第一篇:光電子技術(shù)科學(xué)專(zhuān)業(yè)
光電子技術(shù)科學(xué)專(zhuān)業(yè)
專(zhuān)業(yè)簡(jiǎn)介
學(xué)科:理學(xué)
門(mén)類(lèi):電子信息科學(xué)類(lèi)
專(zhuān)業(yè)名稱(chēng):光電子技術(shù)科學(xué)專(zhuān)業(yè)
專(zhuān)業(yè)信息
培養(yǎng)目標(biāo):培養(yǎng)在光電子技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域具有寬厚的理論基礎(chǔ)、扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和熟練的實(shí)驗(yàn)技能,德、智、體、美全面發(fā)展的高級(jí)光電子技術(shù)科學(xué)人才,使學(xué)生具有在光學(xué)、光電子學(xué)、激光科學(xué)、光通信技術(shù)、光波導(dǎo)與光電集成技術(shù)、光信息處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等領(lǐng)域開(kāi)展創(chuàng)新性基礎(chǔ)理論研究以及從事設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)應(yīng)用和管理等工作應(yīng)具備的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
主要課程:光電子技術(shù)、光電子器件及系統(tǒng)、信號(hào)與系統(tǒng)、通信原理與技術(shù)、高等光學(xué)、應(yīng)用光學(xué)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子電路與技術(shù)、電動(dòng)力學(xué)、量子力學(xué)、半導(dǎo)體物理等。
修業(yè)年限:4年。
授予學(xué)位:理學(xué)學(xué)士學(xué)位。
專(zhuān)業(yè)就業(yè)狀況
該專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的主要去向是信息產(chǎn)業(yè)部門(mén)、中科院及有關(guān)研究所、電信部門(mén)、高等院校、企事業(yè)單位等。
院校分布(部分)
南開(kāi)大學(xué)。
第二篇:池州學(xué)院物理光電子技術(shù)科學(xué)班心理活動(dòng)方案
池州學(xué)院物理光電子技術(shù)科學(xué)班
2011~2012學(xué)第一學(xué)期學(xué)生健康教育活動(dòng)方案
活動(dòng)的名稱(chēng):以“如何建立良好的人際關(guān)系”為主題的演講比賽
活動(dòng)開(kāi)展的目的和意義:
1.有利于同學(xué)樹(shù)立正確的心理健康觀(guān)念。
2.有利于同學(xué)身體、情緒、智力的協(xié)調(diào)。
3.有利于同學(xué)適應(yīng)環(huán)境,人際關(guān)系中彼此能謙讓?zhuān)挥行腋8小?/p>
4.有利于同學(xué)在工作和職業(yè)中,能發(fā)揮自己的能力,過(guò)有效率的生活。
5.采取演講的活動(dòng)方式也有利于全班同學(xué)更深層次的了解心理健康,也更加重視心理健康
活動(dòng)初步的擬定的時(shí)間,地點(diǎn):
于2011年11月15日在博學(xué)北304
活動(dòng)內(nèi)容:
1.請(qǐng)每位同學(xué)回去搜集關(guān)于心理健康的資料??梢詮臅?shū)刊,報(bào)紙,網(wǎng)絡(luò)上查找資料,以及相關(guān)信息。
2.以寢室為單位,將搜集的資料匯總并寫(xiě)出演講稿,每個(gè)寢室派出一位代表上臺(tái)演講。演講時(shí)間為5分鐘。演講主題為“如何建立良好的人際關(guān)系”
3.請(qǐng)物理系每班的心理委員作為評(píng)委,本著公平,公正,公開(kāi)的原則對(duì)每位演講者進(jìn)行評(píng)分,最后評(píng)出優(yōu)勝者。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為
內(nèi)容25分,普通話(huà)25分,臺(tái)風(fēng)25分,感情25分,4.活動(dòng)結(jié)束時(shí)授予優(yōu)勝者心理健康模范的稱(chēng)號(hào)。
物理系光電子班心理委員:夏秋
2011年11月10日
第三篇:光電子技術(shù)與科學(xué)專(zhuān)業(yè)介紹
光電子技術(shù)科學(xué)專(zhuān)業(yè)
目錄
光電子技術(shù)科學(xué)專(zhuān)業(yè)介紹
研究領(lǐng)域
詳細(xì)介紹
前景
展開(kāi)
光電子技術(shù)科學(xué)專(zhuān)業(yè)介紹
研究領(lǐng)域
詳細(xì)介紹
前景
展開(kāi)
編輯本段
光電子技術(shù)科學(xué)專(zhuān)業(yè)介紹
專(zhuān)業(yè)概述
光電子技術(shù)科學(xué) :屬于理學(xué)大類(lèi),電子信息科學(xué)類(lèi)。
光電子技術(shù)科學(xué)是光電信息產(chǎn)業(yè)的支柱與基礎(chǔ),涉及光電子學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等前沿學(xué)科理論,是多學(xué)科相互滲透、相互交叉而形成的高新技術(shù)學(xué)科,其技術(shù)廣泛應(yīng)用于光電探測(cè)、光通信、光存儲(chǔ)、光顯示、光處理等高新技術(shù)光電信息產(chǎn)業(yè)。而光電子技術(shù)科學(xué)專(zhuān)業(yè)正是由光學(xué)、激光、電子學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)學(xué)科互相滲透而組成的。
培養(yǎng)目標(biāo)及要求
光電子技術(shù)科學(xué)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)在光電子技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域具有寬厚的理論基礎(chǔ)、扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和熟練的實(shí)驗(yàn)技能,德、智、體、美、勞全面發(fā)展的高級(jí)光電子技術(shù)科學(xué)人才,使學(xué)生具有在光學(xué)、光電子學(xué)、激光科學(xué)、光通信技術(shù)、光波導(dǎo)與光電集成技術(shù)、光信息處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等領(lǐng)域開(kāi)展創(chuàng)新性基礎(chǔ)理論研究以及從事設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)應(yīng)用和管理等工作應(yīng)具備的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
