光电子材料与器件.ppt

光电子材料与器件,主讲：测控教研室 张雄星 教5楼414,光电子材料与器件,考核方式：考勤、作业及课堂回答问题(30%)考试(70%),光电子材料与器件,参考书：1、电子与光电子材料，国防工业出版社 2.光纤通信用光电子器件及组件，北京邮电大学出版社 3.电子与光电子材料，国防工业出版社 4.半导体激光器及其应用，国防工业出版社,光电子材料与器件,教学目标：1、掌握各种光电子材料及器件的基本原理和性能参数。2、掌握各种光电子材料及器件的使用方法。3针对特定的应用系统，具备光电子元器件选型的能力。,绪论,一.光电子材料与器件的概念与分类二.光电子材料与器件的应用和前景三.本课程的基本内容,概念与分类,定义：能完成光电或电光转换及在光电系统中能对光路传输、光电转换起到控制作用的材料和器件。思考：请列举光电子材料、器件的实例。,概念与分类,概念与分类,概念与分类,160MBit/S4Km820nmTTL50/125光纤,概念与分类,概念与分类,概念与分类,概念与分类,概念与分类,作用：1、把电变成光 2、把光变成电 3、对光进行传输、放大、开关、耦合、调制等处理,概念与分类,光电子材料的分类:1、固体激光材料（激光工作物质红宝石、钇铝石榴石YAG）2、光学功能材料（在力、声、热、电、磁和光等外加场作用下，其光学性质发生变化，从而起光的开关、调制、隔离、偏振等功能作用的材料。）电光晶体KDP(磷酸二氢钾)LiNbO3（铌酸锂）、磁光材料、声光材料等。,概念与分类,3、光纤材料4、光存储材料（透明的塑料，聚乙烯）5、光显示材料（液晶材料）,概念与分类,光电子器件的分类：光源 调制器 光波导器件 光电探测器件 光成像器件 显示器件,概念与分类,课程与其它课程的交叉关系：半导体激光器 光纤通信 空间光调制 光电探测 光电成像 平板显示 固态照明,应用和发展,应用:1、景观照明2、激光打标、焊接、开孔（直径最小0.2mm）、采血:波长:2.70um,单脉冲输出，脉冲宽度0.4ms 脉冲能量：500mJ 激光光斑尺寸：直径0.3mm 开孔深度：2mm,应用和发展,3、高帧频CMOS相机（爆炸、姿态）4、光纤陀螺（定向,漂移：0.5/H）5、星图定位6、红外热成像（云爆、温压）7、光幕靶、天幕靶（弹丸定位、测速）,应用和发展,光网测速：,应用和发展,在弹丸飞行路径的不同位置上安装激光束，当弹丸飞过时将依次遮断这些激光束，利用示波器可以判读出弹丸遮断这些激光束的时间，弹丸尾部脱离激光束时示波器也会给出相应的信号，所以也可得到弹丸尾部脱离这些激光束的时间差，再利用激光束之间的距离就可得到弹丸的平均速度。,发展和应用,应用和发展,发展热点：固态照明（发光二极管Light Emitting Diode）：消耗同样的电能时亮度可以比白炽灯高十倍以上，寿命可达十万小时以上。,发展和应用,发展热点：平板显示（Flat Panel Display）相对于CRT而言的，一般指厚度小于屏幕对角线1/4的显示器。,发展和应用,发展热点：光伏发电,本课程的基本内容,1光源：发光二极管（LED）、半导体激光器（LD）、以及常用的激光晶体。1962年出现半导体激光器，脉冲输出,本课程的基本内容,2.调制器件：波导调制器 半导体调制器。,本课程的基本内容,3.光传输器件：光纤（光纤的原理、光纤材料、光纤的制备、）。光纤通信的发展：1880年，贝尔发明了一种利用光波作载波传递话音信息的“光电话”。1960年，美国科学家梅曼（Meiman）发明了第一个红宝石激光器。,本课程的基本内容,1966年，高锟士首次提出了低损耗的光导纤维（简称光纤）的概念。1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为 20db/km（光波沿光纤传输km后，光的损耗为原有的）的石英光纤，它是一种理想的传输介质。同年，贝尔实验室研制成功室温下连续振荡的半导体激光器(LD)。从此，开始了光纤通信迅速发展的时代，因此人们把1970年称为光纤通信的元年。,本课程的基本内容,4.光探测器件（辐射与测量、光电检测）：光电二极管、雪崩光电二极管、光电三极管、光敏电阻、光电池、CCD器件。,本课程的基本内容,光显示器件：液晶、等离子体、OLED。,