光电子器件与技术
光电子技术与器件 光调制与器件
出定性的分析以及定量的计算,得到与测试一致的结果。
图6参9(于晓光)TN3662007054610光学外差探测信噪比研究=Signal noise r at io in opt ical heter odyne detection[刊,中]/马宗峰(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院.北京(100083)),张春熹//光学学报.―2007,27(5).―889892理论分析了光学外差探测系统的信噪比,给出了计算信噪比的一般公式。
理论分析表明,当探测器光敏面上本振光与信号光的振幅、相位、偏振都满足严格的匹配时,外差效率最大。
对场分布为艾里函数的光外差信噪比进行研究和数值模拟。
结果表明,当艾里斑尺寸的比例系数控制在0.8~1.2内,并使信号光斑主轴偏移量x0控制在0. 5以下,探测器的尺寸在(0.6~0.8)f/d内时,可获得> 0.7P s/h B的信噪比。
图4参7(严寒)TN3662007054611几种四象限探测器测角算法的分析研究=Analysis and research on sever al angle measurement algorit hms based on four quadrant detector[刊,中]/胡贤龙(中科院上海技物所.上海(200083)),周世椿//激光与红外.―2007,37 (6).―546547,551在不考虑探测器非均匀性影响的情况下,分析了传统四象限测角算法和另外几种算法计算入射光的俯仰角和偏转角的性能,还比较了在整个平面内各个算法得到的俯仰角的误差曲面。
从比较中看出,采用曲线拟和的方法,硬件实现简单,测角精度也比较高。
图8参2(王淑平)TN3662007054612激光辐照光伏型光电探测器热效应的有限元分析=F inite element analysis of thermal effect of phot ovoltaic det ector ir radiated by laser[刊,中]/刘全喜(四川大学电子信息学院.四川,成都(610064)),齐文宗//应用光学.―2007, 28(3).―275279建立了高斯激光辐照光伏(P V)型光电探测器温升的三维物理模型,采用有限元分析方法计算了探测器的三维温度场分布,探讨了辐照时间、胶层厚度和胶层热导率对熔融损伤阈值及热恢复时间的影响。
光电子器件的原理和制备技术
光电子器件的原理和制备技术光电子器件是近年来发展较快的一类新型器件，它主要是利用光电效应来实现电子和光之间的转化，从而实现光电信号的转换和处理。
光电子器件的应用范围广泛，包括光伏发电、激光加工、通信、医疗等领域，其性能和制备技术也越来越复杂和高端化。
一、光电子器件的基本原理光电子器件是一种利用光电效应来转换电与光的信号的器件，所谓光电效应是指一种物质受到光的作用后，从而引起电荷数量或能量的转移的现象。
一般来说，光电子器件通常由光电池、光电场效应管、光电晶体管、光电平面显示器和光电存储器等组成，但不同的器件其光电效应的机理和工作原理也各不相同。
光电池的主要原理是将光转换为电能，其具有广泛的应用前景，如太阳能电池板就是以光电池为核心。
另外，光电场效应管则是通过光电效应产生的电荷来调制管子的导电性能，从而实现开/关操作，常用于光电控制器件的制造中。
而光电晶体管则是将光信号转化为电流信号，其是集成、高速、微型化的光电器件，广泛应用于现代通讯领域。
光电平面显示器由LED形成的屏幕组成，其显示颜色丰富、对比度高、可靠性好、节能省电等特点受到广泛关注。
在光电子器件组成中，还有光电存储器，它是利用半导体存储原理和光电效应结合而成，用来存储光胶片、影像数字化和长时间数据备份等应用。
二、光电子器件的制备技术制备一件器件通常需要经过原材料选取、加工工艺、工艺流程等多个环节，而光电子器件的制备相对于普通器件而言更加复杂、敏感、长时间的实验验证和优化。