本專(zhuān)業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)語(yǔ)言及應(yīng)用基礎(chǔ),四大力學(xué)、固體物理、半導(dǎo)體物理、紅外物理、紅外探測(cè)器、紅外電子學(xué)、紅外系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)、紅外安防技術(shù)等基礎(chǔ)理論和基本知識(shí),具有利用現(xiàn)代的光學(xué)、電子、計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù),對(duì)紅外系統(tǒng)乃至其它光電子系統(tǒng)儀器整機(jī)的設(shè)計(jì)、應(yīng)用的基本能力。
通過(guò)學(xué)習(xí),將具備了以下幾方面的能力:
1.堅(jiān)實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)、較好的人文社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)、并熟練掌握一門(mén)外國(guó)語(yǔ);
2.系統(tǒng)地掌握本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域必需的較寬的技術(shù)基礎(chǔ)理論知識(shí);
3.具備較強(qiáng)的近代物理實(shí)驗(yàn)、光電子技術(shù)和紅外技術(shù)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?jì)算機(jī)應(yīng)用能力和初步的專(zhuān)業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),具備科技創(chuàng)新和工程應(yīng)用的基本能力;
4.了解本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的最新理論前沿和發(fā)展動(dòng)態(tài);
5.掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢(xún)的基本方法,具有一定的科學(xué)研究和實(shí)際工作能力。相近專(zhuān)業(yè)
科技防衛(wèi)(071204W)、電子信息科學(xué)與技術(shù)(071201)、微電子學(xué)(071202)、光信息科學(xué)與技術(shù)(071203*)信息安全(071205W)、信息科學(xué)技術(shù)(071206W)、光電子技術(shù)科學(xué)(071207W)。
課程設(shè)置
光電子技術(shù)、光電子器件及系統(tǒng)、信號(hào)與系統(tǒng)、通信原理與技術(shù)、高等光學(xué)、應(yīng)用光學(xué)、光電子學(xué)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子電路與技術(shù)、電動(dòng)力學(xué)、量子力學(xué)、半導(dǎo)體物理等,模擬電路,數(shù)字電路,大學(xué)物理,電路分析,C語(yǔ)言,高等數(shù)學(xué),線(xiàn)性代數(shù),概率論數(shù)理統(tǒng)計(jì),電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化,工程制圖。
光電子技術(shù)科學(xué)專(zhuān)業(yè)的主要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)包括專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)(普通物理實(shí)驗(yàn)、近代物理實(shí)驗(yàn)、電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)、電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、光電子專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn))、程序設(shè)計(jì)上機(jī)、微機(jī)上機(jī)、工程訓(xùn)練、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、專(zhuān)業(yè)調(diào)研、專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)等。
畢業(yè)去向
繼續(xù)攻讀碩士、博士學(xué)位;或到信息產(chǎn)業(yè)部門(mén)、中科院及有關(guān)研究所、電信部門(mén)、高等院校、企事業(yè)單位及有關(guān)公司,主要從事光學(xué)、光電子學(xué)、光電子技術(shù)科學(xué)、光電信息工程與技術(shù)、光通信工程與技術(shù)、光電信號(hào)檢測(cè)處理與控制技術(shù)等領(lǐng)域的研究、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用和管理等工作。
開(kāi)設(shè)院校
南開(kāi)大學(xué)、燕山大學(xué),天津大學(xué)、長(zhǎng)春理工大學(xué)、池州學(xué)院、華南理工大學(xué)、華南師范大學(xué)、東南大學(xué)、湖北工業(yè)大學(xué)、東華大學(xué)、長(zhǎng)春理工大學(xué)光電信息學(xué)院、大連民族學(xué)院、華中科技大學(xué)、四川大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等。新增此專(zhuān)業(yè)的院校有:深圳大學(xué)、湖南理工大學(xué)、黑龍江大學(xué)、湖州師范學(xué)院 浙江師范大學(xué)、河北師范大學(xué)
編輯本段
研究領(lǐng)域
