光电子学导论
光电子材料及器件典型应用
光电子材料定义:在光电子技术领域应用的,以光子、电子为载体,处理、存储和传递信息的材料。
已使用的光电子材料主要分为光学功能材料、激光材料、发光材料、光电信息传输材料(主要是光导纤维)、光电存储材料、光电转换材料、光电显示材料(如电致发光材料和液晶显示材料)和光电集成材料
光纤
光纤是光导纤维的简写,是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具
光纤的应用
高分子光导纤维开发之初,仅用于汽车照明灯的控制和装饰。
现在主要用于医学、装饰、汽车、船舶等方面,以显示元件为主。
在通信和图像传输方面,高分子光导纤维的应用日益增多,工业上用于光导向器、显示盘、标识、开关类照明调节、光学传感器等
•通信应用:多股光导纤维做成的光缆可用于通信,它的传导性能良好,传输信息容量大,一条通路可同时容纳数十人通话
•医学应用:光导纤维内窥镜可导入心脏和脑室,测量心脏中的血压、血液中氧的饱和度、体温等。
用光导纤维连接的激光手术刀已在临床应用,并可用作光敏法治癌
•传感器应用:光导纤维可以把阳光送到各个角落,还可以进行机械加工。
计算机、机器人、汽车配电盘等也已成功地用光导纤维传输光源或图像
•光纤艺术应用:由于光纤的良好的物理特性,光纤照明和LED照明已越来越成为艺术装修美化的用途
•光纤井下探测技术
•光有源器件:包括10Gb/s光发送接收模块,光放大器(宽光谱、高增益、低噪声掺铒
光纤放大器EDFA,掺谱光纤放大器PFDA,拉曼光纤放大器,1.55微米波长半导体光放大器SOA),10Gb/s 1.3~1.55微米波长可调谐光纤光栅分布反馈式(DFB)激光器,共振腔Si基和InGaNAs基可调谐窄带探测器,1.3微米波长垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
•光无源器件:包括光连接器、光耦合器、
介质膜干涉光滤波器、波分复用/解复用器、布拉格光栅、阵列波导光栅(AWG),波导光开关阵列等WDM器件。
•光交换器件:包括可调谐波长转换器、波
长选择器、路由选择器(模块)等。
•光子集成器件:包括光路集成器件和实用
化光电子集成模块等。
•光存储器件:包括蓝绿光480纳米波长GaN 半导体激光器和650纳米波长红光半导体激光器,高密、高效、高速的母盘刻录和新型光记录介质等技术。
•大功率激光器:包括大功率半导体激光器(DPSSL)及大规模集成组件,以及光有源器件、光无源器件、光交换器件、光子集成器件、光存储器件、大功率激光器。
光电子的发展前景,技术领域,研究动向,产业前景等方面
21世纪是信息经济时代,信息产业将成为支柱产业,而信息产业的发展却与光电子技术的发展有着紧密的联系
激光及全息技术是光电子技术研究
中的重点
多年来,激光技术与应用发展迅猛,已与多个学科相结合形成多个应用技术领域,比如光电技术,激光医疗与光子生物学,激光加工技术,激光检测与计量技术,激光全息技术,激光光谱分析技术,非线性光学,超快激光学,激光化学,量子光学,激光雷达,激光制导,激光分离同位素,激光可控核聚变,激光武器等等
传统的全息摄影技术本质上是一种模拟的非实时性的繁琐的纯光学技术,近年来兴起的数字信息处理技术及其有关器件设备(计算机, 数码摄像机,CCD 器件,新型液晶显示屏,空间光调制器,因特网等)和自动化控制技术不断冲击传统的全息摄影技术,一些全息公司(如美国斑马图像公司等)推出了数字激光全息图,使它有了新发展.
光电子的发展空间大,应用广,在大力发展目前以比较成熟的光子材料及器件的同时,也应该投入大量的人力、财力,研究开发那些具有广阔市场前景、有望形成新型经济增长点的光子材料和器件,主要涉及到光催化环保材料、稀土发光材料、红外焦平面阵列材料与器件、新型光电子信息处理与传感材料与器件以及其他一大类非线性光学材料与器件等。