光电子器件的制备技术需要涉及到材料物理、化学、光学、电学等交叉领域的知识，下面将针对材料的制备、器件的结构设计和工艺流程方面分别进行阐述。
首先，对于光电子器件的材料，其物理、化学性质要满足具有特定的电学及光学性质，如良好的电导和光吸收或发射性能、狭带隙属性等等。
在材料选取方面一般根据器件要求来挑选适合的透明导电材料和半导体材料，常用的透明导电材料有氧化锌、氧化锡、氧化铟锡等多种材料，而半导体材料一般有铜铟锗硒、锗硅、氮化镓等材料，这些都是根据器件的使用场合和性能需求而选用的。
光电子技术与器件 光能转换与器件
志清…//光电子激光.―2007,28(5).―5782582 通过数值分析的方法,证明了反对称模式结构中由于消逝波的能量更多地集中于待测层,因此它具有更高的灵敏度。
为使反对称模光波导生物传感器作为微折射率计使用的实时过程中灵敏度始终保持在0.2到0.9间,在设定衬底材料折射率的前提下,得出不同设计条件下各参数之间的约束关系。
图6表2参9(王淑平)TP212.142007054629基于PCI总线的单圈绝对式光电轴角编码器实时数据采集系统=Real2time data acquisition system of single2ring a bsolute optical shaf t e nco der ba sed on PCI bus[刊,中]/陈赟(中科院长春光机所.吉林,长春(130022)),赵兴国//光子学报.―2007,36(3).―4212424 介绍了一种针对单圈绝对式光电轴角编码器而设计的基于PCI总线的实时数据采集系统。
该系统以PL X公司开发且服从PCI2.1协议的PCI9052为接口芯片,利用功能强大的CPLD作为控制单元。
采用TI公司生产的高性能A/D器件ADS803E作为核心器件对线阵CCD输出的信号进行实时采集,并给出了板卡调试方法和如何用合适的驱动程序开发工具编写驱动程序。
实验证明,该采集卡满足单圈绝对式光电轴角编码器数据采集的需要。
图2参12(严寒)TP212.22007054630一种基于TDLAS谐波探测技术的甲烷传感器=Metha ne sensor based o n tunable diode laser a bs o rp tio n spec trosco2 py[刊,中]/陈玖英(中科院安徽光机所环境光学与技术重点实验室.安徽,合肥(230031)),刘建国…//大气与环境光学学报.―2007,2(2).―1462149 实验研究了近红外二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术在煤矿瓦斯气体安全探测中的应用。
光电子器件的制造与应用
光电子器件的制造与应用光电子器件是一类能将光学能量转化为电能或者电子能量进行处理的器件，其广泛应用于光电通信、光电测量、光电控制等领域。
本文将从光电子器件的制造和应用两个方面分别进行阐述。
一、光电子器件的制造（一）光电子器件的分类光电子器件按其工作原理可分为光电导电器件和光电转换器件两类。
其中，光电导电器件包括光电二极管、光电晶体管、光敏三极管、光电伏安器等；光电转换器件包括光电电池、太阳能电池、光电刻蚀、光电存储器等。
（二）制造工艺光电子器件的制造需要依靠光技术和半导体工艺。
其制造工艺主要包括以下步骤：1.半导体晶体生长晶体生长是光电子器件制造的第一步。
其目的是合成高纯度的半导体材料，提高器件的性能。
常见的晶体生长方法包括气相传输（CVD）、有机金属化学气相沉积、熔溶法等。
2.半导体晶体切割晶体切割是将合成的半导体晶体分解成一定形状和尺寸的材料。
半导体晶体切割通过机械切割、钻孔、内显微切割等方法进行。
3.表面处理半导体材料的表面处理是制造光电子器件的关键步骤。
它涉及到去除表面杂质、形成界面、形成电极等操作。