研究領(lǐng)域是信息光學(xué)與光電子技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科,包括:現(xiàn)代光學(xué)與光電子學(xué)、光通信、光信息處理、聲光信息處理與光通信技術(shù)和激光技術(shù)等。主要有三個(gè)研究方向,即光信息存儲(chǔ)與處理、光通信技術(shù)與器件、以及激光超短脈沖與變頻技術(shù),均處于國(guó)內(nèi)先進(jìn)或領(lǐng)先的水平;代表性成果有新型超高密度體全息存儲(chǔ)、聲電光器件、可調(diào)諧激光器。目前承擔(dān)了1項(xiàng)“973”國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目、4項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、1項(xiàng)國(guó)家部委項(xiàng)目和5項(xiàng)北京市科委教委項(xiàng)目,研究經(jīng)費(fèi)充足,同時(shí)與國(guó)際學(xué)術(shù)界有較為廣泛的學(xué)術(shù)交流。本學(xué)科所依托的光學(xué)學(xué)科于1986年獲得國(guó)務(wù)院授權(quán)的博士學(xué)位授予權(quán),光學(xué)工程學(xué)科于2000年獲得博士學(xué)位授予權(quán)。學(xué)科部可同時(shí)招收理學(xué)(光學(xué))和工學(xué)(光學(xué)工程)的博士、碩士研究生。在211工程“九五”期間的重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)中,作為“激光應(yīng)用技術(shù)”重點(diǎn)學(xué)科的一部分,學(xué)科的學(xué)術(shù)水平有了很大的提升,并且實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成效顯著,并且于2001年與激光工程研究院整合,進(jìn)入了“光學(xué)”國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科行列。
編輯本段
詳細(xì)介紹
在光盤(pán)技術(shù)的促進(jìn)下,近年來(lái)可見(jiàn)光半導(dǎo)體激光二極管和發(fā)光二級(jí)管得到了較快的發(fā)展。藍(lán)綠光可見(jiàn)光半導(dǎo)體激光二級(jí)管(LD)和藍(lán)綠光半導(dǎo)體發(fā)光二極管、黃橙紅光可見(jiàn)光激光二極管和高亮度黃橙紅綠光發(fā)光二極管都已商品化。今后的發(fā)展需要繼續(xù)解決提高亮度,降低價(jià)格,提高使用壽命等問(wèn)題。
近紅外半導(dǎo)體激光和發(fā)光二極管的發(fā)射波長(zhǎng)為0.8~1.0μm。近紅外半導(dǎo)體激光二極管主要用于光纖通信和作為固體激光器的泵浦源(替代閃光燈泵浦源)。在1.3μm和1.55μm近紅外半導(dǎo)體激光二極管商品化之后,其發(fā)展勢(shì)頭受到很大影響,甚至出現(xiàn)了停止發(fā)展的跡象。隨著短距離局域網(wǎng)和二極管泵浦固體激光器的迅猛發(fā)展,又出現(xiàn)了新的發(fā)展。目前研究開(kāi)發(fā)主要集中在單頻工作、模式穩(wěn)定以及提高輸出功率等方面。近紅外發(fā)光二極管主要有超發(fā)光二
極管和諧振腔發(fā)光二極管。超發(fā)光二極管是光纖陀螺儀的最佳自選光源,與一般的發(fā)光二極管相比,可提供較高的輸出功率和相對(duì)窄的發(fā)射譜。目前,在50mA工作電流下,單管超輻射輸出功率的研究水平最高達(dá)到50MW,最窄譜寬為15nm。諧振腔發(fā)光二極管是一種有前途的發(fā)光二極管,其實(shí)驗(yàn)和理論效率比傳統(tǒng)發(fā)光二極管高5~10倍。
1.3μm和1.55μm近紅外半導(dǎo)體激光和發(fā)光二極管是現(xiàn)行通信系統(tǒng)、高速光纖通信系統(tǒng)的重要光器件,已成為廣為研究開(kāi)發(fā)的光源。日本NEC已開(kāi)發(fā)出在單晶片上制造不同發(fā)射波長(zhǎng)的近紅外激光二極管,采用它可大大降低多波長(zhǎng)長(zhǎng)途通信設(shè)備的價(jià)格。近年來(lái),國(guó)外又相繼開(kāi)發(fā)出半導(dǎo)體孤子激光器、量子阱線(xiàn)或點(diǎn)激光器和垂直腔表面發(fā)射激光器等新型半導(dǎo)體激光二極管。
激光技術(shù)是一項(xiàng)前沿科學(xué)技術(shù)發(fā)展不可缺少的支柱。作為光電子主導(dǎo)產(chǎn)品的激光器的發(fā)展,經(jīng)歷了原理上的四次變革,體積日益變小,功率不斷增大,可靠性和功率得到了很大的提高。半導(dǎo)體二級(jí)管激光器和固體激光器技術(shù)和發(fā)展十分迅速,其中最為突出的進(jìn)展是固態(tài)化?,F(xiàn)今,固體激光器的平均輸出功率已從百瓦級(jí)提高到了千瓦級(jí)。半導(dǎo)體激光器的功率也有很大提高,其結(jié)構(gòu)和其他性能也正在經(jīng)歷重大變化。與此同時(shí),還開(kāi)發(fā)出了實(shí)用價(jià)值高的新波長(zhǎng)和寬帶可調(diào)諧激光器,包括對(duì)人眼無(wú)傷害的1.54μm和2μm的激光器、藍(lán)光激光器和X光激光器。
光纖是隨著光通信的發(fā)展而不斷發(fā)展的,各種結(jié)構(gòu)和類(lèi)型的光纖支持著光通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前,單根光纖傳輸?shù)男畔⒘恳堰_(dá)到萬(wàn)億位。光纖作為光通信信息傳輸?shù)慕橘|(zhì),它的色散和損耗將直接影響到通信系統(tǒng)的傳輸容量和中繼距離,而常規(guī)的單模光纖已不能滿(mǎn)足新一代通信技術(shù)的要求,因此光纖技術(shù)又有了新的發(fā)展。迄今,光纖已經(jīng)經(jīng)歷了由短波長(zhǎng)(0.85μm)到長(zhǎng)波長(zhǎng)(1.3~1.55μm),由多模到單模光纖以及特種光纖的發(fā)展過(guò)程,并開(kāi)發(fā)出了色散移位光纖、非零色散光纖和色散補(bǔ)償光纖。
平板顯示(FPD)技術(shù)包括液晶顯示(LCD)、等離子體顯示(PDP)、電致發(fā)光顯示(EL)、真空熒光顯示(VFD)和發(fā)光二極管顯示(LED)等,除在民用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用外,已在虛擬顯示、高清晰度顯示、語(yǔ)言和圖形識(shí)別等軍用領(lǐng)域應(yīng)用。近年來(lái),液晶顯示以及其他平板顯示器件和技術(shù)正在大力地改進(jìn),如為解決等離子體顯示發(fā)光效率、亮度、壽命、光串?dāng)_和對(duì)比度等問(wèn)題,正在進(jìn)行諸如大面積精細(xì)圖形制作和保護(hù)層等工藝方面的改進(jìn),并取得了較快進(jìn)展。從整體來(lái)說(shuō),平板顯示技術(shù)將繼續(xù)向著彩色化、高分辨率、高亮度、高可靠、高成品率和廉價(jià)方向發(fā)展。
