專業(yè)導(dǎo)論-光電子

2010年10月24日DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)專業(yè)導(dǎo)論(IntroductiontoSpeciality

)武漢理工大學(xué)理學(xué)院物理科學(xué)與技術(shù)系光電子技術(shù)簡介專業(yè)基本情況介紹DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)諾貝爾物理學(xué)獎

高錕在“有關(guān)光在纖維中的傳輸以用于光學(xué)通信方面”取得了突破性成就博伊爾和史密斯發(fā)明了半導(dǎo)體成像器件——電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)

一、專業(yè)介紹2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)

電子具有荷電性，會受到經(jīng)典物理效應(yīng)RC延遲的限制，難以突破納秒(ns)的門檻，成為制約超高速電子學(xué)發(fā)展的“瓶頸”。

光子不具荷電性，不存在RC瓶頸效應(yīng)的制約，光波具有最快的傳播速度，光波又具有抗電磁干擾、定向傳輸?shù)奶匦?，它所攜帶的信息有很高的安全度。DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)光信息的采集DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)光信息的顯示DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)光信息的傳輸光纖通信無線激光通信DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)光信息的存儲DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)光互聯(lián)光信息的處理并行處理DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)光學(xué)圖像的識別點讀機DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)課程設(shè)置公共基礎(chǔ)課素質(zhì)培養(yǎng)能力培養(yǎng)知識培養(yǎng)學(xué)科基礎(chǔ)課專業(yè)課實踐教學(xué)環(huán)節(jié)DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)物理課程普通物理學(xué)量子力學(xué)電動力學(xué)半導(dǎo)體物理學(xué)固體物理DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)計算機文化基礎(chǔ)電子信息類信號與線性系統(tǒng)電路理論面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計計算機網(wǎng)絡(luò)計算機技術(shù)基礎(chǔ)計算機類模擬(數(shù)字)電子技術(shù)基礎(chǔ)通信原理數(shù)字信號處理光電圖像處理微處理器與微控制器應(yīng)用微處理器與微控制器原理光纖光學(xué)光學(xué)及光電子類物理光學(xué)應(yīng)用光學(xué)信息光學(xué)薄膜光學(xué)光電技術(shù)激光原理與技術(shù)光纖通信原理與技術(shù)光纖傳感測試技術(shù)半導(dǎo)體光電子學(xué)三大平臺DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)課程實驗課程設(shè)計強化訓(xùn)練專業(yè)調(diào)查畢業(yè)實習(xí)畢業(yè)設(shè)計DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)光學(xué)/光電儀器

光子學(xué)技術(shù)

作為視覺功能的延伸（圖像視覺的延伸）的工具，包括光學(xué)/光電儀器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，光學(xué)鏡頭與系統(tǒng)設(shè)計及其工藝等，各種專用光學(xué)儀器。

利用光子原理或光電相互作用原理的器件。它包括各種激光器，光電器件及紅外探測器，光電成像器件，紅外與夜視技術(shù)，超高速攝影，光閥，發(fā)光光源，短波及X射線光學(xué)等。

DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)信息光學(xué)技術(shù)光學(xué)技術(shù)及工程

主要研究光信息的產(chǎn)生、傳輸、處理及圖像顯示技術(shù)。它包括光信息及圖像處理術(shù)，圖像及模式自動識別，全息術(shù)，自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)，光傳輸及通信技術(shù)，光學(xué)遙感技術(shù)，目標(biāo)及傳輸特征數(shù)據(jù)庫、光計算術(shù)等。

主要研究光能應(yīng)用、光加工及有關(guān)工程。它包括光武器工程，激光加工（工業(yè)），激光核聚變，照明工程，光學(xué)材料、薄膜、工藝、特殊光器件，光刻技術(shù)（用于微電子技術(shù)），微機械中的微光學(xué)技術(shù)。DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)光電交叉學(xué)科

主要研究光與物質(zhì)的作用、新型光電材料、生物醫(yī)學(xué)光學(xué)、視光學(xué)、能量學(xué)科與光電學(xué)科的交叉、環(huán)境學(xué)科與光電學(xué)科的交叉、海洋學(xué)科與光電學(xué)科的交叉等等。

DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)物理學(xué)(一級學(xué)科)光學(xué)(二級學(xué)科)光學(xué)工程(一級學(xué)科)通信與信息工程(一級學(xué)科)光信息科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)研究生學(xué)科考研與出國留學(xué)情況DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)中國科學(xué)院北京大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、天津大學(xué)、華中科技大學(xué)、北京理工大學(xué)、南開大學(xué)、上海交大、東南大學(xué)、武漢大學(xué)、中山大學(xué)、武漢理工大學(xué)、重慶大學(xué)等上海光機所、長春光機所、西安光機所、成都光機所、安徽光機所高校DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)二、光電子技術(shù)簡介DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)光電子技術(shù)是由光學(xué)技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合而形成的一門嶄新的技術(shù)。它的主要內(nèi)容是利用光電結(jié)合的原理和方法，實現(xiàn)信息的獲取、發(fā)送、探測、傳輸、變換、存儲、處理和重現(xiàn)等。DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)1、信息光電子DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)寬帶綜合業(yè)務(wù)光纖接入網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)光通信融合包括有線(光纖或HFC)、無線等不同接入類型、不同業(yè)務(wù)規(guī)模的各種接入網(wǎng)所形成的一個靈活、大容量的綜合網(wǎng)其中全光通信網(wǎng)(AON)是主體，不久的將來，全光網(wǎng)中的傳輸和交換容量均達到Tbit/s量級，將比現(xiàn)有傳輸速率提高1000倍以上。密集波分復(fù)用(DWDM)為基礎(chǔ)光核心網(wǎng)2.5/10Gbit/s40Gbit/sDepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)光纖線路光源光調(diào)制器光檢測器基帶處理基帶處理基帶電信號基帶電信號調(diào)制電信號解調(diào)電信號已調(diào)光信號光發(fā)射機光接收機波分復(fù)用器光纖通信及其相應(yīng)的光子材料、器件、系統(tǒng)設(shè)備在內(nèi)的市場在今后10年內(nèi)會以高速率持續(xù)增長連接器附件和元件耦合器衰減器隔離器光纖DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)2、能量光子DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)單色性相干性方向性高亮度－激光2.1能量光子DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)激光切割激光焊接激光打孔激光熱處理激光熔覆激光打標(biāo)激光快速制模工藝光刻集成電路及制造微型零件激光常規(guī)產(chǎn)業(yè)DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)2004奧運開幕的激光水幕表演，是由德國TARM公司制作激光表演DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)2.2能量光電子－－太陽能DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)太陽能應(yīng)用DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)BIPV并網(wǎng)光伏系統(tǒng)瑞士學(xué)生公寓上的玻璃幕墻德國旭格國際集團安裝的一個建筑屋頂項目太陽能應(yīng)用DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)日本sanyo1MW的屋頂太陽能應(yīng)用DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)太陽能應(yīng)用DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)太陽能電池板DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)Hondadream,thewinningcarinthe1996WorldSolarChallenge.太陽能應(yīng)用DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)太陽能應(yīng)用DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)太陽能應(yīng)用DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)3、光子存儲器件DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)

20世紀(jì)末期興起的光存儲，特別是光盤存儲技術(shù)將對信息的存取產(chǎn)生重大影響。數(shù)字光盤存儲技術(shù)正向更高存儲密度和更高存儲速度方向發(fā)展。發(fā)展三維存儲技術(shù)，如光子引發(fā)的電子俘獲三維存儲光盤和光盤燒孔存儲等高密度存儲等。研制和生產(chǎn)藍光半導(dǎo)體激光器并用于光盤存儲讀寫，利用近場光學(xué)掃描顯微鏡（NSOM）進行高密度信息存儲，運用角度多功、波長多功、空間多功與移動多功等的全息存儲代替聚焦光束逐點存儲的方法等等，可以實現(xiàn)和作為緩沖海量信息存儲。DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)體積光學(xué)存儲容量：達到TB／cm3；存取時間：毫秒或亞毫秒；

數(shù)據(jù)傳輸速率：Gbit／s-Tbit／s。DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)4、光傳感器件DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)5、光顯示器件DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)顯示技術(shù)液晶顯示等離子體顯示電致發(fā)光顯示YAG激光顯示DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)液晶顯示DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)兩組高科技顯示屏寬均為50米，高7﹒5米，采用點間距16毫米的全彩色LED像素，整屏分辨率3072x320點遠(yuǎn)程同步控制，高清數(shù)字顯示，其橫向3072點像素是迄今為止世界上廣場LED顯示屏之最。DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)電致發(fā)光顯示DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)全彩色LED電子顯示屏三星LED光源DLP背投電視

DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)6、光圖像傳感器件DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)固體成像器件電荷耦合器件CCD(ChargeCoupledDevice,CCD)互補金屬氧化物半導(dǎo)體CMOS圖像傳感器（ComplementaryMetalOxideSemiconductor,CMOS）

線陣CCD

面陣CCDDepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)CCD立體相機前中后三層影像合成三維圖片激光高度計(高度5m、分辨率1m)干涉成像光譜儀γ射線相機X射線相機微波探測儀(土壤厚度、氦-3)高能粒子探測器低能離子探測器元素探測探測地月間的環(huán)境嫦娥二號繞月衛(wèi)星DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導(dǎo)論(光電子)

DC基本上都是由鏡頭、圖像傳感器（使用CCD/CMOS）、模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器（A/D）、微處理器（MPU）、內(nèi)置存儲器、液晶顯示器（LCD）、電子取景器（EVF）、可移動存儲器（基本上是各種存儲卡