表面处理方法包括机械抛光、化学机械抛光、离子注入、蒸发沉积法、物理气相沉积法等。
4.光刻光刻是在半导体材料上形成微小结构的过程。
它可以通过掩膜技术、光阻技术、曝光技术、显影技术等来实现。
5.器件组装器件组装主要是将制造好的元器件进行组装。
这包括在微观层面组装、焊接、密封等操作。
器件组装方法包括手工装配、自动装配、球对球焊接、红外焊接等。
二、光电子器件的应用（一）光电通信光电通信是利用光信号进行信息的传输和处理。
光电子器件是实现光电通信的核心器件。
其中，光电二极管是用于光器件探测和信号放大的重要器件；光纤通信、光纤放大器等通信系统则是光电子器件在光通信领域的重要应用。
（二）光电测量光电测量是利用光电子器件进行物理量测量的一种方式。
光电子器件可以将光信号转化为电信号进行测量。
这在传感器、光谱仪、分光计、激光雷达等方面都得到了广泛的应用。
光电子技术在通信与信息处理中的应用
光电子技术在通信与信息处理中的应用光电子技术是指将光与电子相结合的技术领域，它在通信与信息处理领域具有广泛的应用。
随着信息社会的发展，人们对高速、高效、高质量的通信需求越来越强烈，光电子技术的应用也越来越被重视。
本文将介绍光电子技术在通信与信息处理中的应用，并探讨其对现代社会的影响。
一、光纤通信光纤通信是光电子技术的重要应用之一。
光纤通信利用光信号在光纤中传输数据，具有大容量、低损耗、抗干扰等优点。
现代通信网络普遍采用光纤作为主要传输介质，使得数据传输速度大幅提升，网络质量大幅改善。
光纤通信的快速发展极大地推动了信息社会的进程。
二、激光技术激光是光电子技术的核心之一，它具有高亮度、高单色性和高方向性等特点。
激光技术在通信与信息处理中有着广泛的应用，如光存储、激光打印、激光扫描等。
光存储技术以其高速、高密度的特点，成为数字信息存储的重要手段。
激光打印和激光扫描技术则大大提高了印刷和扫描的效率和质量。
三、光电子器件与器材光电子器件与器材是光电子技术的基础。
例如，光电二极管、激光二极管等光电子器件的应用使得通信设备更加小型化、高效化。
高性能的光电子器件和器材的不断发展，为通信与信息处理提供了更加可靠和高质量的硬件支持。
四、光子晶体与光学薄膜光子晶体和光学薄膜被广泛应用于光电子技术中。
光子晶体是一种周期性的光学结构，拥有较大的禁带宽度和调制特性。
光子晶体的应用使得光纤通信系统的波长分离、滤波和调制等处理技术更加高效可靠。
光学薄膜具有较高的透过率和反射率，使得光学器件的性能得到提升。
五、光学传感器光学传感器是光电子技术在通信与信息处理中的另一个重要应用。
光学传感器通过测量光的特性来感知物理和化学量，具有高灵敏度、高分辨率和快速响应等特点。
光学传感器广泛应用于温度测量、电流测量、压力测量、化学成分分析等领域，为工业自动化和生命科学领域带来了巨大的进步。
综上所述，光电子技术在通信与信息处理中的应用涵盖了光纤通信、激光技术、光电子器件与器材、光子晶体与光学薄膜以及光学传感器等多个方面。
光电子器件的功耗分析与降低技术
光电子器件的功耗分析与降低技术光电子器件是现代通信、信息处理和光电子技术领域中不可或缺的关键组成部分然而，随着光电子器件应用的不断扩展，其功耗问题日益引起广泛关注本文将详细分析光电子器件的功耗，并提出相应的降低功耗的技术和方法1. 光电子器件的功耗分析光电子器件的功耗主要来源于以下几个方面：1.1. 器件本身的静态功耗光电子器件在工作过程中，即使没有信号输入，也会产生一定的功耗这部分功耗主要来自于器件内部的晶体管、二极管等元器件的泄漏电流，以及供电电压和参考电压的电压降1.2. 信号处理过程中的动态功耗当信号输入光电子器件时，器件需要对信号进行处理，如放大、滤波、调制等这部分功耗主要来自于器件内部晶体管的开关操作，以及信号处理过程中产生的热损耗1.3. 信号传输过程中的功耗光电子器件在信号传输过程中，也会产生一定的功耗这部分功耗主要来自于光电子器件内部的信号传输线路，如电缆、光纤等2. 