第一篇：光電子技術(論文)

光電子技術是繼微電子技術之后近30年來迅猛發展的綜合性高新技術。1962年半導體激光器的誕生是近代科學技術史上一個重大事件。經歷十多年的初期探索，從70年代后期起，隨著半導體光電子器件和硅基光導纖維兩大基礎元件在原理和制造工藝上的突破，光子技術與電子技術開始結合并形成了具有強大生命力的信息光電子技術和產業。

光電子技術是一個比較龐大的體系，它包括信息傳輸，如光纖通信、空間和海底光通信等；信息處理，如計算機光互連、光計算、光交換等；信息獲取，如光學傳感和遙感、光纖傳感等；信息存儲，如光盤、全息存儲技術等；信息顯示，如大屏幕平板顯示、激光打印和印刷等。其中信息光電子技術是光電子學領域中最為活躍的分支。在信息技術發展過程中，電子作為信息的載體作出了巨大的貢獻。但它也在速率、容量和空間相容性等方面受到嚴峻的挑戰。采用光子作為信息的載體，其響應速度可達到飛秒量級、比電子快三個數量級以上，加之光子的高度并行處理能力，不存在電磁串擾和路徑延遲等缺點，使其具有超出電子的信息容量與處理速度的潛力。充分地綜合利用電子和光子兩大微觀信息載體各自的優點，必將大大改善電子通信設備、電子計算機和電子儀器的性能。

如果說微電子技術推動了以計算機,因特網,光纖通信等為代表的信息技術的高速 發展,改變了人們的生活方式,使得知識 經濟 初見端倪,那么隨著信息技術的發展,大容 量光纖通信 網絡 的建設,光電子技術將起到越來越重要的作用.美國商務部指出: “90 年 代, 全世界的光子產業以比微電子產業高得多的速度發展, 誰在光電子產業方面取得主動權, 誰就將在 21 世紀的尖端科技較量中奪魁”.日本《呼聲》月刊也有類似的評論: “21 世紀具 有代表意義 的主導產業,第一是光電子產業,第二是信息通信產業,第三是健康和福利產 業……” ,可以斷言,光電子技術將繼微電子技術之后再次推動人類 科學 技術的革命.1 世界光電子技術和產業的發展 光纖通信技術的發展速度遠遠超過當初人們的預料, 光纖已經成為通信網的重要傳輸媒 介,現在世界上大約有 60%的通信業務經光纖傳輸,到 20 世紀末將達到 85%,但從目前光 纖通信的整體水平來看, 仍處于初級階段, 光纖通信的巨大潛力還沒有完全開發出來.目前, 各種新技術層出不窮,密集波分復用技術(DWDM,在同一根光纖內傳輸多路不同波長的光 信號,以提高單根光纖的傳輸能力),摻鉺光纖放大器技術(EDFA,可將光信號直接放大, 具有輸出功率高,噪聲小,增益帶寬等優點)已取得突破性進展并得到廣泛的應用.現在 DWDM 系統和光傳輸設備中,光電技術的比例將從過去比重不到 10%達到 90%.一種全新 的,無需進行任何光電變換的光波通信——“全光通信” ,由于波分復用技術和摻鉺光纖放 大器技術的進展,也日趨成熟,將在橫跨太平洋和大西洋的通信系統上首次使用,給全球的 通信業帶來蓬勃生機.為此提供支撐的就是半導體光電子器件和部件.光電子器件和技術已 形成一個快速增長的,巨大的光電子產業,對國民經濟的發展起著越來越大的作用.美國光 電子產業振興協會估計,到 2003 年,光電子產業的總產值將達 2000 億美元.Internet 應用的飛速增長對電信骨干網帶寬提出越來越高的需求,為滿足需求的增長, 人們可以鋪設更多的光纖,或靠提高單路光的信息運載量(現在主干網可以分別工作在 2.5Gbps 和 10Gbps, 并已有 40Gbps 的演示性設備)但更主要的方法卻是靠發展波分復用技.術,增加光纖內通光的路數(光波分復用的實驗記錄已經達到 2.64Tbps).報告稱雖然 10 年內全光通信還不會全面商業化,但是全光交換將在幾年內成為市場主流,報告也指出盡管光學部件市場被大公司所占據,但仍有創新性公司進入的可能.2 我國的光電子技術和產業近10 年來我國光電子技術研究在國家 “863” 計劃和有關部門的支持下有了突飛猛進的 進展,在很多領域同國外先進國家只有兩三年的距離,個別領域還處于世界領先地位.國內光 電子 有關產業基地在光電子器件,部件和子系統(如激光器,探測器,光收 發模塊,EDFA,無源光器件)等已經占領了國內較大的市場份額,初步具備同國外大公司 競爭的能力,在毫無市場保護的情況下,靠自己的力量爭得了一席之地,市場營銷逐年有較 大的增長, 個別產品還取得國際市場相關產品中的銷量最大的成績.我國相應研究 發展 基 地和本領域高 技術公司的許多產品填補了國內相關產品的空白,打破國外產品在市場上的 壟斷地位,同時爭取進入國際市場.中國盟摻鉺光纖放大器(EDFA)是高速大容量光纖通信系統必需的關鍵部件,國內 企業 產 品占國內市場 40%的份額.我國也是目前國際上少數幾個有能力研制 PIC 和 OEIC 的國家.808nm 大功率激 光器及其泵浦的固體綠光激光器, 670nm 紅光激光器已產品化和商品化并 批量占領國際市場.國內移動通信的光纖直放站所用的光電器件,90%使用國產器件,國 產 1.55mDFB 激光器 戰勝了國外器件,占領了 100%的國內市場.但是,我們應當認識到在我國光電子技術發展中,光電子器件,部件雖是光通信,光顯 示,光存儲等高技術產業的關鍵部分,但在整個系統和設備成本中所占的比重較小,其產值 較低,目前科研開發主要處于跟蹤和小批量生產階段,光電子產業所需的規模化,產業化生 產技術目前還未有實質突破;國內研究生產的光電器件和部件有相當部分還未能滿足整機和 系統的要求,導致國外器件占據國內市場相當多的份額;在機制上仍未擺脫科研,生產,市 場相互脫離的狀況.我國在光電子技術方面是與國際水平差距相對較小的一個領域, 與世界發達國家幾乎同 時起步.但是我們應該清醒地認識到我國制造技術的落后和材料水平有限, 而國際上光電子 產業已經進入加速發展階段, 留給我們的時間只有三到五年, 如果我們不在目前產業化的技 術發展階段進入,就會失去大好時機.機不可失,時不再來,到產業化后期時將要花數倍的 力量才能彌補,也許會徹底失去時機,受制于人.如果一個國家在一代元件上沒有足夠的投資以發展自主能力, 就會給外國競爭者提供進 入并占領下幾代技術市場的機會.因而在關鍵器件,部件等方面,要通過引進社會資金和風 險投資,知識產權入股,開發人員持股等方式加快我國光電子成果的產業化步伐,鼓勵科研 人員成果轉化.只要貫徹有“有所為,有所不為”的方針,狠抓創新和高技術成果轉化,打破 行業界限,按市場機制聯合國內相關研究和開發單位,共同作好光電子產業化的工作,就一 定能發展我國的光電子事業,有望在研究上取得突破,在產業上形成規模 經濟 ,取得我國 在該領域應有的市場份額.1

