光电子技术—清华大学
清华考博辅导：清华大学光学工程考博难度解析及经验分享
清华考博辅导：清华大学光学工程考博难度解析及经验分享根据教育部学位与研究生教育发展中心最新公布的第四轮学科评估结果可知，全国共有57所开设建筑学专业的大学参与了2017-2018建筑学专业大学排名，其中排名第一的是浙江大学，排名第二的是华中科技大学，排名第三的是天津大学。
作为清华大学实施国家“211工程”和“985工程”的重点学科，光学工程一级学科在历次全国学科评估中均名列第九。
下面是启道考博整理的关于清华大学光学工程考博相关内容。
一、专业介绍光学工程是信息领域除了计算机科学与技术、信息与通信工程、控制科学与技术、电子科学与技术外比较小众的一门学科。
光学工程主要以光学为主，其中包括了激光技术、光纤通信、光存储、光学信息处理、光电显示、光电测量、光学遥感技术等专业方向。
光学是一门古老的学科，但光电子的快速发展却在这近几十年中，而随着新材料、新技术的应用，传统的以电磁波为主的通信正逐步转为光波通信，因此，光学工程在未来几十年的发展前景是非常不错的。
清华大学光学工程专业在博士招生方面，划分为7个研究方向：080300光学工程研究方向：01光电与激光技术；02光学信息处理；03光纤光子学；04光电子技术；05精密计量与测试；06生物医学光学；07微纳光学工程此专业实行申请考核制。
二、考试内容清华大学光学工程专业博士研究生招生为资格审查加综合考核形式，由笔试+面试构成。
其中，综合考核内容为:该系按照最终成绩由高到低依招生计划按不超过1:3参加综合考核。
综合考核形式及项目：综合面试，每位考生不少于30分钟，满分100分。
面试重点考查申请人在本学科攻读博士学位的基本素养、学术能力、学术志趣等。
可能会涉及专业英语。
综合考核时间：九月中下旬，具体另行通知。
四、申请材料1）清华大学2019年报考攻读博士学位研究生登记表（网上报名后打印）；2）本科及硕士研究生期间学业成绩单原件；3）本科毕业证书、学士学位证书、硕士研究生毕业证书、学位证书复印件；4）两封与报考专业相关的职称为副教授(或相当职称)或以上的专家的推荐信；5）其他能证明科研水平和能力的材料。
清华大学电子工程系学科方向
电子工程系学科设置ﻩ通信与信息系统信号与信息处理电磁场与微波技术ﻩ物理电子学电路与系统电子工程系教学工作ﻩ年本科开课目录ﻩ年研究生课程目录ﻩ各研究所教研室介绍信息光电子研究所ﻩ一、情况介绍和研究方向二、年在研的科研项目ﻩ三、课题组介绍（)通信与微波研究所ﻩ一、情况介绍和研究方向二、年在研的科研项目ﻩ三、课题组介绍（)通信技术方向电磁场与微波技术方向ﻩ高速信号处理与网络传输研究所一、情况介绍和研究方向二、年在研的科研项目网络与人机语音通信研究所ﻩ一、情况介绍和研究方向ﻩ二、年在研的科研项目三、研究方向(）ﻩ图象图形研究所一、情况介绍和研究方向二、年在研的科研项目三、联系方式ﻩ电路与系统教研室一、情况介绍和研究方向ﻩ二、年在研的科研项目ﻩ三、研究方向()电子工程系学科设置专业设置本科生专业：ﻩ电子信息科学类研究生专业：一级学科ﻩﻩﻩ二级学科电子科学与技术ﻩﻩﻩ物理电子学ﻩﻩﻩﻩ电路与系统ﻩﻩﻩﻩﻩﻩ微电子学与固体电子学ﻩﻩﻩﻩﻩﻩ电磁场与微波技术信息与通信工程ﻩﻩ通信与信息系统ﻩﻩﻩﻩﻩﻩ信号与信息处理ﻩﻩﻩﻩ电子与通信工程（工硕）通信与信息系统学科方向：通信与信息系统研究课题:、信息传输与接入、数字信号处理与终端技术、无线通信技术与系统、通信网络与交换技术、通信与信息系统的仿真与集成依托国家重点实验室及相关学术领域：微波与数字通信国家重点实验室、集成光电子学国家重点实验室系内:微波与天线、信息光电子与光电子学、电路与系统、信号与信息处理跨系、所:微电子学研究所、计算机科学与技术系、自动化系、电机工程与应用电子技术系、工程力学系、材料科学与工程系信号与信息处