光電子調(diào)研報告

1、光電子調(diào)研報告院校：黑龍江大學(xué)專業(yè)：電子科學(xué)技術(shù)班級：10光電班姓名：孫鵬光電子專業(yè)調(diào)研報告經(jīng)過這幾天通過網(wǎng)絡(luò)和圖書館的調(diào)研，對于光電子專業(yè)算是有了初步的了 解。國際知名的科學(xué)家已經(jīng)預(yù)言：光子時代已經(jīng)到來，光子技術(shù)將引起一場超過 電子技術(shù)的產(chǎn)業(yè)革命，將給工業(yè)和社會帶來比電子技術(shù)更大的沖擊。光電子技術(shù) 和產(chǎn)業(yè)在國家經(jīng)濟建設(shè)和科學(xué)持續(xù)發(fā)展中的作用。光電子技術(shù)激光在電子信息技術(shù)中的應(yīng)用形成的技術(shù)。光電子技術(shù)確切稱為 信息光電子技術(shù)。20世紀(jì)60年代激光問世以來，最初應(yīng)用于激光測距等少數(shù)應(yīng) 用，到70年代，由于有了室溫下連續(xù)工作的半導(dǎo)體激光器和傳輸損耗很低的光 纖，光電子技術(shù)才迅速發(fā)展起來?，F(xiàn)在全世界

2、敷設(shè)的通信光纖總長超過1000萬 公里，主要用于建設(shè)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字通信網(wǎng)。以光盤為代表的信息存儲和激光 打印機、復(fù)印機和發(fā)光二極管大屏幕現(xiàn)實為代表的信息顯示技術(shù)稱為市場最大的 電子產(chǎn)品。人們對光電神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機技術(shù)抱有很大希望，希望獲得功耗低、響 應(yīng)帶寬很大，噪音低的光電子技術(shù)。光電子技術(shù)又是一個非常寬泛的概念，它圍繞著光信號的產(chǎn)生、傳輸、處理 和接收，涵蓋了新材料（新型發(fā)光感光材料，非線性光學(xué)材料，襯底材料、傳輸 材料和人工材料的微結(jié)構(gòu)等）、微加工和微機電、器件和系統(tǒng)集成等一系列從基 礎(chǔ)到應(yīng)用的各個領(lǐng)域。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)、計算機技術(shù)等前

3、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。光電子學(xué)的發(fā)展以往把光電子學(xué)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)歸于電子學(xué)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，國外也有歸到光學(xué)技術(shù) 和產(chǎn)業(yè).最近光子學(xué)技術(shù)的興起,也有的把光學(xué)，光電子學(xué)和光子學(xué)技術(shù)合并在一 起，稱光科學(xué)技術(shù),其產(chǎn)業(yè)基地稱光谷.光電子技術(shù)主要應(yīng)用于兩個方面:光子作為信息的載體，應(yīng)用于信息的探測，傳輸, 存儲,處理和運算,稱信息光電子技術(shù);光子作為能量的載體，作為高能量和高功率 的束流（主要是激光束），應(yīng)用于材料加工，醫(yī)學(xué)治療，太陽能轉(zhuǎn)換，核聚變等,稱能量 光電子技術(shù).當(dāng)代社會和經(jīng)濟發(fā)展中，信息容量日益劇增,21世紀(jì)已處于太位（Tera-bits 1 1012bits）

4、信息時代，即信息的容量以太位計，信息密度以Tb/cm2計，信息流以Tb/s 計和信息的頻率以THz計,即皮秒（ps,10-12s）時間相應(yīng).為提高信息的獲取，傳輸， 存儲和顯示，處理和運算的速度和容量，已由光子和電子共同參與來完成，光電子 技術(shù)是繼微電子技術(shù)之后信息領(lǐng)域中的重要技術(shù).我們通過激光輸出的脈沖能量，目前已達(dá)到13PW，差不多是一個天文數(shù)字， 再把激光用光學(xué)系統(tǒng)聚集，在焦點位置上的強度可達(dá)到105 PW，溫度非常高， 可把最難熔的金屬熔化，把所有硬殼物質(zhì)氣化，甚至破壞。同樣，用光子技術(shù)也 可取得最高的壓強，得到最短的光脈沖。美國預(yù)測其明年就可實現(xiàn)激光點火，但 是根據(jù)我們掌握的情況，明