第二篇：光電子技術

光電子技術

1.世界上第一臺激光器，由修斯研究室的梅曼研制，并最終在1960年成功運轉。（紅寶石激光器）

2.黑體：能夠完全吸收任何波長的電磁輻射。

3.躍遷：原子中的電子在特定的軌道上運動，并具有能量，各能量級能量不連續，當原子從某一能級吸收或釋放了能量，轉移到另一能級時，就稱為躍遷。4.自發輻射：處于高能級E2上的原子自發的向低能級E1躍遷，并發射一個頻率v=（E2-E1）/h的光子的過程稱為自發輻射躍遷。5.受激輻射：處于高能級E2上的原子在頻率為v=（E2-E1）/h的輻射場激勵作用下或在頻率為v=（E2-E1）/h的光子誘發下，向低能級E1躍遷并輻射出一個與激勵輻射場光子或誘發光子的狀態(包括頻率、運動方向、相位等)完全相同的光子的過程稱為受激輻射躍遷。

6.受激吸收：受激輻射的反過程為受激吸收過程，一般也稱作吸收。

7.激光產生的基本原理：在受激輻射躍遷的過程中，一個誘發光子可以使處在上能級上的發光粒子產生一個與該光子狀態完全相同的光子，這兩個光子又可以去誘發其他發光粒子，從而產生更多狀態相同的光子。必要條件：使激光工作物質處于粒子束反轉狀態。粒子束反轉：采用諸如光照、放電等方法從外界不斷地向發光物質輸入能量，把處于下能級的發光粒子激發到上能級去，便可使上能級E2的粒子數密度超過下能級E1的粒子數密度的狀態。此時，受激輻射大于受激吸收。

8.激光器構造：由三部分構成，包括激光工作物質(基質與激活粒子)、泵浦源（對激光工作物質進行激勵）和光學諧振腔（得到穩定、持續、有一定功率的高質量激光輸出）。9.激光粒子的能級系統：1三能級系統2四能級系統（P9頁）

10.光學諧振腔：是常用激光器的三個主要組成部分之一。它是在激活物質兩端適當位置放置兩個反射鏡組成。主要作用：1.提供光學正反饋作用。2.產生對振蕩光束的控制作用。11.諧振腔的Q值：品質因數Q=ωW/ρ,式中ω為角頻率，W為存儲在諧振腔內的能量，ρ為每秒損失的能量。（P21頁）12.橫模：激光光束橫截面上穩定的光場分布稱之為橫模。

13.激光縱模：激光器諧振腔內獲得振蕩的幾種波形（波長稍微不同）沿光軸方向的分布。14.縱模的選擇:1短腔法：兩個相鄰縱模間的頻率差Δνq=νq-νq-1=c/2L’

(L’=(L-l)+nL表示諧振腔的光學長度；n晶體折射率，L物理長度，l晶體長度，c表示真空中的光速）例：在氦氖激光器中，其熒光譜線ΔνF約為1500MHZ。若激光器腔長為10cm，則縱模間隔Δνq為Δνq= c/2L’=3*108m/s /2*1*10*10-2m=1500MHZ 15.穩頻技術:通常講的頻率的穩定性包括兩方面：一是“穩定度”，指的是激光器在連續工作期間內它的頻率該變量Δν’在振蕩頻率ν中所占的比例，即

Δν’/ν。二是“復現度”，指的是同樣設計、同樣方法制成的激光器在同樣條件下使用時相互之間的頻率偏差，或是在完全不同設計、和不同條件下，用相同的能級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稱為復現度。

16.固體激光器：一般采用光激勵（泵浦燈），其能量轉換環節多，所以效率低。（光的激勵能量大部分轉換為熱能）。氣體激光器：一般采用電激勵，其效率高、壽命長，長采用連續方式。