理学科方向：可视化的知识发现与知识表示研究课题:、通过可视化有效地组织和提取有用信息、通过可视化有效地表示有用信息重要生长点:汉字和语音地信息提取及由此进行人机直接对话多维空间的信息获取与显示信息融合、搜寻与决策依托国家重点实验室及相关学术领域:ﻩ国家重点实验室:智能技术与系统国家重点实验室(智能图形图象技术分室)相关学术领域:通信与信息系统、模式识别与智能控制、计算机科学与技术等电磁场与微波技术学科方向：射频及微波电路技术、无线通信及其它射频系统技术、电磁场理论与电磁波应用技术研究课题：、射频及微波电路技术、无线通信及其它射频系统技术、电磁场理论及电磁波应用技术依托国家重点实验室及相关学术领域：微波与数字通信国家重点实验室相关学术领域：通信与信息系统、信息光电子与光电子学、电路与系统、信号与信息处理跨系、所:微电子学研究所、电机工程与应用电子技术系、航天中心、海洋中心物理电子学学科方向:物理电子学与光子学研究课题:应用基础研究方面：、光电子与光子器件、光纤系统与网络应用技术、新型显示器件和新型电光材料与器件、相关应用技术与系统基础研究方面：、信息光电子学与光子学的新机制、信息光电子学新材料(电、光特性的理论与实验）、微光机电系统、非线性光纤光学(对系统的影响与应用)、纳米材料与薄膜基础依托国家重点实验室及相关学术领域：国家重点实验室:集成光电子学国家重点实验室、微波与数字通信国家重点实验室系内:高速大容量光通信、电信网络与通信系统集成跨系、所:纳米研究中心、微电子所：微光电系统信息纳米材料中心：纳米材料的设计与分析光盘中心：宽禁带半导体材料、兰绿光器件电路与系统研究方向：、电子系统集成与专用集成电路设计技术、电子设计自动化、数字信号处理技术与应用、应用电子技术相关学术领域:通信与系统工程信号与信息处理微电子学与固体电子学电子工程系教学工作年本科开课目录年研究生课程目录各研究所教研室介绍信息光电子研究所一、情况介绍和研究方向信息光电子研究所于年月由原物理电子技术教研组和光电子技术教研组合并成立，现有教职工名,其中教授名（中科院院士一名，博士生导师人），副教授名,讲师与工程师人,教辅人员人。
清华大学电子工程系详细说明
清华大学电子工程系详细说明清华大学电子工程系详细说明--------------------------------------------------------------------------------一、发展简述电子工程系发源于1934年在电机系设立的电讯组。
1952年，清华大学、北京大学两校电机系的电讯组合并后成立了清华大学无线电工程系。
1958年更名为无线电电子学系。
1969年，系的大部分迁往四川绵阳，成立了清华大学绵阳分校。
1978年迁回北京，恢复为无线电电子学系建制。
1989年，更名为电子工程系。
作为中国最早从事信息科学和电子学的教学和科学研究的单位之一，从建系以来，该系就不断突破传统领域，调整专业设置，更新教学内容，以适应世界科学技术发展和国家经济建设事业的需要。
在电机系电讯组期间，任教的有任之恭、朱兰成、顾毓秀、章名涛、孟昭英、马大猷、叶楷、闵乃大、胡筠、范绪筠、常迥、张钟俊以及N.Wiener，K.L. Wildes等教授。
开设了电讯原理、电报电话学、电讯网络、无线电原理、真空管等课程。
1952年建系时，设立了无线电技术专业。
次年，增设了电真空技术专业。
1955年又增设了半导体物理、电子物理、无线电物理等专业。
张恩虬、王守武、胡汉泉、吴鸿适、王迁等学者都先后来系兼职授课。
六、七十年代，专业陆续有所调整增设，如激光专业等。
1978年恢复无线电电子学系建制后，为拓宽专业面向，适应科技发展需要，专业设置调整无线电技术与信息系统、物理电子与光电子技术、微电子学共三个大学本科专业，一直沿袭至今。
建系以来，已培养本科生(学士学位)7000余人。
