原子 狀態(tài)發(fā)生改變的過程。 ? 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。 ? 這一理論還為玻爾的原子理論和德布羅意物質(zhì)波理論奠定了基礎(chǔ)。 ? 如果照射光的頻率 E=hν高到能使電子吸收后其能量足以克服逸出功而脫離金屬表面 ， 就會產(chǎn)生光電效應(yīng) 。s， 是普朗克常量 。 ? 他明確提出當光作用于物質(zhì)時，光是以“光子”（光的能量會集成一個個的“能包”）作為最小單位進行的。 經(jīng)典電磁理論認為從光與金屬面接觸到光電子發(fā)射有可觀的延遲時間。 ? 經(jīng)典的電磁理論不能對以上實驗規(guī)律作出圓滿地解釋 19 經(jīng)典電磁理論認為光的能量正比于光的強度 ， 則任何頻率的光 ， 只要強度足夠大 ， 照射時間足夠強 ， 都可以使電子逸出 。 ? (2)光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，只隨入射光的頻率的增大而增大。 18 光電效應(yīng)的實驗規(guī)律 ? 光電效應(yīng)的實驗規(guī)律： ? (1) 一定金屬材料的電極對應(yīng)確定的臨界頻率 ν0。 ? 光電效應(yīng)是 Hertz在 1888 年發(fā)現(xiàn)的，但對機制不清楚。 ? 一個多世紀以來，從最簡單的二極管、三極管，到后來相繼發(fā)明的束射功率管、閘流管、微波三四極管、行波管、返波管、奧羅管、回旋管等，使電磁波波譜由長波、中波、短波、超短波直至微波、毫米波及亞毫米波波段拓展，并正在向更短的波長進軍。 ? 1888年， Hertz證實了電磁波的存在。 ?光電子技術(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。 ?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(xué)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) 。 內(nèi)容提要 一． 光電子學(xué) 學(xué)科角度 二． 光電子學(xué) ? 光與電打交道的三個回合 ? 光電子學(xué)與光子學(xué) 三． 光電子技術(shù) ? 光電子技術(shù)的應(yīng)用 ? 光電子器件 四． 光電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 一、國務(wù)院學(xué)位委員會 、教育部：學(xué)科專業(yè)簡介 ? 物理電子學(xué) 主要研究 : 光子學(xué)、光電子學(xué)、導(dǎo)波光學(xué)、光纖通信 與光信息處理技術(shù)、微波電子學(xué)和相對論電子學(xué)、薄膜與表面技術(shù)、真空科學(xué)與技術(shù) , 以及信息顯示技術(shù)等 ? 電路與系統(tǒng) ? 微電子學(xué)及固體電子學(xué) ? 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(xué)和計算電磁學(xué)等 電子科學(xué)與技術(shù)分為四個二級學(xué)科： 國務(wù)院學(xué)位委員會、教育部：學(xué)科專業(yè)簡介 以光學(xué)為主的 , 并與信息科學(xué)、能源科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、空間科學(xué)、精密機械與制造、計算機科學(xué)及微電子技術(shù)等學(xué)科緊密交叉和相互滲透的學(xué)科 它包含了許多重要的新興學(xué)科分支： 激光技術(shù)、光通信、光存儲與記錄、光學(xué)信息處理、光電顯示、全息和三維成像、薄膜和集成光學(xué)、 光電子 和 光子技術(shù) 、激光材料處理和加工、弱光與紅外熱成像技術(shù)、光電測量、 光纖光學(xué) 、現(xiàn)代光學(xué)和 光電子儀器及器件 、光學(xué)遙感
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