17.摻釹釔鋁石榴激光器（YAG）：典型的四能級系統，激光波長為1.0641μm，優點是閾值功率低，可以做成連續激光器，輸出功率已達千瓦量級。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：屬于三能級激光器，是最早的一種激光器。它的效率比較低，但由于它發射694.3nm的紅光且能得到相干性好的單模輸出，當研究順便過程的全息照相時，作為可見光脈沖光源是比較合適的。

19.尖峰振蕩效應：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數量級。經過仔細的觀察和分析會發現，這個脈沖并不是平滑的，而是包含著很多寬度更窄的短脈沖序列。而且隨著激勵的增強，短脈沖的時間間隔會更小。這種現象被稱做弛豫振蕩效應或尖峰振蕩效應。其定性解釋：一個短脈沖形成和消失，可以由激光系統反轉粒子數密度的增減變化來解釋。造成系統反轉粒子數密度增加的因素是光泵浦，其增加速率在一個短脈沖序列的消長過程中可以看成是不變的。是反轉粒子數密度減少的因素是受激輻射，其減少速率則是因腔內光子數密度的多少而變化。20.調Q技術原理：初期它處于關閉狀態（Q值很低），抑制受激輻射的作用，在泵浦抽運工作一段時間后，突然將Q值提高（Q開關導通），上能級粒子瞬間釋放，獲得高功率巨脈沖。（腔內儲存的能量通過受激輻射一下釋放出來，瞬間達到獲得高功率巨脈沖的目的）。

21.電光調Q激光器 ：（電光效應：對于某些晶體經過特殊方向的切割后，如果在某個特定的方向上外加電壓，就可以通過它的線偏振光改變振動方向。）原理流程圖如下（P60頁）

22.聲光Q開關原理：聲光介質在超聲波的作用下，介質的折射率會發生周期性的變化，使介質變成為正弦相位光柵，當光通過此介質時，由于衍射會造成光的偏折。如果這個裝置放在激光器腔內，就會增加損耗改變腔的Q值。

其流程如下：（Ｐ６１頁）

23.三基色：本質是三基色具有獨立性，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，并且混合后得到顏色數目最多。紅、綠、藍為色光三基色。為了統一認識，１９３１年國際照明委員會規定了三基色的波長：紅光為７００．０ｎｍ，綠光５４６．１ｎｍ，藍光為４３５．８ｎｍ。

24.相加混色原理 ：由兩種或兩種以上的色光相混合時，會同時或者在極短時間內連續刺激人的視覺器官，使人產生一種新的色彩感覺。稱這種色光混合為加色混合。這種由兩種以上色光相混合，呈現一種色光的方法稱為色光加色法。

25.激光顯示技術：分三種類型；第一種是激光陰極射線管LCRT（laser cathode tube）,其基本原理是用半導體激光器代替陰極射線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改變某些材料（如液晶等）的光學參數（如折射率或透過率）而再用另外的光源使這種光學參數變化而形成的像投射到屏幕上，從而實現圖像顯示；第三種是直觀式（點掃描）電視激光顯示，它是將經過信號調制過的RGB三色激光束直接通過機械掃描方法偏轉掃描到顯示屏上。

26.德國 Jenoptik 公司ＲＧＢ全固態激光器光路圖：Oscillator振蕩器；Amplifier放大器；SHG倍頻，頻率增加一倍，波長減少一半;SFM和頻;OPO（Optical Parametric Oscillation）光學參量振蕩器；AOM（Acoustic Optical Modulator）聲光調制器；KTA crystal（KTA晶體，砷酸鈦氧鉀）；LBO晶體（三硼酸鋰）；流程圖如下：（p113頁）

27.光電探測器的物理效應：通常分為兩大類：光子效應和光熱效應。光子效應：指單個光子的性質對產生的光電子起直接作用的一類光電效應，對光波頻率表現出選擇性，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：在光的照射下，某些物質內部的電子會被光子激發出來而形成電流。）光熱效應：指材料收到光照射后，光子能量與晶格相互作用，振動加劇，溫度升高，由于溫度的變化而造成物質的電學特性變化。

28.光電發射效應：在光照下，物體向表面以外的空間發射電子（即光電子）的現象，稱為光電發射效應。愛因斯坦方程：Ek=hυ—Eψ，Ek=mv/2是電子離開發射體表面時的動能；m是電子質量；v是電子離開時的速度；hυ是光子能量，Eψ是光電發射體的功率函數。光電發射效應發生的條件：υ≥Eψ/h≡υc（入射光波的截止頻率），或用波長表示時：λ≤hc/ Eψ≡λc（截止波長）。

29.光電導效應：在光線作用下，對于半導體材料電導率吸收了入射光子能量，若光子能量大于或等于半導體材料的禁帶寬度，就激發出電子空穴對，使載流子濃度增加，半導體的導電性增加，阻值降低，這種現象稱為光電導效應。（P148頁）30.光伏效應：如果光導現象是半導體的材料的體效應，那么光伏現象則是半導體材料的“結”

效應。當照射光激發出電子-空穴對時，電勢壘的內建電場將把電子-空穴對分開，從而在勢壘兩側形成電荷堆積，形成光生伏特效應。（光照零偏PN結產生開路電壓的效應，又稱光伏效應。）31.溫差電效應：當兩種不同的配偶材料（可以是金屬或半導體）兩端并聯熔接時，如果兩個接頭的溫度不同，并聯回路中就產生電動勢，稱為溫差電動勢，回路中就有電流流通。如果把冷端分開并與一個電流表連接，那么當光照熔接端時，熔接端吸收光能使其溫度升高，電流表就有相應的電流讀數，電流的數值間接反映了光照能量的大小。——用熱電偶來探測光能的原理。