降低光电子器件功耗的技术和方法为了降低光电子器件的功耗，可以采用以下技术和方法：2.1. 优化器件设计通过优化光电子器件的结构和参数，可以降低器件的静态功耗例如，采用低功耗的材料和工艺，减小器件的尺寸，降低晶体管的泄漏电流等2.2. 信号处理技术的优化通过优化信号处理技术，可以降低光电子器件的动态功耗例如，采用低功耗的信号处理算法，减小信号处理过程中的热损耗等2.3. 采用节能的光电子器件通过采用节能型光电子器件，可以降低光电子器件的整体功耗例如，采用光开关器件代替传统的电子开关器件，采用光纤通信技术代替传统的有线通信技术等2.4. 改进信号传输技术通过改进信号传输技术，可以降低光电子器件在信号传输过程中的功耗例如，采用高效的光发射器和光接收器，提高光纤的传输效率等3. 总结光电子器件的功耗问题是一个复杂而重要的问题，它涉及到器件设计、信号处理技术、节能技术和信号传输技术等多个方面为了降低光电子器件的功耗，需要从多个角度出发，综合运用各种技术和方法只有这样，才能满足现代光电子技术发展的需求，为光电子器件的应用带来更广阔的前景光电子器件是光通信、光存储和图像显示等现代光电子技术领域的基础性器件，它们在信息时代的发展中发挥着不可替代的作用然而，随着光电子器件的广泛应用，其功耗问题日益凸显，成为影响器件性能和寿命的重要因素本文将深入剖析光电子器件的功耗构成，探讨降低功耗的技术策略1. 光电子器件的功耗构成光电子器件的功耗主要可以从以下几个方面进行分析：1.1. 器件操作静态功耗在无信号输入的情况下，光电子器件内部仍然存在一定程度的功耗，这主要来源于器件中的晶体管、二极管等元器件的泄漏电流，以及供电和参考电压的电压降1.2. 信号处理动态功耗当信号输入光电子器件时，器件需要对信号进行处理，如放大、滤波、调制等这一过程中，晶体管的开关操作将产生功耗，同时信号处理过程中的热损耗也不容忽视1.3. 信号传输功耗在信号传输过程中，光电子器件内部的信号传输线路，如电缆、光纤等，也会产生一定的功耗这部分功耗主要来自于信号在传输线路中的衰减和损耗2. 降低光电子器件功耗的技术策略为了降低光电子器件的功耗，可以采取以下技术和方法：2.1. 创新器件设计通过创新光电子器件的结构和参数设计，可以有效降低器件的静态功耗例如，采用超薄器件结构、高介电常数材料和纳米技术等，以减小器件尺寸和泄漏电流2.2. 高效信号处理技术通过采用高效的信号处理技术，可以降低光电子器件的动态功耗例如，利用模拟信号处理技术替代数字信号处理技术，减小信号处理过程中的能量消耗2.3. 节能材料与技术的应用应用新型节能材料和技术，如宽禁带半导体材料、新型光纤等，可以提高光电子器件的能效，降低整体功耗2.4. 优化信号传输技术通过优化信号传输技术，可以降低光电子器件在信号传输过程中的功耗例如，采用光纤通信技术，利用光纤的高传输效率和低损耗特性，减少信号在传输过程中的能量损耗3. 总结光电子器件的功耗问题是一个多因素、多层次的复杂问题，涉及器件设计、信号处理技术、节能材料与技术以及信号传输技术等多个方面为了降低光电子器件的功耗，需要从系统层面出发，综合运用各种技术和方法通过不断创新和优化，才能有效解决光电子器件的功耗问题，推动光电子技术的持续发展应用场合1. 光通信领域在光通信领域，光电子器件的功耗直接影响到通信系统的稳定性和效率降低功耗的技术在此领域具有重要的应用价值，可以提高信号传输的距离和质量，延长设备的使用寿命，降低运行成本2. 数据中心和云计算随着数据中心和云计算的快速发展，光电子器件在高性能计算和大规模数据处理中的应用越来越广泛降低功耗技术在此场合的应用可以有效减少能源消耗，降低运营成本，提高数据处理能力和效率3. 光存储和显示技术在光存储和显示技术领域，光电子器件的功耗也是关键因素之一采用降低功耗的技术，可以提高存储和显示设备的分辨率和响应速度，降低能耗，延长设备寿命，提升用户体验4. 