从五十年代初期开始招收研究生，截止到1965年，共招收研究生79人。
在中国全面恢复研究生培养并制定学位制度以来，该系从1978年恢复招收研究生，并被首批批准设立通信与电子系统，半导体器件与微电子技术(1993年后，划归微电子学所隶属)两个专业，拥有硕士、博士学位授予权。
光电子技术(前言)
20
光传感器
15
30
激光加工设备
10
5 20
0
10
显示元件 发光元件 光纤 光敏元件 复合光元件 光传输网络 太阳能电池 0
前言——全球光电产业发展趋势（日本）
▪
按美国光电子工业发展协会的看法，日本在显示器、光
存储、光通讯及硬拷贝组成的光电子产业中已超过了美国和
欧洲，在世界上占主导地位。日本在光电子领域之所以能创
4500亿美元
2010年
前言——全球光电产业发展趋势（美国）
▪
美国政府将光电子技术列入“美国国家关键技术”、
“商务部新兴技术”和“国防部关键技术”的研究计划。
1995年，美国光电子工业发展协会（OIDA）在考察和对
比了美国和日本的光电子技术发展情况后，认为美国在
光通信产业要注意市场开发，在光电显示领域要加强制
其领先地位一直没有被动摇，特别是在
▪ 消费光电子领域，如激光音响、影碟机、激光打
印机、传真机、数码相机、平面显示器、光驱、光纤
组件系统等。
▪ 据日本光产业技术振兴协会（OITDA）发表 的光学产业日本市场产值统计与预测，2003年度 （2003/4～2004/3）总产值达7.8万亿日元，年 增率19.8％；2004年度（2004/4～2005/3）产值 可望达8.4万亿日元，年增率13.8％；而2005年 度预计增长10.4％，总产值突破9万亿日元。对
最终成绩结构
▪ 平时成绩50%+期末考试成绩50%
平时成绩
▪ 1、出勤：缺3次以上课，平时成绩为零， 直接重修；
▪ 2、作业：缺3次以上，平时成绩为零，直 接重修；
前言
全球光电产业背景 全球光电产业发展趋势 我国光电产业的诞生 我国光电产业概况 光电子学科发展史
清华电子信息科学与技术 培养方案
电子工程系概况为了适应学科的快速发展和宽口径培养的需要，电子系的本科生按照电子信息科学大类招生，每年招生10个班，包括一个国防定向班。
电子系是清华大学学生人数最多的大系，招生质量也一直名列前茅，每年选择到电子系就读的全国各省区市高考前十名的学生数十名，另外还有多名全国或国际竞赛的佼佼者。
本科生培养的专业方向是电子信息科学与技术。
博士和硕士研究生培养按照电子科学与技术和信息与通信工程两个一级学科方向。
同时培养电子与通信工程领域的专业硕士研究生。
培养目标电子工程系的本科学生应掌握扎实的基础理论、专业基础理论和专业知识及基本技能；具有成为高素质、高层次、多样化、创造性人才所具备的人文精神以及人文、社科方面的背景知识；具有国际化视野；具有创新精神；具有提出、解决带有挑战性问题的能力；具有进行有效的交流与团队合作的能力；具有在相关领域跟踪、发展新理论、新知识、新技术的能力；具有从事相关领域的科学研究、技术开发、教育和管理等工作的能力。
专业方向：电子信息科学与技术电子信息科学与技术是信息科学技术的前沿学科，该领域也是信息产业的重要基础和支柱之一。
电子信息科学与技术专业以电路与系统、信号与信息处理、通信与网络、电磁场与波、计算机及软件技术等理论为基础，研究各种信息的处理、交换和传输，在此基础上研究和发展各种电子与信息系统。
以现代物理学与数学为基础，采用计算机与信息处理技术，研究电子、光子的运动及在不同介质中的相互作用规律，发明和发展各种信息电子材料和元器件、信息光电子材料和器件、集成电路和集成光电子系统。