232.熱釋電效應：當強度變化的光打到晶體上，引起材料溫度變化——電極化強度發生變化——面電荷發生變化——產生熱釋電電流。壓電晶體：發生壓電效應的晶體。壓電效應：某些晶體在特定的方向上施加外力，那么就會在某兩個表面產生面電荷，當外力消失，晶體回到不帶電。

33.量子效率η：靈敏度R從宏觀描述了光電探測器的光電、光譜以及頻率特性，量子效率則是對同一問題的微觀-宏觀描述。

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.歸一化探測度D*：

D*大的探測器其探測能力一定好。

35.光電導探測器——光敏電阻：利用光電導效應而工作的探測器。光電導效應是半導體材料的一種體效應，無需形成PN結，故又常稱為無結光電探測器。這種元件在光照下會改變自身的電阻率，光照愈強，元件自身的電阻率愈小，因此常常又稱光敏電阻或光導管。本征型光敏電阻一般在室溫下工作，適用于可見光和近紅外輻射探測；非本征型光敏電阻通常必須在低溫條件下工作，常用于中、遠外輻射探測。由于光敏電阻沒有極性，只要把它當做電阻值隨光照強度而變化的可變電阻器對待即可，因此在電子電路、儀器儀表、光電控制、計量分析、光電制導、激光外差探測等領域獲得了十分廣泛的應用。常見的光敏電阻有CdS、CdSe、PbS以及TeCdHg等。其中CdS是工業上應用最多的，而PbS主要用于軍事裝備。

36.光頻外差探測技術：原理：基于兩束相干光在探測器光敏面上的相干效應。故也常稱為光波的相干探測。相干光：振動方向相同，振動頻率相同，相位相同或相位差保持恒定。37.曼萊-羅威關系：公式（P307頁）

相互作用中三個光電場光子數的變化關系：ω1和ω3的光子數之和及ω2和ω3的光子數之和在非線性過程中始終保持不變。ω1與ω2光子數之差保持不變。如果頻率為ω1與ω2的兩個光子同時湮滅，可以產生頻率為ω3的一個光子，這就是和頻與倍頻的情況。反過來ω3光子湮滅，同時產生兩個頻率為ω1與ω2的光子，這就是參量產生的過程。

38.相位匹配技術：為有效的進行非線性光學頻率變換，必須使參與互作用的光波在介質中傳播時具有相同的相速度。實現有效頻率變換的方法之一是相位匹配技術，利用非線性晶體的雙折射與色散特性達到相位匹配。39.單軸晶體的相位匹配條件及匹配角：(折射率)負單軸晶體——n0>ne。正單軸晶體——ne>n0.40.二次諧波的產生：能量守恒和動量守恒（P314頁）

41.參量振蕩器：光學參量振蕩器（OPO）是利用非線性晶體的混頻特性來實現頻率變換的器件，其中有一個或兩個光波具有振蕩特性，具有諧振腔。具有調諧范圍寬、結構簡單及工作可靠等特性。光學參量放大的原理：實質上是一個差頻產生的三波混頻過程。由曼萊-羅威關系可知，在差頻過程中，每湮滅一個最高頻率的光子，同時要產生兩個低頻光子，在此過程中這兩個低頻獲得增益，因此光學參量放大器可作為他們的放大器。如果將非線性晶體置于諧振腔中，并用強的泵浦光照射，當增益超過損耗時，在腔內可以從噪聲中建立起相當強的信號光及空閑光。在光學參量振蕩器中建立起來的兩種頻率的光波，任何一個光波都可以稱為信號光或者空閑光。

42.參量振蕩器的閾值：判斷閾值與什么參量有關系？（P331頁公式）

式中，k=

；gs為模耦合系數；l為有效參量增益長度；τ為1/e處脈沖半寬度；L=L’+(n-1)l;L’為OPO腔長；l為非線性晶體長度；n為信號輸出 100μJ時（定義為閾值臨界狀態）腔內振蕩次數；Pn為閾值處信號波能量；P0為參量量子噪聲能量；a為參量光在介質中的場吸收系數；R為腔內各種損耗的總和。

43.光的干涉：用波的疊加而引起強度從新分配的現象。三個必要條件：頻率相等，兩束光存在相互平行的振動分量，位相差δ（P）恒定。

第三篇：光電子技術論文

新型光電子器件概述

【摘要】本文主要論述了一些新型光電子器件及其發展方向 【關鍵詞】： 新型光電子器件 發展方向 應用

【前言】所謂光電子器件，廣義上講是指通過以光電互相轉換為主要形式的光效應完成信息或能量轉換的功能性器件它是光電系統及其應用的基礎它是光學和光電子學與其應用之間以及與其它學科之間聯系的重要紐帶因此它對光學和光電子以及相關學科的發展起著關鍵性促進作用。光電子器件的種類有很多，本文重點論述了納米光電子器件、光通信光電子器件、光顯示用光電子器件等

1、納米光電子器件： 1.1紫外納米激光器

繼微型激光器、微碟激光器、微環激光器、量子雪崩激光器問世之后，美國加利福尼亞伯克利大學的化學家楊佩東及其同事制作成室溫納米激光器。它在光激勵下，發射線寬小于0．3nm，波長385nm的激光。這種氧化鋅(ZnO)納米激光器被認為時世界上最小的激光器，也是納米技術的首批實際器件之一。由于能制作高密度納米線陣列，所以ZnO納米激光器能開發許多今天的GaAs器件不可能涉及的應用領域。這種短波長納米激光器可應用于光計算、信息存儲和納米分析領域。

1.2 微型激光器

2010年左右，蝕刻到半導體上線條的寬度將窄到100nm以下。在這些電路中穿行的將只有少數幾個電子，因此增加一個或者減少一個電子都會造成很大差異，這就明確地把片制造商放到了量子世界中。

