緒論光電子學-在線瀏覽
2025-01-30 17:17本頁面
【正文】 由于存在室溫激子，使量子效應器件具有重要的非線性光學特性，可制作 使量子阱激光器的閾值電源電流密度從 103A/cm2下降到104/cm2量級，極大地降低了功耗； 光開關 光存儲 光邏輯等多種功能的量子效應器件。 光導纖維最初僅作為光傳輸介質(zhì)用于光通訊系統(tǒng)， 利用光纖的偏振和相位敏感特性制成的光纖傳感器， 又進一步推動了對特種光纖的研究，并成功地制成了光纖激光器。 光子晶體和光子材料 可制成各種光子控制器件。 光電子技術研究所 激光熱核聚變和激光對原子的冷卻為物理學提供了極端物理參數(shù)： ? 極高的溫度 (2億萬 K) ? 極高的壓力 (18千億個大氣壓 ) ? 極低的溫度 (20nK)。 分子束的激光探測為化學反應動力學研究提供重要手段 光電子技術研究所 1997年度的諾貝爾物理學獎授予美國斯坦福大學物理教授朱棣文 ,以表彰他們發(fā)明了用激光冷卻進行低溫下俘獲原子的方法。 光電子技術研究所 在這種多學科綜合發(fā)展的推動下，一門新的綜合性交叉學科便從現(xiàn)代信息科學中脫穎而出，這就是。 光電子學是研究紅外光、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，是研究運用光子、電子的特性，通過一定媒介實現(xiàn)信息與能量轉(zhuǎn)換、傳遞、處理及應用的一門科學。 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支撐 光電子技術研究所 光電子技術研究所 光電子學是電子技術在光頻波段的延續(xù)與發(fā)展。 二． 電子向光子的過渡 光電子技術研究所 20世紀 , 電子學和微電子學技術發(fā)展 促進了計算機、通信及其他電子信息技術的更新?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 ,已顯示出電子學和微電子學的不足。 通信從長波 微波 , 存儲從磁芯 半導體集成 , 信息的載體必然由電子發(fā)展到光子。 “ 硅谷 ” 代表微電子信息產(chǎn)業(yè) , “光谷 ”代表光電子信息產(chǎn)業(yè)。 速度要比光速小很多。電子是很好的信息載體 也受到一些限制。 對電子來說 電子和光子。 光的頻率范圍： 3?1011到 3?1015，比電子頻率高大概四個數(shù)量級，一萬倍。 光電子技術研究所 光子是怎么產(chǎn)生的？ 三種現(xiàn)象在物理上看起來是很簡單，但是他們了不起。 激光的工作基本原理 E2E1=hν 原子受激吸收 E2 E1 入射光 受激輻射光 h ν =(E2—E1) 光電子技術研究所 基于以上原理的這些效應稱之為光電子效應。所以真正的主角應該是光子。 它的各種優(yōu)點都同這個根本特點分不開 。 光電子涉及的 角分辨率 距離分辨率和 光譜分辨率 比微波高得多。 (0． 0174rad)。 ?為雷達波長； L為天線口徑尺寸 光電子技術研究所 對于無源光電探測系統(tǒng) (紅外系統(tǒng)和可見光 CCD攝像系統(tǒng) )， 基于同樣的理由 ， 角分辨率亦很高 。 光電子技術研究所 若微波脈沖寬度為 l? s，則信號帶寬為 lMHz，距離分辨 率為 150m。 R＝ c/2B c光速； B雷達信號帶寬 (脈沖寬度的倒數(shù) ) 光電子技術研究所 高精度激光測距系統(tǒng) ， 其脈沖寬度100ps， 信號帶寬達 10GHz， 距離分辨率達 1． 5cm。 光電子技術研究所 光譜學研究 原子 分子等的能級結(jié)構 能級壽命 電子組態(tài) 分子幾何形狀 化學鍵性質(zhì)等 3．光譜分辨率高 常規(guī)光譜學中 ， 光譜線的相對寬度一般為百萬分之一 (106)， 而且光源強度很弱，限制了光譜研究的深入發(fā)展。 光電子技術研究所 譜線的相對寬度減小了許多量級， 光源亮度又增加了許多量級 ， 形成了具有極高光譜分辨率和極高探測 靈敏度的激光光譜學。 激光作為光譜光源以來 (特別是寬帶可調(diào)諧激光 ) 光電子技術研究所 當滿足 光波的電場強度可以同原子 、 分子或凝聚態(tài)物質(zhì)中束縛電子的庫侖場相比較時 可以觀察到物質(zhì)與強相干光相互作用的一系列新的光學現(xiàn)象 ， 統(tǒng)稱為非線性光學現(xiàn)象 。 非線性光學效應 光電子技術研究所 光子的頻率，與光傳輸?shù)乃俣群凸獾牟ㄩL有關。 5．頻帶寬、通信容量大 光電子技術研究所 利用光子，可用的范圍很廣，現(xiàn)在光纖通信，充其量是從。 1014 1012 1010 108 106 104 102 1?m 102 104 106 108 1010 ?/?m 聲頻電磁振蕩 無線電波 一米到一千米 毫米波 一米到一毫米 紅外光 紫外光 X射線 ?射線 宇宙射線 ?/nm 1?106 4?104 6?103 ?106 770 622 597 577 492 455 390 300 200 10 極遠 遠 中 近 紅 橙 黃 綠 藍 紫 近 遠 極遠 可 見 光 圖 1 電磁輻射波譜 長的電磁波范圍。 一個光波通道帶寬占用光波頻率的百分之一，在光波通道上可通上億路電話，或者是 10萬路電視節(jié)目 一個微波通道帶寬約占據(jù)微波頻率的百分之一。 光電子技術研究所 視覺 :假如人每一秒鐘可以看
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