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的迅速發(fā)展,各種類(lèi)型的光電探測(cè)器,如電荷耦合器件、光位置敏感器件、光敏陣列探測(cè)器等應(yīng)運(yùn)而生,取得了重大進(jìn)展。進(jìn)入90年代,光電探測(cè)器的發(fā)展方向除了開(kāi)發(fā)高速響應(yīng)光電 探測(cè)器外,其重點(diǎn)是開(kāi)發(fā)焦平面陣列為代表的光電成像器件。紅外焦平面陣列制作技術(shù)的日臻完善,使紅外探測(cè)技術(shù)進(jìn)入了第二代。當(dāng)前,降低成本是紅外探測(cè)器在民用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。21世紀(jì),紅外焦平面陣列開(kāi)發(fā)方向,一是在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高分辨率,二是開(kāi)發(fā)多功能和智能化焦平面陣列。
隨著光通信、光信息處理、光計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展,加之材料科學(xué)和制造技術(shù)的進(jìn)展,使得在單一結(jié)構(gòu)或單片襯底上集成光學(xué)、光電和電子元器件成為可能,形成具有單一功能或多功能的光電子集成回路(OEIC)和集成光路(IOC)。目前,商品化的集成光路產(chǎn)品有調(diào)制器、開(kāi)關(guān)和分路器以及采用集成光路相干通信系統(tǒng)、光纖陀螺、激光光纖多普勒干涉儀等系統(tǒng),以及用于光纖傳輸試驗(yàn)的單片集成光電子集成回路。預(yù)計(jì)到2020年,光電子集成回路和集成光路的發(fā)展速度將相當(dāng)于20世紀(jì)70年代的微電子技術(shù),多功能集成光學(xué)器件和光電子集成器件將系列化,集成光學(xué)信號(hào)處理速度將達(dá)到1GHz。
我國(guó)光電子行業(yè)在科研上起步較早,也有一批水平較高的應(yīng)用成果,其中光纖通信的發(fā)展尤快。在國(guó)防上的應(yīng)用也開(kāi)展較早,如靶場(chǎng)用的激光、紅外、電視等光測(cè)設(shè)備,以及紅外導(dǎo)引
裝置、紅外熱像儀、激光測(cè)距儀、微光夜視儀等。但民用市場(chǎng)開(kāi)發(fā)較晚,真正能形成較大生產(chǎn)規(guī)模的產(chǎn)品不多。我國(guó)在“八五”計(jì)劃期間對(duì)一些光電器件企業(yè)進(jìn)行了技術(shù)改造,已在“九五”計(jì)劃中產(chǎn)生了效益。例如,12英寸彩色液晶顯示屏已經(jīng)在1996年投產(chǎn)。國(guó)家重大成套通信設(shè)備2.5Gbps同步數(shù)字系列(SDH)光通信系統(tǒng),于1997年研制開(kāi)發(fā)成功,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于國(guó)家通信骨干網(wǎng)的建設(shè)。
鑒于上述情況,中國(guó)光電子技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略總的指導(dǎo)思想是:有限目標(biāo)、突出重點(diǎn)、科技領(lǐng)先、形成規(guī)模、開(kāi)拓市場(chǎng),在“八五”、“九五”計(jì)劃基礎(chǔ)上,使有基礎(chǔ)的企業(yè)和研究所分別形成規(guī)模生產(chǎn)和研究開(kāi)發(fā)中心,使我國(guó)光電子元器件初步形成基本配套的產(chǎn)業(yè),滿(mǎn)足市場(chǎng)的需要。編輯本段
前景
在微電子技術(shù)蓬勃發(fā)展的同時(shí),人們發(fā)現(xiàn)可以利用光電各自的優(yōu)勢(shì)來(lái)為我們服務(wù)。比如激光器,光電探測(cè)器,太陽(yáng)電池如等方面都需要光電結(jié)合。這就是早期的光電子學(xué)。隨著光電子學(xué)的發(fā)展,人們研究完全利用光來(lái)處理信息,于是誕生了光子學(xué)。所以可以說(shuō),先有了光電子學(xué),又有了光子學(xué)。而最終的發(fā)展會(huì)是光電的再次統(tǒng)一,即更高一個(gè)層次上的光電子學(xué)?,F(xiàn)在正在發(fā)展單電子技術(shù)和單光子技術(shù),那時(shí)信息的載體不再是束流,而是單個(gè)的粒子。光子和電子都是利用量子力學(xué)的概念,區(qū)別只是波長(zhǎng)不同而已。我想我們?cè)诙皇兰o(jì)肯定會(huì)走到這一步。那時(shí)既不能叫光子信息技術(shù),也不能叫電子信息技術(shù),應(yīng)該叫量子信息技術(shù)。由于光子具有電子所不具備的許多特性所以光子學(xué)有它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。尤其在信息領(lǐng)域。比如通信,我們現(xiàn)在大部分主干網(wǎng)用的都是光纖,信息的載體都是光。由于密集波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展,一根頭發(fā)絲粗細(xì)的光纖就可以傳輸一億門(mén)電話(huà)線(xiàn)路。這是電纜無(wú)法比擬的。再如信息存儲(chǔ)技術(shù),光盤(pán)由VCD發(fā)展到DVD,容量增大了好幾倍,未來(lái)如果研制出能夠商用的藍(lán)光激光器,采用藍(lán)光波段的光來(lái)作為信息的載體,就又可以使同樣大小的光盤(pán)的容量增大近十倍。而且光具有相干性,可以實(shí)現(xiàn)全息存儲(chǔ),在不到一個(gè)平方厘米的芯片上,我們可以把北京圖書(shū)館的所有的書(shū)都存進(jìn)去。在計(jì)算機(jī)方面,未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是光要進(jìn)入計(jì)算機(jī)中,發(fā)揮光子的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的互聯(lián),利用光來(lái)消除電子傳輸帶來(lái)的瓶頸效應(yīng)。[1]
第四篇:光電子總結(jié)
周口師范學(xué)院2013~2014學(xué)第二學(xué)期期末考試
《光電子學(xué)基礎(chǔ) 》試卷
物理與機(jī)電工程學(xué)院 光電子技術(shù)科學(xué)專(zhuān)業(yè) 李潔 201105100039
激光器的種類(lèi)和應(yīng)用
激光器的種類(lèi)
按功率分:超大功率、大功率、中功率、小功率激光器.按輸出激光連續(xù)性狀況分:連續(xù)激光器、脈沖激光器;按泵浦方法分:光泵浦激光器、電泵浦激光器等。一般按激光工作物質(zhì)的類(lèi)型來(lái)劃分:氣體.液體.固體.半導(dǎo)體激光器
氣體激光器
以氣體為工作物質(zhì)的激光器。