5、年可能還達(dá)不到，還要經(jīng)過一番努力。另外，用光電 方法還可以做到最精密的刻畫。現(xiàn)在，在國際上已經(jīng)能做到幾十公里內(nèi)的安全通 信，我們國內(nèi)也在做這方面的研究。另外，用光子學(xué)的方法還可以得到最低的溫 度，可以把原子冷卻到接近絕對零度。以上這些，都是用光電技術(shù)可以達(dá)到的最 高記錄。在科學(xué)研究方面，利用光子學(xué)技術(shù)也創(chuàng)造了很多新的成果。光電子技術(shù) 還具有精密、準(zhǔn)確、快速、高效等特點，有助于全面地提高工業(yè)產(chǎn)品的高、精、 堅加工水平，大幅度提高產(chǎn)品的附加值和競爭能力。光電子技術(shù)派生出了許多新興科學(xué)技術(shù)和新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，極大地推動 了高新技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整優(yōu)化。光通信技術(shù)是光電子技術(shù)的一個主要 方面，分

6、無線光通信和光纖通信.無線光通信技術(shù)應(yīng)用于空-空，地-空,地-地光通信 以及星際光通信網(wǎng),主要為軍用和專業(yè)用.光纖通信技術(shù)在長距離和主干線應(yīng)用上 已趨完善,今后光纖通信主要應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)，計算機網(wǎng)絡(luò)和多媒體通信進(jìn)入家庭. 從光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展中可以明顯地看到材料，器件和單元技術(shù)的關(guān)鍵作用.20 世紀(jì)70年代由于解決了低損耗石英玻璃光纖（損耗小于20dB/km）和長壽命，高穩(wěn) 定神化鎵半導(dǎo)體激光器（壽命大于1萬小時）,使光纖通信系統(tǒng)得到實用化.20世紀(jì) 90年代采用了光纖放大器技術(shù)（EDFA，摻鉺玻璃光纖放大器）和波分復(fù)用技術(shù) （WDM），建立了高信息量長距離光纖通信系統(tǒng).21世紀(jì)初（2005前

7、）發(fā)展了高密度 波分復(fù)用技術(shù)（DWDM）和信息打包（IP）分送和交換技術(shù)，使2-3年內(nèi)信息傳輸速度 可達(dá)到1 Tb/s以上。前發(fā)展光纖通信技術(shù)的主要目標(biāo)之一為開發(fā)價格低廉和高性能的有源和無 源器件并實現(xiàn)光電集成化,推動光纖通信到區(qū)域和用戶.激光器和探測器為光纖通 信有源器件的主要部分，而III-V族半導(dǎo)體化合物(如GaAs,GaSb,InP等)為激光器 和探測器的主要材料.為適應(yīng)DWDM的需求，除了進(jìn)一步提高分布反饋半導(dǎo)體激 光器(DFB,DBR)和垂直面發(fā)射激光器(VCSEL)的性能外，要開拓出可調(diào)諧激光器 (TLD)和多波長光源(MLS).提高響應(yīng)速度和靈敏度，發(fā)展探測器如 PIN/FET

8、,TEMT,HBT等始終是重要的任務(wù).首先要將半導(dǎo)體激光器，探測器和電源, 電路實現(xiàn)光電集成化，做成芯片和模塊.DWDM需要寬波段(C,L,S波段,1.3-1.6mm) 的光纖放大器，因此制備摻不同稀土元素(Er,Tm,Pr等)的石英玻璃和復(fù)合氧化玻 璃單模光纖就十分重要.半導(dǎo)體光放大器(SOA)將應(yīng)用到探測器的前端和激光器 的后端放大.無源器件主要包括分波/合波器(OADM)，可調(diào)諧光濾波器，光隔離器, 光調(diào)制器以及色散補償器等.光纖光柵(OGF)和列陣波導(dǎo)光柵(AWG)是最近新發(fā) 展的主要無源器件.無源器件主要要光學(xué)集成化，組成全光纖光子集成器件和波導(dǎo) 光子集成器件.對光纖通信用玻璃光纖，在降低損耗方面當(dāng)前消除紅外1.4m