1.3量子阱激光器

由直徑小于20rim的一堆堆物質構成或者相當于60個硅原子排成一串的長度的量子點，可以控制非常小的電子群的運動而不與怪異的量子效應沖突。量子阱激光器是由兩層其他材料夾著一層超薄的半導體材料制成的。處在中間的電子被圈在一個量子平原上，只能夠在兩堆空間中移動。這使得為產生激光而向這些電子注入能量變得容易一些。其結果是，用較少的能量可以產生較多的激光。1.4量子點激光器

科學家們希望用量子點方法代替量子線方法來獲得更大的收獲，但是研究人員已制成的量子點激光器卻不盡人意。原因是多方面的，包括制造一些大小幾乎完全相同的電子群有困難。大多數量子裝置要在極低的溫度條件下工作。甚至微小的熱量也會使電子變得難以控制，并且陷入量子效應的困境。但是，最近已制成可在室溫下工作的單電子晶體管。不過很多問題仍有待解決。因此，大多數科學家正在努力研制全新的方法，而不是試圖仿照目前的計算機設計量子裝置。

專家預言，有朝一日數以十億計的量子點可能會堆在平常傳統的硅片上，這有望成為一臺尖端的超級計算機。這一前景使得量子點激光器成為最熱門的研究開發課題。1.5 微碟激光器

微碟激光器是貝爾實驗室的Richart E．Slusber及其同事們開發出來的。運用先進的腐蝕工藝，刻出了直徑只有幾微米、厚度只有lOOnm的極薄的微碟。這些半導體碟的周圍是空氣，下面靠一個微小的底座支撐(類似于制造計算機芯片 時使用的光刻技術)。由于半導體和空氣的折射率相差很大，微碟內產生的光在此結構內發射，直到所產生的光波積累足夠多的能量后，沿著它的邊緣掠射出去，這種激光器工作效率很高、能量閾值很低，工作時只需大約100llA的電 流。微控激光器時當代半導體研究領域的熱點之一，半導體激光器的應用覆蓋了整個光電子學領域。已成為當今光電子科學的核心技術。憂郁半導體激光器陣列在軍事領域的重要作用，該類激光器陣列在工業、醫療、信息顯示等領域具有廣泛的應用前景，也可以用于軍事上的跟蹤、制導、武器模擬、點火引爆、雷達等諸多方面。

長春光學精密機械學院高功率半導體激光國家重點實驗室和中國科學院北京半導體研究所制成了InGaAs／InGaAsP多量子阱碟狀微控激光器。長春光機與物理所的科技人員在國內首次研制出直徑分別為8IJm，4．5lJm和2 um的光泵浦 InGaAs／InGaAsP微碟激光器，其中2 ll m直徑的微碟激光器在77K溫度下激射闕值功率為5lI W，是目前國際上報道的最好水平；他們還在國際上首次研制出帶有引出電極結構的電泵。1.6新型納米激光器

這種新型激光器實際上是以半導體硫化鎘為原料制成的納米線，直徑僅一萬分之一毫米。研究人員將硫化鎘納米線安裝在涂有硅材料的基底上，制成一個回路。接通電源后，研究人員觀察到，在一定電壓下，電流通過硅材料流向硫化鎘納米線，納米線的另一端隨即發出藍綠色的光。隨著電流強度增大，光的顏色變得單一。波長也相當短。由于白熾燈泡和二極管發出的光波長都很好，因此研究人員斷定硫化鎘納米線發出的光是激光。新型納米激光器的技術關鍵就在于，它具備電子自動開關的性能，無需借助外力激活。由于光纖激光技術目前廣泛應用于信息通訊領域，這一新的技術成果無疑會使納米激光 器的實用性大為增強。

2、光通信光電子器件

光纖通信作為當今世界走向信息社會的重要支柱產業，隨著信息網絡化的發展，對傳輸容量的要求不斷提高，密集波分復用技術與時分復用技術的結合，已成為光纖通信發展的主流技術。

F—P腔1.3um半導體激光器已成為常規商品，正在想可靠性低價位方向發展。在1.55umDFB激光器與1.3um大功率高線性度DFB激光分別在高速大容量光纖通信和CATV中得到廣泛應用，特別的是用作

DWDM的光源DFB激光器，在同一芯片上的多波長DFB-LD光源也在發展中。還應該提到的是，GaALInas激光器的發展使器件的溫度特性得到很大的改善，目前溫度特性已經達到125k。

3、光顯示用光電子器件

顯示技術是光電子技術應用范圍最廣產值最大的一個領域而半 導體發光二極管則是光顯示技術中最活躍的分支。

近年來AlGaInP材料的應用可以制備出重650nm到560nm的紅、橙、綠LED。在最求顯示的完美境界---全色顯示中，長期以來受干擾的是藍光的缺失。從禁帶能量相宜而入選的材料有ZnSSe系和GaN系材料，前者在P-摻雜和降低位錯方面有重大突破，但是因為可靠性問題而終難實現。后者則發展迅速，主要技術突破有岑迪的選擇、雙流生長MOCVD技術、超晶格緩沖層、橫向外延OVERGROWTH等.4、其他

除了上面提到的光電子器件意外，還有很多其他種類的光電子器件，如新型光電存儲器、新型光電探測器、光學計算機、二維平板光子晶體、電驅動量子點單光子發射器件等

【結論】新型光電子器件的種類非常的多、其應用領域時分廣泛，潛力巨大。未來光電子器件將向著低功率、高效率、高集成度、高可靠性等方向發展。

參考文獻：

【1】 干福熹 光盤存儲技術、應用及產業的發展 激光與光電子學進展 1955年第4期

【2】 董孝義 呂學身 光電子器件的發展 光電子.激光 1990年4月 【3】 張瑞華 光電子技術及光電子器件的趨勢 MSN 【4】 量子點光電子器件及其研究進展 彭英才 ZHAO Xiaowei 馬蕾 固體電子學研究與進展 2008年 第26卷 第2期