目前應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)激光器:小功率He-Ne激光器,大功率二氧化碳激光器等。大多數(shù)能連續(xù)工作,激勵(lì)過(guò)程中涉及能級(jí)較固定,采用氣體放電中的電子碰撞激發(fā)。根據(jù)能級(jí)躍遷類(lèi)型,又分為原子、離子、分子、準(zhǔn)分子型氣體激光器。
1.原子氣體激光器
工作物質(zhì):中性氣體原子。
典型代表:He-Ne激光器。其激活介質(zhì)按He:Ne=1:10填充,氖提供激光躍遷能級(jí)
2.離子氣體激光器
工作物質(zhì):離子氣體。
輸出波長(zhǎng):大多在紫外和可見(jiàn)光區(qū)域,輸出功率比原子氣體激光器高。
3.分子氣體激光器
工作物質(zhì):中性氣體分子的激光器。
代表: CO2激光器,其能級(jí)與分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)有關(guān)。充氣:
又可分為直流放電型、橫向放電大氣壓(TEA)型和波導(dǎo)型
4.準(zhǔn)分子激光器
工作物質(zhì):稀有氣體或稀有氣體與鹵素氣體的混合氣體,液體激光器
激光工作物質(zhì):液體。
可分為無(wú)機(jī)液體激光器和有機(jī)液體激光器。染料激光器最有代表性,典型例子:若丹明6G染料激光器。
固體激光器
激光工作物質(zhì):生長(zhǎng)期間人為摻入雜質(zhì)原子的晶體。
特點(diǎn):體積小,結(jié)構(gòu)穩(wěn),易維護(hù),輸出功率大且適于調(diào)Q產(chǎn)生高功率脈沖、鎖模產(chǎn)生超短脈沖
典型例子:紅寶石激光器、Nd:YAG(摻釹的釔鋁石榴石激光器)、鈦藍(lán)寶石激光器等。半導(dǎo)體激光器
工作物質(zhì):半導(dǎo)體材料(主要是化合物半導(dǎo)體)
泵浦:電流注入
激光器的應(yīng)用
繼固體激光器后, 氣體激光器、化學(xué)激光器、染料激光器、原子激光器、離子激光器、半導(dǎo)體激光器、X 射線(xiàn)激光器和光纖激光器相繼問(wèn)世, 運(yùn)用范疇也擴(kuò)展到比如電子、輕工、包裝、禮物、小五金工業(yè)、醫(yī)療器械、汽車(chē)、機(jī)械制作、鋼鐵、冶金、石油等, 為傳統(tǒng)工業(yè)的技能改造和制作業(yè)的現(xiàn)代化供給領(lǐng)先的技能裝備。
激光與通常光對(duì)比有4個(gè)特性即: 單色性(單一波長(zhǎng))、相干性、方向性和高光強(qiáng)。激光束易于傳輸, 其時(shí)刻特性和空間特功用夠別離操控, 經(jīng)集合后可得到極小的光斑, 具有極高功率密度的激光光束能夠熔化、氣化任何資料, 也可對(duì)資料的有些區(qū)域進(jìn)行精細(xì)疾速加工。加工過(guò)程中輸入工件的熱量小,熱影響區(qū)和熱變形小;加工功率高;易于完成自動(dòng)化。激光技能是一門(mén)歸納性高新技能, 觸及光學(xué)、機(jī)械學(xué)、電子學(xué)等學(xué)科。一樣, 激光加工設(shè)備也觸及到很多學(xué)科, 因此決議了它的高科技性和高收益率??v觀(guān)世界和國(guó)內(nèi)激光運(yùn)用狀況經(jīng)過(guò)多年的研討開(kāi)發(fā)和完善, 今世的激光器和激光加工技能與設(shè)備已適當(dāng)老練, 形成了系列激光加工技能。
我們來(lái)介紹激光加工技能在金屬切開(kāi)、焊接方面的運(yùn)用狀況。激光切開(kāi)的特色及運(yùn)用
激光切開(kāi)是當(dāng)時(shí)各國(guó)運(yùn)用最多的激光加工技能, 在國(guó)外許多范疇, 例如, 汽車(chē)制作業(yè)和機(jī)床制作業(yè)都選用激光切開(kāi)進(jìn)行鈑金零部件的加工。跟著大功率激光器光束質(zhì)量的不斷提高, 激光切開(kāi)的加工目標(biāo)規(guī)劃將愈加廣泛, 簡(jiǎn)直包含了一切的金屬和非金屬資料。例如能夠運(yùn)用激光對(duì)高硬度、高脆性、高熔點(diǎn)的資料進(jìn)行形狀雜亂的三維立體零件切開(kāi), 這也正是激光切開(kāi)的優(yōu)勢(shì)地點(diǎn)。
激光切開(kāi)的幾項(xiàng)關(guān)鍵技能是光、機(jī)、電一體化的歸納技能。激光光束的參數(shù)、機(jī)器與數(shù)控體系的功用和精度都直接影響激光切開(kāi)的功率和質(zhì)量。激光切開(kāi)的精準(zhǔn)度、功率和質(zhì)量因不一樣的參數(shù)而改動(dòng), 如切開(kāi)功率、速度、頻率、資料厚度及原料等, 故操作人員的豐厚經(jīng)歷特別重要。
激光切開(kāi)的首要長(zhǎng)處
(1)切開(kāi)質(zhì)量好: 切斷寬度窄,精度高、切斷外表粗糙度好, 切縫通常不需求二次加工即可焊接。
(2)切開(kāi)速度快, 例如選用2kW激光功率, 厚度8mm的碳鋼切開(kāi)速度為1.6m/min;厚度2mm的不銹鋼切開(kāi)速度為3.5m/min, 熱影響區(qū)小, 變形極小。
(3)清洗、安全、無(wú)污染, 大大改進(jìn)了操作人員的作業(yè)環(huán)境。
激光切開(kāi)歸于非觸摸光學(xué)熱加工, 被譽(yù)為“永不磨損的全能東西”。工件能夠進(jìn)行恣意方法的嚴(yán)密排料或套裁, 使原資料得到充分運(yùn)用。因?yàn)閷?duì)錯(cuò)觸摸加工, 加工后的零件的歪曲表象降至最低并減少了磨損量。
其實(shí)激光切開(kāi)亦有其不足之處, 就精度和切斷外表粗度而言, 激光切開(kāi)未能超越電加工, 就切開(kāi)厚度而言難以達(dá)到火焰和等離子切開(kāi)的水準(zhǔn)。別的它亦不能像轉(zhuǎn)塔沖床一樣進(jìn)行成型、攻牙及折邊等。
激光切開(kāi)的典型運(yùn)用汽車(chē)范疇的運(yùn)用
領(lǐng)先的三維激光設(shè)備, 不光能夠完成車(chē)體零件的切開(kāi), 還可完成整個(gè)轎車(chē)車(chē)身全體的切開(kāi)、焊接、熱處理、熔覆、乃至三維丈量, 然后完成慣例加工無(wú)法完成的技能需求。德國(guó)通快公司的三維激光設(shè)備在奔、通用公司、福特公司、雷諾公司、SKODA公司、歐寶公司、SAAB公司、VOLVO公司和戴姆勒一克萊斯勒公司成功地運(yùn)用多年。航空范疇的廣泛運(yùn)用
世界上很多的航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司選用三維激光設(shè)備進(jìn)行燃燒器段的高溫合金資料的切開(kāi)和打孔使命, 在軍用和民用航空器的鋁合金資料或特別資料的激光切開(kāi)都獲得了成功。
2.激光焊接的特色及運(yùn)用
激光焊接是一種高速度、非觸摸、變形極小的焊接方法, 十分合適很多而接連的在線(xiàn)加工。跟著激光設(shè)備和加工技能的開(kāi)展, 激光焊接才能也在不斷增強(qiáng)。當(dāng)前, 運(yùn)用4kW的C02激光器焊接1mm的板材, 焊接速度高達(dá)20m/min, 例如, 汽車(chē)職業(yè)的轎車(chē)箱底的大板拼接焊接作業(yè)等。激光焊接的方法首要有傳導(dǎo)焊和穿透焊2 種。當(dāng)前全球的激光運(yùn)用首要以穿透焊為主。近些年來(lái), 高功率萬(wàn)瓦級(jí)激光器在機(jī)械、汽車(chē)、鋼鐵等工業(yè)部門(mén)獲得了日益廣泛的運(yùn)用。