物联网和传感器网络在物联网和传感器网络中，节点设备的能耗直接关系到网络的稳定性和寿命光电子器件的低功耗技术在此应用场合可以减少能源消耗，延长节点设备的工作时间，降低网络的整体维护成本注意事项1. 技术创新与兼容性在应用降低功耗技术时，需要确保新技术与现有系统的兼容性技术创新应充分考虑系统的稳定性和可靠性，避免因功耗降低而牺牲器件的性能和寿命2. 成本与效益在推广和应用降低功耗技术的过程中，应充分考虑技术的成本效益虽然低功耗技术可以带来长期的节能效果，但其研发和制造成本也应合理控制，以确保技术的市场竞争力3. 环境与可持续发展在开发和应用光电子器件的低功耗技术时，应充分考虑环境保护和可持续发展的要求降低功耗不仅有助于减少能源消耗，也有助于减少对环境的污染，符合绿色发展的理念4. 安全与可靠性在追求功耗降低的同时，不能忽视光电子器件的安全性和可靠性应确保器件在低功耗工作状态下的稳定运行，避免因功耗降低而影响器件的性能和寿命5. 标准化与规范化为了促进光电子器件低功耗技术的广泛应用，应加强相关技术的标准化和规范化工作这有助于推动产业链的协同发展，提高产品的互操作性和可靠性光电子器件的功耗分析与降低技术在多个应用场合具有重要的意义在推广和应用这些技术时，应充分考虑技术创新、成本效益、环境保护、安全可靠和标准化等多方面的因素，以确保技术的可持续发展。
光电信息科学与工程就业方向
光电信息科学与工程就业方向
光电信息科学与工程是一门综合性学科，涵盖了光学、光电子、电子学和信息科学等多个领域。
就业方向相当广泛，以下是一些常见的光电信息科学与工程的就业方向：
1. 光电子器件与技术：这个方向主要涉及光电子器件的制备、测试和应用。
毕业生可以在光电子器件制造公司、光电子研究机构或大型电子设备公司找到工作，进行光电子器件的设计、制造、测试和维护。
2. 光通信与信息处理：这个方向关注光纤通信和光电子信息处理技术。
毕业生可以在通信公司、电信运营商、互联网公司或大型科技公司从事光纤通信系统的设计、光网络规划、光纤传输技术的研发和光网络设备的维护与管理工作。
3. 光学工程与显微技术：这个方向主要涉及光学成像技术、光学仪器的设计与制造，以及显微镜等光学仪器的应用。
毕业生可以在光学设备制造公司、科研院所或医疗器械公司从事光学仪器的研发、设计、制造和维护工作。
4. 光电测量与控制技术：这个方向关注光学测量、光电传感器和光电控制系统的开发与应用。
毕业生可以在自动化控制领域的企事业单
位、科研机构或仪器仪表制造公司从事光电测量设备的研发与应用、光电传感器的设计与制造、光电控制系统的开发与管理等工作。
5. 光电材料与光电器件工程：这个方向关注光电材料的研发与制备，以及光电器件的设计和应用。
毕业生可以在光电器件制造公司、材料研究院所或大型电子设备公司从事光电材料的研发与制备、光电器件的设计与制造等工作。
总之，光电信息科学与工程的就业方向非常广泛，包括光电子器件与技术、光通信与信息处理、光学工程与显微技术、光电测量与控制技术、光电材料与光电器件工程等。
毕业生可以根据自己的兴趣和专业背景选择合适的就业方向。
微纳光电子器件与技术
光子晶体复合结构提高胶体量子点温度传感技术（陈智辉）
微纳器件温度测量 高电磁干扰环境下温度测量 分布式温度监测，传感器网络
微纳光学温度传感器具有抗电磁干扰、速度快、灵敏度高、能耗低、体积小、 易集成等优点。
利用荧光特性的微纳光学温度传感器，可以避免压力、湿度、粘合剂材料等影 响。
普通荧光物质激发谱窄、荧光发射峰较宽、光稳定性不好、量子产率低。 由于淬灭效应的存在，当温度大于370K时，胶体量子点的荧光强度较弱， 难于
山西省自然科学基金项目左手介质嵌入式光波段光子晶体光隔离器的理论研究信息光子学与光通信国家重点实验室开放课题基于胶体量子点与光子晶体异质结构的温度传感器及其物理机制研究
杨毅彪教授科研团队 微纳光电子器件与技术
微纳光电子器件与技术课题组 导师团队