【5】 陳良惠 光電子器件大聚焦 光電子器件 1999年12月

第四篇：光電子技術實習心得

實習報告

專業：光電子技術

實習單位：中國電子科技集團公司第五十五研究所

為期第六個月的實習結束了，我在這六個月的實習中學到了很多在課堂上根本就學不到的知識，受益非淺。現在我就對這幾個月的實習做一個實習報告。

我的工作崗位是刻蝕工藝，在半導體制造中有兩種基本的刻蝕工藝：干法刻蝕和濕法刻蝕，而我所在的工藝屬于干法刻蝕。干法刻蝕是把硅片表面暴露在氣態中產生的等離子體通過光刻膠中開出的窗口，與硅片發生物理或化學反應（或這兩種反應），從而去掉暴露的表面材料，按材料來分，刻蝕主要分三種：金屬刻蝕，介質刻蝕和硅刻蝕，刻蝕工藝的正確進行是很關鍵的，不像光刻，高溫清洗等工藝可返工，一旦材料被刻蝕去掉（過刻），在刻蝕過程中所犯的錯誤將難以糾正，在這段實習期間，我多多少少犯了不少錯誤，尤其嚴重的是上次，選錯刻蝕工藝要求的設備里的程序，導致硅片報廢，致使前面大家的工作全都白做了。

實習是每一個大學畢業生必須擁有的一段經歷，他使我們在實踐中了解社會，讓我們學到了很多在課堂上根本就學不到的知識，也打開了視野，長了見識，為我們以后進一步走向社會打下堅實的基礎。實習使我開拓了視野，實習是我們把學到的理論知識應用在實踐中的一次嘗試。實習時把自己所學的理論知識用于實踐，讓理論知識更好的與實踐相結合，在這結合的時候就是我們學以致用的時候，并且是我們擴展自己充實自己的時候。

實習期間，我利用此次難得的機會，努力工作，嚴格要求自己，遇到不懂的問題就虛心地向師傅們請教，搞清原理，找到方法，然后再總結經驗，讓自己能很快融入到工作中去，更好更快的完成任務。同時我也利用其他時間參考一些書籍、搜索一些材料來完善自己對策劃管理工作的認識，這也讓我收獲頗多，讓我在應對工作方面更加得心應手。

以下是我在實習中得到的心得體會：

一．在社會上要善于與別人溝通。經過一段時間的尋找工作讓我認識更多的 1

人。如何與別人溝通好，這門技術是需要長期的練習。以前工作的機會不多，使我與別人對話時不會應變，會使談話時有冷場，這是很尷尬的。在珠海免稅公司工作時，因為是紀念品銷售，與別人談話的時候變多了。如何與顧客溝通，通過介紹紀念品的材質，收藏價值以及紀念意義，向顧客推銷紀念品，使顧客接受你的意見和建議。與同事的溝通也同等重要。人在社會中都會融入社會這個團體中，人與人之間合力去做事，使其做事的過程中更加融洽，更事半功倍。別人給你的意見，你要聽取、耐心、虛心地接受。

二．在社會中要有自信。自信不是麻木的自夸，而是對自己的能力做出肯定。在多次的面試中，明白了自信的重要性。你沒有社會工作經驗沒有關系。重要的是你的能力不比別人差。社會工作經驗也是積累出來的，沒有第一次又何來第二、第三次呢？有自信使你更有活力更有精神。

三．在社會中要克服自己膽怯的心態。開始實習的時候，自己覺得困難挺多的，自己的社會經驗缺乏，學歷不足等種種原因使自己覺得很渺小，自己懦弱就這樣表露出來。幾次的嘗試就是為克服自己內心的恐懼。如工作的領班所說的“在社會中你要學會厚臉皮，不怕別人的態度如何的惡劣，也要輕松應付，大膽與人對話，工作時間長了你自然就不怕了。”其實有誰一生下來就什么都會的，小時候天不怕地不怕，嘗試過吃了虧就害怕，當你克服心理的障礙，那一切都變得容易解決了。戰勝自我，只有征服自己才能征服世界。有勇氣面對是關鍵，如某個名人所說：“勇氣通往天堂，怯懦通往地獄。”

四．工作中不斷地豐富知識。知識猶如人體血液。人缺少了血液，身體就會衰弱，人缺少了知識，頭腦就要枯竭。在今后我要進行正式工作，磨練自己的同時讓自己認識得更多，不要以單純的想法去理解和認識社會。而是要深入地探索，為自己的打好基礎。

實習之后，我感到自己有很大收獲：

一、待人要真誠

踏進店里，只見幾個陌生的臉孔。我微笑著和他們打招呼。從那天起，我養成了一個習慣，每天早上見到他們都要微笑的說聲“早晨”或“早上好”，那是我心底真誠的問候。我總覺得，經常有一些細微的東西容易被我們忽略，比如輕輕的一聲問候，但它卻表達了對同事對朋友的關懷，也讓他人感覺到被重視與被