激光焊接機(jī)與其他焊接技能對(duì)比, 首要長(zhǎng)處是:
(1)激光焊接速度快, 焊縫深寬比很大(可達(dá)5~10), 變形小。
(2)合適于精細(xì)件、箱體件和有密封需求焊接件的加工。激光束經(jīng)集合后可獲得很小的光斑, 能精細(xì)定位, 可運(yùn)用于大批量自動(dòng)化出產(chǎn), 不只出產(chǎn)功率大大提高, 且熱影響區(qū)小, 焊點(diǎn)無(wú)污染, 大大提高了焊接的質(zhì)量。
(3)激光焊縫機(jī)械功用好, 通常焊縫的機(jī)械功用均強(qiáng)于母材。
激光焊接的典型運(yùn)用激光焊接汽車(chē)用大板拼接的運(yùn)用
為了滿(mǎn)意汽車(chē)職業(yè)對(duì)寬幅鋼板和特別功用鋼板的需求, 經(jīng)過(guò)激光焊接進(jìn)行大板拼接, 滿(mǎn)意汽車(chē)廠(chǎng)大型三維功用沖壓件的需求。全球汽車(chē)制作商都已完成此類(lèi)部件的激光焊接運(yùn)用。例如, 奔馳、寶馬、通用、豐田、歐寶SAAB、戴姆勒一克萊斯勒等很多公司都早已運(yùn)用。能夠把1m寬的冷軋鋼板, 經(jīng)過(guò)激光焊接, 拼成2m 寬的鋼板。激光焊接在齒輪加工方面的運(yùn)用
激光焊接齒輪的技能從根本上改動(dòng)了傳統(tǒng)的描繪和制作理念, 為齒輪箱體類(lèi)部件的加工供給了非常好的經(jīng)濟(jì)性和更為緊湊的布局。運(yùn)用激光焊接齒輪技能, 需求先加工整個(gè)環(huán)狀長(zhǎng)齒圈, 然后截成若干個(gè)齒圈, 再別離依據(jù)齒輪箱的需求焊在傳動(dòng)軸上
激光加工技能已在很多范疇得到廣泛運(yùn)用, 跟著激光加工技能、設(shè)備、技能研討的不斷深入, 將具有更寬廣的運(yùn)用遠(yuǎn)景。
第五篇:光電子技術(shù)
光電子技術(shù)
1.世界上第一臺(tái)激光器,由修斯研究室的梅曼研制,并最終在1960年成功運(yùn)轉(zhuǎn)。(紅寶石激光器)
2.黑體:能夠完全吸收任何波長(zhǎng)的電磁輻射。
3.躍遷:原子中的電子在特定的軌道上運(yùn)動(dòng),并具有能量,各能量級(jí)能量不連續(xù),當(dāng)原子從某一能級(jí)吸收或釋放了能量,轉(zhuǎn)移到另一能級(jí)時(shí),就稱(chēng)為躍遷。4.自發(fā)輻射:處于高能級(jí)E2上的原子自發(fā)的向低能級(jí)E1躍遷,并發(fā)射一個(gè)頻率v=(E2-E1)/h的光子的過(guò)程稱(chēng)為自發(fā)輻射躍遷。5.受激輻射:處于高能級(jí)E2上的原子在頻率為v=(E2-E1)/h的輻射場(chǎng)激勵(lì)作用下或在頻率為v=(E2-E1)/h的光子誘發(fā)下,向低能級(jí)E1躍遷并輻射出一個(gè)與激勵(lì)輻射場(chǎng)光子或誘發(fā)光子的狀態(tài)(包括頻率、運(yùn)動(dòng)方向、相位等)完全相同的光子的過(guò)程稱(chēng)為受激輻射躍遷。
6.受激吸收:受激輻射的反過(guò)程為受激吸收過(guò)程,一般也稱(chēng)作吸收。
7.激光產(chǎn)生的基本原理:在受激輻射躍遷的過(guò)程中,一個(gè)誘發(fā)光子可以使處在上能級(jí)上的發(fā)光粒子產(chǎn)生一個(gè)與該光子狀態(tài)完全相同的光子,這兩個(gè)光子又可以去誘發(fā)其他發(fā)光粒子,從而產(chǎn)生更多狀態(tài)相同的光子。必要條件:使激光工作物質(zhì)處于粒子束反轉(zhuǎn)狀態(tài)。粒子束反轉(zhuǎn):采用諸如光照、放電等方法從外界不斷地向發(fā)光物質(zhì)輸入能量,把處于下能級(jí)的發(fā)光粒子激發(fā)到上能級(jí)去,便可使上能級(jí)E2的粒子數(shù)密度超過(guò)下能級(jí)E1的粒子數(shù)密度的狀態(tài)。此時(shí),受激輻射大于受激吸收。
8.激光器構(gòu)造:由三部分構(gòu)成,包括激光工作物質(zhì)(基質(zhì)與激活粒子)、泵浦源(對(duì)激光工作物質(zhì)進(jìn)行激勵(lì))和光學(xué)諧振腔(得到穩(wěn)定、持續(xù)、有一定功率的高質(zhì)量激光輸出)。9.激光粒子的能級(jí)系統(tǒng):1三能級(jí)系統(tǒng)2四能級(jí)系統(tǒng)(P9頁(yè))
10.光學(xué)諧振腔:是常用激光器的三個(gè)主要組成部分之一。它是在激活物質(zhì)兩端適當(dāng)位置放置兩個(gè)反射鏡組成。主要作用:1.提供光學(xué)正反饋?zhàn)饔谩?.產(chǎn)生對(duì)振蕩光束的控制作用。11.諧振腔的Q值:品質(zhì)因數(shù)Q=ωW/ρ,式中ω為角頻率,W為存儲(chǔ)在諧振腔內(nèi)的能量,ρ為每秒損失的能量。(P21頁(yè))12.橫模:激光光束橫截面上穩(wěn)定的光場(chǎng)分布稱(chēng)之為橫模。
13.激光縱模:激光器諧振腔內(nèi)獲得振蕩的幾種波形(波長(zhǎng)稍微不同)沿光軸方向的分布。14.縱模的選擇:1短腔法:兩個(gè)相鄰縱模間的頻率差Δνq=νq-νq-1=c/2L’
(L’=(L-l)+nL表示諧振腔的光學(xué)長(zhǎng)度;n晶體折射率,L物理長(zhǎng)度,l晶體長(zhǎng)度,c表示真空中的光速)例:在氦氖激光器中,其熒光譜線(xiàn)ΔνF約為1500MHZ。若激光器腔長(zhǎng)為10cm,則縱模間隔Δνq為Δνq= c/2L’=3*108m/s /2*1*10*10-2m=1500MHZ 15.穩(wěn)頻技術(shù):通常講的頻率的穩(wěn)定性包括兩方面:一是“穩(wěn)定度”,指的是激光器在連續(xù)工作期間內(nèi)它的頻率該變量Δν’在振蕩頻率ν中所占的比例,即
Δν’/ν。二是“復(fù)現(xiàn)度”,指的是同樣設(shè)計(jì)、同樣方法制成的激光器在同樣條件下使用時(shí)相互之間的頻率偏差,或是在完全不同設(shè)計(jì)、和不同條件下,用相同的能級(jí)躍遷所制成的激光器,其振蕩頻率與與原子躍遷中心頻率的偏差,如果這方面的偏差用Δν表示,則其在ν中所占比例Δν’’/ν稱(chēng)為復(fù)現(xiàn)度。
16.固體激光器:一般采用光激勵(lì)(泵浦燈),其能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多,所以效率低。(光的激勵(lì)能量大部分轉(zhuǎn)換為熱能)。氣體激光器:一般采用電激勵(lì),其效率高、壽命長(zhǎng),長(zhǎng)采用連續(xù)方式。