本专业方向主要研究内容为: 1）各种信息如语音、文字、图像、雷达、遥感信息等的处理、传输、交换、检测与识别的理论和技术，卫星、无线、有线、光纤通信系统和下一代网络技术；2）电路理论、集成电路设计、电子系统设计及应用、系统仿真与设计自动化；3）微波、天线、电磁兼容理论与技术，电磁波应用技术；4）计算机应用技术；5）物理电子与集成光电子学、纳米光电子学、光纤通信系统与智能光网络技术、新型显示和新型电光薄膜材料与器件、大功率高速电子器件、微细技术和信息光电子材料评价与检测技术等。
光电子技术---清华大学
边界条件表示界面两侧的场以及界面上电荷电流的 制约关系,它实质上是边界上的场方程。由于实际问题往 往含有几种介质以及导体在内，因此，边界条件的具体 应用对于解决实际问题十分重要。
平面电磁波的性质
电磁波是横波，电矢量E、磁矢量H和传播方 向K（K为传播方向的单位矢量）两两垂直。
E和H幅度成比例、复角相等
激光的基本原理、特性和应用 ——粒子数正常分布
按这个正则分布规律：
N2 exp(E2 / kT) N1 exp(E1 / kT) exp[(E2 E1) / kT] 1
在热平衡状态中，高能级上的粒子数N2一定小于低能 级上的粒子数N1，两者的比例由体系的温度决定。
三种跃迁过程(自发辐射)
电场与磁场的激发
B
D
t
t
不符合右手法则（为负）
符合右手法则
电磁波的传播
电场
电场
电场
磁场
电场
磁场
磁场
波源
磁场
磁场
边界条件
n
E2 E1
0
n
H 2 H 1
n •
D 2 D 1
n • B2 B1 0
▪ 界面两侧电场的切向分量连续 ▪ 界面两侧磁场的切向分量发生了跃变 ▪ 界面两侧电场的法向分量发生了跃变 ▪ 界面两侧磁场的法向分量连续
（1）当（N2/N1）＜1时，粒子数按波尔兹曼正则分布。 此时有dN12＞dN21，宏观效果表现为光被吸收。
（2）当（N2/N1）＞1时，高能级E2上的粒子数N2大于低能 级E1上的粒子数N1，出现所谓的“粒子数反转分布”情况。 形成激光的必要条件。此时有dN21＞dN12，宏观效果表现 为光被放大，或称光增益。
激光的基本原理、特性和应用 ——玻尔假说
光电信息科学与工程 考研院校
光电信息科学与工程考研院校光电信息科学与工程是一门综合性学科，涉及光电子技术、光电子器件、光电子材料等多个领域。
随着光电技术的发展和应用范围的不断扩大，光电信息科学与工程也逐渐成为考研热门专业之一。
那么，在全国范围内，哪些院校的光电信息科学与工程专业比较好呢？本文将为大家介绍几所光电信息科学与工程较为优秀的院校。
首先，北京大学光电信息科学与工程专业是该领域的热门专业之一。
该专业位于北京大学深圳研究生院，学院拥有一流的师资力量和实验设备，致力于培养具有光电信息科学与工程基本理论知识和应用技能的高级专门人才。
其次，上海交通大学的光电信息科学与工程专业也备受考生关注。
该专业设有光电子技术与器件、光电子信息工程等方向，教育教学资源丰富，实验室设施齐全，培养出了许多优秀的光电信息科学与工程专业人才。
此外，武汉大学光电信息科学与工程专业也是考生常选择的学校之一。
武汉大学是光电信息科学与工程领域的知名学府，该专业的课程设置丰富，实验室设备先进，致力于培养高素质的光电信息科学与工程人才。
另外，中国科学技术大学的光电信息科学与工程专业也备受考生关注。
该校在光电信息科学与工程领域具有较高的研究水平和声誉，学院设有光子学与光电子技术、信息光电子技术与信息学、薄膜材料与设备等研究方向，培养出了一大批优秀的光电信息科学与工程专业人才。
此外，清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学等也具有较强的光电信息科学与工程专业实力，是考生选择的热门学府。
在选择光电信息科学与工程专业时，考生还应根据自身的兴趣和发展方向进行选择。
此外，考生在备考过程中要注重提高自身的专业素质和实践能力，多参加科研项目和实验操作，积累相关经验和技能，为将来的学习和工作打下坚实的基础。
总之，光电信息科学与工程专业是当前热门的学科之一。