關心。僅僅幾天的時間，我就和同事們打成一片，我心變成“透明人”的事情根本沒有發生。我想，應該是我的真誠，換取了同事的信任。他們把我當朋友，也愿意把工作分配給我。

二、要善于溝通

溝通是一種重要的技巧和能力，時時都要巧妙運用。認識一個人，首先要記住對方的名字。了解一個人，則需要深入的交流。而這些，都要自己主動去做。

三、要有熱情和信心

其實，不管在哪個行業，熱情和信心都是不可或缺的。熱情讓我們對工作充滿激情，愿意為共同的目標奮斗；耐心又讓我們細致的對待工作，力求做好每個細節，精益求精。激情與耐心互補促進，才能碰撞出最美麗的火花，工作才一能做到最好。

四、要主動出擊

當你可以選擇的時候，把主動權握在自己手中。我想很多人和我一樣，剛進實習單位的時候，都做過類似復印打字的“雜活”。或許同事們認為你是小字輩，要從小事做起，但有些時候，是因為他們心中沒底，不知道你能做什么。做“ 雜活”是工作的必需，卻無法讓我學到什么。我決定改變自己的命運。有些東西不能選擇，有些東西卻可以選擇。份內的工作當然要認真完成，但勇敢的“主動請纓”卻能為你贏得更多的機會。只要勤問、勤學、勤做，就會有意想不到的收獲。

五、要講究條理

如果你不想讓自己在緊急的時候手忙腳亂，就要養成講究條理性的好習慣。其它的工作也一樣，講究條理能讓你事半功倍。一位在美國電視領域頗有成就的中大師兄講過這么一個故事：他當部門經理時，總裁驚訝于他每天都能把如山的信件處理完畢，而其他經理桌上總是亂糟糟堆滿信件。師兄說，“雖然每天信件很多，但我都按緊急性和重要性排序，再逐一處理。”總裁于是把這種做法推廣到全公司，整個公司的運作變得有序，效率也提高了。養成講究條理的好習慣，能讓我們在工作中受益匪淺。

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。社會實踐使同學們找到了理論與實踐的最佳結合點。尤其是我們學生，只重視理論學習，忽視實踐環節，往往在實際工作崗位上發揮的不很理想。通過實踐所學的專業理論知識得到鞏固和提高。

就是緊密結合自身專業特色，在實踐中檢驗自己的知識和水平。通過實踐，原來理論上模糊和印象不深的得到了鞏固，原先理論上欠缺的在實踐環節中得到補償，加深了對基本原理的理解和消化。

短期的實習讓我從中領悟到了很多的東西，而這些東西將讓我終生受用。實習加深了我與社會各階層人的感情，拉近了我與社會的距離，也讓自己在實習中開拓了視野，增長了才干，進一步明確了我們青年人的成材之路與肩負的歷史使命。社會才是學習和受教育的大課堂，在那片廣闊的天地里，我們的人生價值得到了體現，為將來更加激烈的競爭打下了更為堅實的基礎。

第五篇：光電子技術復習要點

第1章

1.電磁波的性質：橫波、偏振、色散

2.光輻射：以電磁波形式或粒子形式傳播的能量，它們可以用光學元件反射、成像或色散，這種能量及其傳播過程稱為光輻射，波長在10nm-1mm，分為可見光（390nm-770nm）,紫外輻射（1nm-390nm）,紅外輻射（0.77-1000um）

3.表1-

44.光視效能：同一波長下測得的光通量與輻射通量比值。

光視效率是光視效能歸一化的結果。

5.光與物質相互作用的三個過程：自發輻射、受激輻射、受激吸收。圖1-7

自發輻射：處在高能級的原子，沒有任何外界激勵，自發地躍遷到低能級，并發射光子。受激輻射：處在高能級的原子，受到外來光子的激勵，躍遷到低能級并發射光子。受激吸收：處在低能級的原子，受到光子的照射時，吸收光子而躍遷到高能級。

6．粒子數的反轉，增益系數，增益曲線，損耗系數，激光器的三部分

7.典型激光器

組成：工作物質、泵浦源、諧振腔。作用：

工作物質：在這種介質中可以實現粒子數反轉。

泵浦源（激勵源）：將粒子從低能級抽運到高能級態的裝置。

諧振腔：(1)使激光具有極好的方向性(沿軸線)

(2)增強光放大作用(延長了工作物質

(3)使激光具有極好的單色性(選頻)

8.習題1-

2Le?

亮度定義:

強度定義:IedIe?Arcos?r? d?ed?

可得輻射通量：d?e?Le?Ascos?sd? 在給定方向上立體角為：d?第1.2題圖 ?Accos?c 2l0

d?eLe?Ascos?scosc則在小面源在?A上輻射照度為：Ee??2dAl0?c

第2章

1.大氣衰減包括四個部分，瑞利散射和米氏散射

2.大氣湍流效應

3.電光效應，相位延遲兩種方式，相位差，半波電壓，兩種方式比較

縱向調制器優點: 具有結構簡單、工作穩定、不存在自然雙折射的影響等。

缺點: 電場方向與通光方向相互平行, 必須使用透明電極, 且半波電壓達8600伏,特別在調制頻率較高時，功率損耗比較大。

橫向調制器優點: 半波電壓與晶體的長寬比(L/d)有關增大L 或減小d 就可大大降低半波電壓。

缺點: 存在自然雙折射引起的相位延遲，對環境溫度敏感。必須采用兩塊晶體，結構復雜，而且其尺寸加工要求高

4.拉曼納斯衍射和布拉格衍射的區分，布拉格角，衍射效率

產生拉曼-納斯衍射的條件：當超聲波頻率較低，光波平行于聲波面入射，聲光互作用長度L較短時，在光波通過介質的時間內，折射率的變化可以忽略不計，則聲光介質可近似看作為相對靜止的“平面相位柵”。由出射波陣面上各子波源發出的次波將發生相干作用，形成與入射方向對稱分布的多級衍射光，這就是拉曼-納斯衍射的特點。