17.摻釹釔鋁石榴激光器(YAG):典型的四能級(jí)系統(tǒng),激光波長(zhǎng)為1.0641μm,優(yōu)點(diǎn)是閾值功率低,可以做成連續(xù)激光器,輸出功率已達(dá)千瓦量級(jí)。激光輸出為多縱模。每次脈沖
’’輸出功率在幾千瓦以上。
18.紅寶石激光器:屬于三能級(jí)激光器,是最早的一種激光器。它的效率比較低,但由于它發(fā)射694.3nm的紅光且能得到相干性好的單模輸出,當(dāng)研究順便過(guò)程的全息照相時(shí),作為可見(jiàn)光脈沖光源是比較合適的。
19.尖峰振蕩效應(yīng):不加任何特殊裝置的固體脈沖激光器,在一次輸出中,激光脈沖的寬度大約是ms數(shù)量級(jí)。經(jīng)過(guò)仔細(xì)的觀(guān)察和分析會(huì)發(fā)現(xiàn),這個(gè)脈沖并不是平滑的,而是包含著很多寬度更窄的短脈沖序列。而且隨著激勵(lì)的增強(qiáng),短脈沖的時(shí)間間隔會(huì)更小。這種現(xiàn)象被稱(chēng)做弛豫振蕩效應(yīng)或尖峰振蕩效應(yīng)。其定性解釋?zhuān)阂粋€(gè)短脈沖形成和消失,可以由激光系統(tǒng)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度的增減變化來(lái)解釋。造成系統(tǒng)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度增加的因素是光泵浦,其增加速率在一個(gè)短脈沖序列的消長(zhǎng)過(guò)程中可以看成是不變的。是反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度減少的因素是受激輻射,其減少速率則是因腔內(nèi)光子數(shù)密度的多少而變化。20.調(diào)Q技術(shù)原理:初期它處于關(guān)閉狀態(tài)(Q值很低),抑制受激輻射的作用,在泵浦抽運(yùn)工作一段時(shí)間后,突然將Q值提高(Q開(kāi)關(guān)導(dǎo)通),上能級(jí)粒子瞬間釋放,獲得高功率巨脈沖。(腔內(nèi)儲(chǔ)存的能量通過(guò)受激輻射一下釋放出來(lái),瞬間達(dá)到獲得高功率巨脈沖的目的)。
21.電光調(diào)Q激光器 :(電光效應(yīng):對(duì)于某些晶體經(jīng)過(guò)特殊方向的切割后,如果在某個(gè)特定的方向上外加電壓,就可以通過(guò)它的線(xiàn)偏振光改變振動(dòng)方向。)原理流程圖如下(P60頁(yè))
22.聲光Q開(kāi)關(guān)原理:聲光介質(zhì)在超聲波的作用下,介質(zhì)的折射率會(huì)發(fā)生周期性的變化,使介質(zhì)變成為正弦相位光柵,當(dāng)光通過(guò)此介質(zhì)時(shí),由于衍射會(huì)造成光的偏折。如果這個(gè)裝置放在激光器腔內(nèi),就會(huì)增加損耗改變腔的Q值。
其流程如下:(P61頁(yè))
23.三基色:本質(zhì)是三基色具有獨(dú)立性,三基色中任何一色都不能用其余兩種色彩合成。三基色具有最大的混合色域,其他色彩可由三基色按一定的比例混合出來(lái),并且混合后得到顏色數(shù)目最多。紅、綠、藍(lán)為色光三基色。為了統(tǒng)一認(rèn)識(shí),1931年國(guó)際照明委員會(huì)規(guī)定了三基色的波長(zhǎng):紅光為700.0nm,綠光546.1nm,藍(lán)光為435.8nm。
24.相加混色原理 :由兩種或兩種以上的色光相混合時(shí),會(huì)同時(shí)或者在極短時(shí)間內(nèi)連續(xù)刺激人的視覺(jué)器官,使人產(chǎn)生一種新的色彩感覺(jué)。稱(chēng)這種色光混合為加色混合。這種由兩種以上色光相混合,呈現(xiàn)一種色光的方法稱(chēng)為色光加色法。
25.激光顯示技術(shù):分三種類(lèi)型;第一種是激光陰極射線(xiàn)管LCRT(laser cathode tube),其基本原理是用半導(dǎo)體激光器代替陰極射線(xiàn)顯像管熒光屏的一種新型顯示器件;第二種是激光光閥顯示,基本原理是激光束僅用來(lái)改變某些材料(如液晶等)的光學(xué)參數(shù)(如折射率或透過(guò)率)而再用另外的光源使這種光學(xué)參數(shù)變化而形成的像投射到屏幕上,從而實(shí)現(xiàn)圖像顯示;第三種是直觀(guān)式(點(diǎn)掃描)電視激光顯示,它是將經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)制過(guò)的RGB三色激光束直接通過(guò)機(jī)械掃描方法偏轉(zhuǎn)掃描到顯示屏上。
26.德國(guó) Jenoptik 公司RGB全固態(tài)激光器光路圖:Oscillator振蕩器;Amplifier放大器;SHG倍頻,頻率增加一倍,波長(zhǎng)減少一半;SFM和頻;OPO(Optical Parametric Oscillation)光學(xué)參量振蕩器;AOM(Acoustic Optical Modulator)聲光調(diào)制器;KTA crystal(KTA晶體,砷酸鈦氧鉀);LBO晶體(三硼酸鋰);流程圖如下:(p113頁(yè))
27.光電探測(cè)器的物理效應(yīng):通常分為兩大類(lèi):光子效應(yīng)和光熱效應(yīng)。光子效應(yīng):指單個(gè)光子的性質(zhì)對(duì)產(chǎn)生的光電子起直接作用的一類(lèi)光電效應(yīng),對(duì)光波頻率表現(xiàn)出選擇性,在光子直接與電子相互作用的情況下,其影響速度一般比較快。(光電效應(yīng):在光的照射下,某些物質(zhì)內(nèi)部的電子會(huì)被光子激發(fā)出來(lái)而形成電流。)光熱效應(yīng):指材料收到光照射后,光子能量與晶格相互作用,振動(dòng)加劇,溫度升高,由于溫度的變化而造成物質(zhì)的電學(xué)特性變化。
28.光電發(fā)射效應(yīng):在光照下,物體向表面以外的空間發(fā)射電子(即光電子)的現(xiàn)象,稱(chēng)為光電發(fā)射效應(yīng)。愛(ài)因斯坦方程:Ek=hυ—Eψ,Ek=mv/2是電子離開(kāi)發(fā)射體表面時(shí)的動(dòng)能;m是電子質(zhì)量;v是電子離開(kāi)時(shí)的速度;hυ是光子能量,Eψ是光電發(fā)射體的功率函數(shù)。光電發(fā)射效應(yīng)發(fā)生的條件:υ≥Eψ/h≡υc(入射光波的截止頻率),或用波長(zhǎng)表示時(shí):λ≤hc/ Eψ≡λc(截止波長(zhǎng))。
29.光電導(dǎo)效應(yīng):在光線(xiàn)作用下,對(duì)于半導(dǎo)體材料電導(dǎo)率吸收了入射光子能量,若光子能量大于或等于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度,就激發(fā)出電子空穴對(duì),使載流子濃度增加,半導(dǎo)體的導(dǎo)電性增加,阻值降低,這種現(xiàn)象稱(chēng)為光電導(dǎo)效應(yīng)。(P148頁(yè))30.光伏效應(yīng):如果光導(dǎo)現(xiàn)象是半導(dǎo)體的材料的體效應(yīng),那么光伏現(xiàn)象則是半導(dǎo)體材料的“結(jié)”