通过选择优秀的院校和加强自身的学习和实践能力，考生可以在该领域取得更好的成果，并为未来的学术研究和工程实践做好准备。
《光电子技术》课程教学大纲
《光电子技术》课程教学大纲课程代码：ABJD0511课程中文名称:光电子技术课程英文名称：PhotonicsTechno1ogy课程性质：必修课程学分数：2.5学分课程学时数：40学时授课对象：电子科学与技术专业本课程的前导课程：大学物理、高等数学、半导体物理一、课程简介《光电子技术》是电子科学与技术专业设立的一门核心专业课。
本课程旨在系统介绍光电子学基本概念、基本原理和基础理论，并阐明各种效应间的内在联系，分析几种常用光电器件的工作原理，以便学生掌握光电子学基本概念、基本原理与基础理论，对光电子技术的全貌有比较全面、系统的认识，培养学生分析和解决工程技术问题的能力，为进一步学习相关专业课打下基础。
二、教学基本内容和要求1、绪论了解光电子学的历史沿革、发展动态、应用领域等，重点掌握光电子学研究内容及其发展动态2、光学基础知识与光场传播规律教学内容：光学基础知识（光的基本属性，反射、折射，偏振，干涉，衍射），光的电磁理论和波动光学的相关知识（麦克斯韦方程，波动方程，高斯光束）。
重点：光的基本属性，波动方程，高斯光束。
难点：波动方程，高斯光束。
教学要求：复习掌握光学基础知识（光的基本属性，反射、折射，偏振，干涉，衍射）；掌握光的电磁波理论；理解和掌握麦克斯韦方程、波动方程、高斯光束的概念与应用。
3、激光原理与技术教学内容：激光原理（光与物质相互作用的经典和量子理论，激光产生的条件及激光的特点，激光器的基本结构及输出特性，激光器的种类）和激光技术（脉冲技术、选模技术、稳频技术等）。
重点：光与物质相互作用的基本理论;；激光产生的条件；调Q和锁模技术。
难点：光与物质相互作用的基本理论；激光产生的条件。
教学要求：掌握激光原理，包括光与物质相互作用的经典和量子理论，激光产生的条件及激光的特点，激光器的基本结构及输出特性，激光器的种类；掌握激光技术包括脉冲技术、选模技术、稳频技术等。
4、光波导技术基础教学内容：光波导基础、平板光波导射线光学分析、平板光波导中光导波的物理光学分析、光纤中光导波的射线光学分析、光纤中光导波的物理光学分析、光纤通信基础。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
B
Fiber Raman amplifier (FRA)
WDM
EDFA
16 8 14 12 6 10 8 4 6 4 2 2 0 91400 1420 1440 1460 1480 1500 1520 1540 1560 1580 1600 1620 1640
1400 14201440 1460148015001520 15401560158016001620
芯径小 ⇒ 光学非线性增强
Wavelength, µm
♦ 非线性啁啾光纤光栅
λ1
问题 : 调谐范围小
λ2 λ3
信息光电子技术的新突破
光学非线性限制
折射率调制 －自相位调制 (SPM)：谱展宽 → 色散代价 ： －交叉相位调制 (SPM)： 谱展宽 → 色散代价 ： － 四波混频 (FWM)：相干干扰 → 串扰 / 功率耗散 ：
热 摄 光 光 雪 敏 像 电 电 崩 电 管 晶 管 型 体 光 光 阻 管 电 电 倍 二 热 电 增 极 电 荷 管 管 偶 耦 合 放 器 电 件 堆
显 示 器 件
电 子 束 器 件 电 致 发 光 器 件 液 晶 器 件
发 光 二 极 管
气 体 激 光 器
固 体 激 光 器
半 导 体 激 光 器
信息光电子技术的新突破
损耗限制
Loss ( dB / km ) 1.0 0.8 0.4 0.2 0.1 25 THz
WDM Channels
10.00 dBm
...