杨毅彪 博士 教 曹斌照 博士 副 费宏明 博士 副 陈智辉 博士 副
高等学校博士学科点专项科研基金：“基于二维硅光子晶体 异质结构与dSe/ZnS 胶体量子点耦合系统的温度传感器研 究”；
在研科研项目
山西省自然科学基金项目“可见光和红外波段超大完全禁带光 子晶体的数值研究”
山西省自然科学基金项目“高效矿用红外生命探测器的微纳光 耦合结构研究”；
山西省自然科学基金项目“左手介质嵌入式光波段光子晶体光 隔离器的理论研究”
和LED反射器的 、微纳集成技术 晶体结构设计与 光耦合结构的应
设计与制备。 中的应用。
分析。
用研究。
发表学术论文30 余篇，SCI收录9 篇，EI收录8篇
发表论文40余篇 ， SCI 、 EI 收 录 10篇。
发表学术论文10 余篇，SCI论 文 1 0 篇 ， EI 论 文 2
发 表 SCI 论 文 17 篇 ， EI 论 文 5 篇 。
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《光电子器件与技术》课程教学大纲
Photoelectron Apparatus and Techniques
课程代码：26105420 课程性质：专业方向理论课（选修）
适用专业：电子信息科学与技术 开课学期：6
总学时数：32 总学分数：2.0
修订年月：2006年6月 执 笔：张学习
一、课程的性质和目的
本课程为电子信息科学与技术专业的专业方向选修课，是以应用为主的工程技术基础类课程。
其任务是掌握光电子器件的基本原理以及一些典型的光电子器件的工作方式，使学生系统地掌握光电子器件与技术的基本原理和基础知识，培养学生使用和分析光电子器件的能力。
二、课程教学内容及学时分配
（一）光控器件的基础
1、光电器件的物理基础；
2、激光信号调制的理论基础；
3、波导器件的理论基础和波导器件传光的基本理论。
（二）电、磁光控器件
1、空间光调制器；
2、电光调制器；
3、磁光调制器和调制器件。
（三）典型的声光控制器件
1、声光器件的控制作用；
2、声光控制器件的类型与参数；
3、声光器件的应用。
（四）无源光波导控制器件
1、波导开关器件；
2、几何光学波导器件；
3、无源光波导调制器。
（五）半导体激光器件
1、半导体激光器的特性与分类；
2、典型的半导体激光器和半导体激光器目前的发展方向与途径。
（六） 固体激光器
1、固体激光器的基本结构、关键技术；
2、新型固体激光器的应用。
本章知识点为：固体激光器的基本结构，DPSSL的特性与关键技术。
（七） 高能激光器
1、高能激光器的特性；
2、高能化学激光器和自由电子激光器。
（八） 高速光电探测器件
1、光电二极管、分离探测器的应用；
2、多元探测器及其应用和发展。
（九） 电荷耦合固体成像器件
1、CCD电荷耦合器件的工作基本原理；
2、CCD器件的特性与应用。
总学时：32，其中：理论学时32。
具体分配参见下表：
序号 课 程 内 容 理论学时
1 光控器件的基础 4
2 电、磁光控器件 4
3 典型的声光控制器件 4
4 无源光波导控制器件 2
5 半导体激光器件： 4
6 固体激光器 2
7 高能激光器 2
8 高速光电探测器件 4
9 电荷耦合固体成像器件 4
10 考试 2
三、课程教学的基本要求
1．理解和掌握光控器件的基本概念、原理、结构、特点发展方向及用途；
2．掌握各类激光器的发光机理、构成原理、特点、性能指标适用范围和应用前景；
3．熟练掌握高速高速光电探测器件的基本原理、基本技术与特点；
4．了解CCD基本工作原理。
四、本课程与其它课程的联系与分工
先修课程：电路分析、模拟电子技术、信息电子技术基础
后续课程：射频集成电路设计
五、建议教材及教学参考书
［1］ 宋丰华编，《现代光电器件技术与应用》，国防工业出版社，2004年出版 ［2］王雨三编，《光电子原理与应用》，哈尔滨工业大学出版社，2001年出版。