效應(yīng)。當(dāng)照射光激發(fā)出電子-空穴對(duì)時(shí),電勢(shì)壘的內(nèi)建電場(chǎng)將把電子-空穴對(duì)分開(kāi),從而在勢(shì)壘兩側(cè)形成電荷堆積,形成光生伏特效應(yīng)。(光照零偏PN結(jié)產(chǎn)生開(kāi)路電壓的效應(yīng),又稱(chēng)光伏效應(yīng)。)31.溫差電效應(yīng):當(dāng)兩種不同的配偶材料(可以是金屬或半導(dǎo)體)兩端并聯(lián)熔接時(shí),如果兩個(gè)接頭的溫度不同,并聯(lián)回路中就產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),稱(chēng)為溫差電動(dòng)勢(shì),回路中就有電流流通。如果把冷端分開(kāi)并與一個(gè)電流表連接,那么當(dāng)光照熔接端時(shí),熔接端吸收光能使其溫度升高,電流表就有相應(yīng)的電流讀數(shù),電流的數(shù)值間接反映了光照能量的大小?!脽犭娕紒?lái)探測(cè)光能的原理。
232.熱釋電效應(yīng):當(dāng)強(qiáng)度變化的光打到晶體上,引起材料溫度變化——電極化強(qiáng)度發(fā)生變化——面電荷發(fā)生變化——產(chǎn)生熱釋電電流。壓電晶體:發(fā)生壓電效應(yīng)的晶體。壓電效應(yīng):某些晶體在特定的方向上施加外力,那么就會(huì)在某兩個(gè)表面產(chǎn)生面電荷,當(dāng)外力消失,晶體回到不帶電。
33.量子效率η:靈敏度R從宏觀(guān)描述了光電探測(cè)器的光電、光譜以及頻率特性,量子效率則是對(duì)同一問(wèn)題的微觀(guān)-宏觀(guān)描述。
η=hυRi/e(Ri電流的靈敏度),光譜量子效率
:ηλ =hcRiλ/eλ
(c是材料的光速)34.歸一化探測(cè)度D*:
D*大的探測(cè)器其探測(cè)能力一定好。
35.光電導(dǎo)探測(cè)器——光敏電阻:利用光電導(dǎo)效應(yīng)而工作的探測(cè)器。光電導(dǎo)效應(yīng)是半導(dǎo)體材料的一種體效應(yīng),無(wú)需形成PN結(jié),故又常稱(chēng)為無(wú)結(jié)光電探測(cè)器。這種元件在光照下會(huì)改變自身的電阻率,光照愈強(qiáng),元件自身的電阻率愈小,因此常常又稱(chēng)光敏電阻或光導(dǎo)管。本征型光敏電阻一般在室溫下工作,適用于可見(jiàn)光和近紅外輻射探測(cè);非本征型光敏電阻通常必須在低溫條件下工作,常用于中、遠(yuǎn)外輻射探測(cè)。由于光敏電阻沒(méi)有極性,只要把它當(dāng)做電阻值隨光照強(qiáng)度而變化的可變電阻器對(duì)待即可,因此在電子電路、儀器儀表、光電控制、計(jì)量分析、光電制導(dǎo)、激光外差探測(cè)等領(lǐng)域獲得了十分廣泛的應(yīng)用。常見(jiàn)的光敏電阻有CdS、CdSe、PbS以及TeCdHg等。其中CdS是工業(yè)上應(yīng)用最多的,而PbS主要用于軍事裝備。
36.光頻外差探測(cè)技術(shù):原理:基于兩束相干光在探測(cè)器光敏面上的相干效應(yīng)。故也常稱(chēng)為光波的相干探測(cè)。相干光:振動(dòng)方向相同,振動(dòng)頻率相同,相位相同或相位差保持恒定。37.曼萊-羅威關(guān)系:公式(P307頁(yè))
相互作用中三個(gè)光電場(chǎng)光子數(shù)的變化關(guān)系:ω1和ω3的光子數(shù)之和及ω2和ω3的光子數(shù)之和在非線(xiàn)性過(guò)程中始終保持不變。ω1與ω2光子數(shù)之差保持不變。如果頻率為ω1與ω2的兩個(gè)光子同時(shí)湮滅,可以產(chǎn)生頻率為ω3的一個(gè)光子,這就是和頻與倍頻的情況。反過(guò)來(lái)ω3光子湮滅,同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)頻率為ω1與ω2的光子,這就是參量產(chǎn)生的過(guò)程。
38.相位匹配技術(shù):為有效的進(jìn)行非線(xiàn)性光學(xué)頻率變換,必須使參與互作用的光波在介質(zhì)中傳播時(shí)具有相同的相速度。實(shí)現(xiàn)有效頻率變換的方法之一是相位匹配技術(shù),利用非線(xiàn)性晶體的雙折射與色散特性達(dá)到相位匹配。39.單軸晶體的相位匹配條件及匹配角:(折射率)負(fù)單軸晶體——n0>ne。正單軸晶體——ne>n0.40.二次諧波的產(chǎn)生:能量守恒和動(dòng)量守恒(P314頁(yè))
41.參量振蕩器:光學(xué)參量振蕩器(OPO)是利用非線(xiàn)性晶體的混頻特性來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率變換的器件,其中有一個(gè)或兩個(gè)光波具有振蕩特性,具有諧振腔。具有調(diào)諧范圍寬、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及工作可靠等特性。光學(xué)參量放大的原理:實(shí)質(zhì)上是一個(gè)差頻產(chǎn)生的三波混頻過(guò)程。由曼萊-羅威關(guān)系可知,在差頻過(guò)程中,每湮滅一個(gè)最高頻率的光子,同時(shí)要產(chǎn)生兩個(gè)低頻光子,在此過(guò)程中這兩個(gè)低頻獲得增益,因此光學(xué)參量放大器可作為他們的放大器。如果將非線(xiàn)性晶體置于諧振腔中,并用強(qiáng)的泵浦光照射,當(dāng)增益超過(guò)損耗時(shí),在腔內(nèi)可以從噪聲中建立起相當(dāng)強(qiáng)的信號(hào)光及空閑光。在光學(xué)參量振蕩器中建立起來(lái)的兩種頻率的光波,任何一個(gè)光波都可以稱(chēng)為信號(hào)光或者空閑光。
42.參量振蕩器的閾值:判斷閾值與什么參量有關(guān)系?(P331頁(yè)公式)
式中,k=
;gs為模耦合系數(shù);l為有效參量增益長(zhǎng)度;τ為1/e處脈沖半寬度;L=L’+(n-1)l;L’為OPO腔長(zhǎng);l為非線(xiàn)性晶體長(zhǎng)度;n為信號(hào)輸出 100μJ時(shí)(定義為閾值臨界狀態(tài))腔內(nèi)振蕩次數(shù);Pn為閾值處信號(hào)波能量;P0為參量量子噪聲能量;a為參量光在介質(zhì)中的場(chǎng)吸收系數(shù);R為腔內(nèi)各種損耗的總和。
43.光的干涉:用波的疊加而引起強(qiáng)度從新分配的現(xiàn)象。三個(gè)必要條件:頻率相等,兩束光存在相互平行的振動(dòng)分量,位相差δ(P)恒定。