1.2 1.3 1.4 1.5 λ(µ λ µ m)
1.6
1.7
20 18 16 14 12
Y Axis Title
20 10 18
Er-doped fiber amplifier (EDFA )
光电子学的未来
光通信新技术
相干光通信 光孤子通信 量子通信
光电子学的未来
单模光纤 光载波 激光器 调制器 光匹配器
解调
中频放 大、滤波
光电 检测器 本振 激光器
光匹配器
基带放 大、滤波
再生
相干光通信系统框图
光电子学的未来
光孤子通信
在光纤的反常色散区， 在光纤的反常色散区，由于色散和非线性效应相互 作用，可产生一种非常引人注目的现象－光学孤子。 作用，可产生一种非常引人注目的现象－光学孤子。孤 子是一种特别的波，它可以传输很长的距离而不变形， 子是一种特别的波，它可以传输很长的距离而不变形， 特别适用于超长距离、超高速的光纤通信系统。 特别适用于超长距离、超高速的光纤通信系统。
P ( mW )
I th
光子晶体特性
限制的“微腔” 2. PBG 限制的“微腔”作用
－ 带隙限制微腔的光子局域 ( Photonic location ) 带隙限制微腔自发辐射态密度增强（Purcell效应 效应） － 带隙限制微腔自发辐射态密度增强（Purcell效应）
应用：－ 实现接近零阈值的激光辐射 应用：－ － 实现对量子态（量子比特）的操作 实现对量子态（量子比特）
光通信发展历史的见证光电功能材 Nhomakorabea进展1970s： ：
光电子技术的突破
异质结半导体材料（ 室温工作） 异质结半导体材料（LD 室温工作） 石英光导纤维（损耗 < 1dB/km〕 石英光导纤维（ 〕 光纤通信奠定基石
1980s： ： 1990s： ：
量子阱半导体材料（ 激光器） 量子阱半导体材料（QW激光器） 激光器 光电器件更新换代 稀土掺杂光纤（掺铒光纤放大器） 稀土掺杂光纤（掺铒光纤放大器） 光通信技术的革命
λ1λ2λ3λ4 Circulator Fiber grating λ1λ2 λ4 Fiber grating Circulator λ1λ2λ3λ 4
Input
λ3
Isolator
Output
λ3
Drop
Add
问题： 问题：光纤光栅不可调
信息光电子技术的新突破
微电机械(MEMS) OADM 微电机械
光电子学的未来
面向新世纪信息科学与技术的新挑战
“Photonics Nanostructures” Nanostructures”
光子晶体进展
( Photonic Crystals)
介观光学物理的新突破
光学系统分区
( 系统线度 a, 特征波长 λ ≈ 1 µm ：判据 X ≈ a / λ ) 宏观系统 ( a ≈1cm, X >> 1) 线度足够大： 线度足够大：光子 ⇒ “点” 几何光学
信息光电子技术的新突破
光网络动态调控
WDM/Point-to-Point Transport
Fixed WDM/Multipoint Network
Optical XC and WADM Reconfigured WDM/Multipoint Network
信息光电子技术的新突破
光纤光栅型OADM 光纤光栅型
光 全光型器件 电 子 集 成 光 器 光 控 件 存 储 制 器 器 件 件 光 隔 离 器 光 频 变 换 器 光 双 稳 器 件 光 控 制 器 光 开 关 光 偏 转 器
光探测器件
光源器件
光 无 源 器 件 偏 滤 光 热 振 波 波 释 器 器 导 电 器 光 分 光 件 栅 光 纤 器 全 连 息 透 接 元 镜 器 件 棱 耦 镜 合 器
热 电 型 器 件
光 电 导 型 器 件 本 征 型 光 电 二 极 管 光 电 导 器 件 非 晶 半 导 体 光 电 池
光 电 池 型 器 件 单 Se 晶 光 PN 电 结 池 光 电 池 照 明 器 件 放 电 管 荧 光 管
等 离 子 体 器 件
非 相 干 光 源 染 料 激 光 器
相 干 光 源
光子晶体特性
1.光子带隙( )限制作用 1.光子带隙( PBG )限制作用 光子带隙
－ 禁止频率落在带隙内的光传播－带阻滤波器 禁止频率落在带隙内的光传播－ － 抑制频率落在带隙内的原子和分子的自发辐射
应用：－ 高效率无发光二极管、太阳能电池 应用：－ 高效率无发光二极管、 高效率无背瓣微波天线 － 高效率无背瓣微波天线
期待新一代光电功能材料的突破 !！!