產生布喇格衍射條件：聲波頻率較高，聲光作用長度L較大，光束與聲波波面間以一定的角度斜入射，介質具有“體光柵”的性質。衍射光各高級次衍射光將 互相抵消，只出現0 級和+1 級（或-1 級）衍射光，這是布喇格衍射的特點。

5.法拉第旋轉效應

法拉第磁光效應是指：一束線偏振光在磁場作用下通過磁光材料時它的偏振面將發生旋轉旋轉角θ正比于磁場沿著偏振光通過材料路徑的線積分θ＝V·l式中V——材料的Verdet常數

6.圖2-15，子午光線，斜射光線，自聚焦光纖，光纖的衰減和色散

7.習題2.10

’ 第3章

1.調制和解調，調幅、調頻、調相及強度調制

2.電光調制兩種方式比較

答：等離子體是由部分電子被剝奪后的原子及原子被電離后產生的正負電子組成的離子化氣體狀物質，它是除去固、液、氣態外，物質存在的第四態。等離子體顯示搬是利用氣體放電產生發光現象的平板顯示的統稱。等離子體顯示技術的基本原理：顯示屏上排列有上千個密封的小 低壓氣體室（一般都是氙氣和氖氣的混合物），電流激發氣體，使其發出肉眼看 不見的紫外光，這種紫外光碰擊后面玻璃上的紅、綠、藍三色熒光體，它們再 發出我們在顯示器上所看到可見光。

3.聲光調制器的組成及工作原理

聲光體調制器是由聲光介質、電—聲換能器、吸聲(或反射)裝置及驅動電源等所組成。首先是由電—聲換能器把電振蕩轉換成超聲振動，再通過換能器和聲光介質間的粘合層把振動傳到介質中形成超聲波，當光波通過聲光介質時，由于聲光作用，使光載波受到調制而成為“攜帶”信息的強度調制波。

3.LD和LED直接調制

LD就是背光源發光液晶電視，缺點是屏幕厚度大，制造工藝復雜，發光是整體發光技術，耗電量大，黑色背景顯示失真。LED的背光源采用了LED發光二級管，耗電小，發光技術是有畫面的地方才發光，黑色畫面不會失真，缺點是新上市產品價格虛高，4.機械掃描，電光掃描，聲光掃描原理

5.習題3.3,3.5，3.7

3.3一塊晶體的y'和z軸分別與另一塊晶體的z和y'軸平行，這樣排列后第一塊和第三塊晶體的光軸平行，第二

??x'??z?2?13(n0?ne?n0?63Ez)L經過第二塊后，其相位差?2塊和第四塊晶體的光軸平行。經過第一塊晶體后，亮光束的相位差??

1??2??z??x'?2?13(ne?n0?n0?63Ez)L?2于是，通過兩塊晶體之后的相位差為

?????1???2?

總的相位差為??'?2??3n0?63VL由于第一塊和第三塊晶體的光軸平行，第二塊和第四塊晶體的光軸平行，故d4?2???2(??1???2)?

?LM2Ps?H??3n0?63VL?dV??(3)d4n0?63L?s?

3.5??L?sin2?I0?2I1

計算可得71.1％

n?

2L?L0?s

4?03.7解：⑴由公式證明不是拉曼-納斯衍射。

?2cos2?BIs?22ML2⑵ Ps?HLIs?，?2cos2?B?H?2M2???L?，答案功率為0.195W。

?n7P2?2?2?Ps????B??fs2?sf0?f?????3cos??H??v2nv? s?B??s⑶ 若布喇格帶寬?f=125MHz，衍射效率降低多少？，????fs??N??N?(???R??)??vsR計算。答案：148。??⑷ 用公式和?

第4章

1.物理效應分類表4-1，光子效應和光熱效應概念特性，光電發射，光電導，光伏概念光照射到物體上使物體發射電子，或電導率發生變化，或產生電動勢，這些因光照引起物體電學特性改變的現象，統稱為光電效應

光電導效應是光照變化引起半導體材料電導變化的現象。

光伏效應指光照使不均勻半導體或半導體與金屬組合的不同部位之間產生電位差的現象。

2.光電轉換定律，性能參數

3.光伏探測器的工作模式圖4-20

4.習題4.4 4.54.44.5

（1）gu?SP0i5?10?10?6u?5?10?6?g??（u為光照功率5 ?W時所對應的電u10u''gu''?SP''

壓）ugu''?uSP''?ugu''?u''SP0uSP''?u''SP0u5?u''?14Vu''7

將各參數代入公式得：Gp?S(P''?P0)?2gu''?5?10?6GL?Gp?g?10?10?6RL?105? 2(V?u'')

（2PHS(P''?P0)21S(P''?P0)2112?GLuHM?GL[]?GL[]22GP?GL?g22(GP?g)

11[S(P''?P0)]2

?1.59?105 PH??0.0001125（3）fc?2?RLCj8GL

第5章

1.固體攝像器件分類CCDCMOSCID

2.CCD基本原理：電荷存儲、電荷轉移（圖5-3）、電荷檢測

電荷耦合器件的突出特點是以電荷作為信號，而不同于其他大多數器件是以電流或者電壓為信號。所以CCD的基本功能是電荷的存儲和電荷的轉移。它存儲由光或電激勵產生的信號電荷，當對它施加特定時序的脈沖時，其存儲的信號電荷便能在CCD內作定向傳輸。CCD工作過程的主要問題是信號電荷的產生，存儲，傳輸，和檢測。

3.CCD器件分類：線陣CCD、面陣CCD

4.CMOS攝像器的像素結構

5.紅外焦平面器件結構

6.紅外成像系統的綜合特性