光子晶体
概念－ 概念－光子能带 光子晶体特性
光子晶体（PC） 光子晶体（PC）
光子能带
结构参量: 结构参量 孔径 －d 周期 －Λ 芯径 －ρ
Diamond
一维
二维
ρ
三维
d
Λ
Defect state
介电常数周期分布的介质形成光子能带， 介电常数周期分布的介质形成光子能带，禁止 带隙 (PBG) 频率的光传播 缺陷能级在包层带隙中， 缺陷能级在包层带隙中，缺陷态的光受带隙限制 纤芯)的二维光子晶体 光子晶体光纤是带缺陷 (纤芯 的二维光子晶体 纤芯
光电子学的未来
单光子作为信息载体 — 单量子态不可克隆定理 量子信道的引入 — 不确定性原理
光电子学的未来
偏振分束器的作用 – 光波
格兰棱镜
45°偏振 °
//
⊥
光电子学的未来
偏振分束器的作用 – 光子
格兰棱镜 45°偏振 °
⊥
光电子学的未来
偏振分束器的作用 – 光子
格兰棱镜
45°偏振 °
//
∆+＝ 2.5％ 2.5 ∆− = 0.35% ∆− = 0.35% ∆+＝ 2.5％ ∆− = 0.35%
Dispersion, ps/ nm·nm
10 5 0 -5
SMF
-10 -15 1.1
DCF-a
DCF-b
问题: 问题: ∆n 大 ⇒ 传输损耗增大
1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
(a) Schematic of the structure (b) without the PC (c) with the PC.
the background material ( big circle) the photonic crystal ( small circles) Dashed lines outline the Brillouin zones G is the lattice vector.
光子晶体特性
4.线缺陷的 4.线缺陷的PBG限制导波作用 线缺陷的 限制导波作用
－ 无全内反射机制(无辐射模)，可折弯成90o而无光损耗 全内反射机制(无辐射模) 可折弯成90 应用：－ 解除了传统光集成回路尺度过大（毫米级）的理论 应用 限制，实现大规模微米级光集成回路的梦想。 单模波导芯径可粗可细， － 单模波导芯径可粗可细，光学非线性可弱可强 应用：－ 实现高效率、低能耗的全光型光学非线性功能器件 应用 （四波混频、波长变换、受激拉曼散射、高速光开关） 空心波导(无介质损耗、无色散、无光学非线性〕 － 空心波导(无介质损耗、无色散、无光学非线性〕 应用：－ 实现超高速、超长距离光通信 应用
线度不够大： 线度不够大：光子 ⇒ “点” Maxwell 介观系统 ( a ≈1-100µm, X ≈ 1) 线度不够小：系统 ⇒ “点” 电磁场理论 µ 线度不够小： 0.1(a ≈0.1-1µm, X ≤ 1) ) 光子晶体 线度 ≤ 光波长 量子电动力学 0.1-100nm, (a ≈0.1-100nm X<< 1) ) 纳光子学 微观系统 线度足够小： 线度足够小：原子或分子 ⇒ “点” Einstein ( a ≈1nm, X << 1) 量子力学
信息光电子技术的新突破
1. 光通信网络
DWDM 传输：损耗 传输： 色散/斜率 偏振模色散) 色散 斜率( 偏振模色散 斜率 光学非线性 DWDM 控制：复用 解复用 控制：复用/解复用 (MUX/DMUX) 分插/复接 分插 复接(Add/Drop) 复接 交叉互联 (OXC)