光电子技术基础ppt课件.ppt
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1、光电子技术基础 选用教材: 光电子技术基础朱京平编,2003.9,科学出版社。 主要参考书目: 现代通信光电子学(第五版)亚里夫著,陈鹤鸣译,2004.9 ,电子工业出版社; 光电子技术基础彭江得主编,1988.9,清华大学出版社; 光电子技术杨经国等编,1990.12,四川大学出版社。 1 课程目的与任务 光电子技术是“光子技术”与“电子技术” 相结合的产物,是继微电子技术后兴起的 一门高新技术,目前已成为信息科学的重 要支柱。本课程讲解了光电技术的基本知 识,包括光束传播规律、激光原理与技术 、光波导技术、光通信无源和有源器件技 术、光调制技术以及光电探测技术。 2 教学基本要求 通过本课
2、程的学习,要求掌握的主要内容: 描述光场的麦克斯韦方程、波动方程、光波的表示与传 播特性、高斯光束的特性等; 激光产生的基本条件、激光器的基本结构和输出特性; 平面介质波导中的光传播特性、光波导的物理光学分析 、光纤基本知识; 光通信无源与有源器件,包括半导体激光器、光纤连接 器、光纤耦合器、光纤隔离器、偏振控制器、光纤激光器 以及光纤放大器等; 光调制技术,包括晶体光学基础、光在晶体中的传播、 电光以及声光调制器等; 光电探测技术,包括光探测器性能参数、探测方式、物 理效应以及光电探测器的种类。 3 学时安排 章节 主要内容学时安排 1导论2 2光学基础知识和光束传播规律2 3激光原理与技术
3、4 4光波导技术基础6 5光通信无源有源器件6 6光调制技术4 7光电探测技术2 4 绪论 光子技术与电子技术相结合的光 电子技术主要研究光与物质中的电子 相互作用及其能量相互转换的相关技 术,以光源激光化、传输波导化、手 段电子化、现代电子学中的理论模式 和电子学处理方法化为特征,是一门 新兴的综合交叉学科。 5 光电子技术发展史 年代60年代70年代80年代90年代 技术 成就 激光器的问世低损耗光纤 的实现、半 导体激光器 的成熟 超大功率 量子阱阵 列激光器 的出现 光纤无源和 有源器件的 出现 相关 应用 为光与物质相 互作用的研究 提供了一个极 其有效的工具 导致以光纤 通信、光纤
4、 传感为代表 的光信息技 术蓬勃发展 导致半导 体双稳态 器件的发 展 为光纤通信 产业的发展 提供了网络 物理层的基 础 6 信息光电子技术与器件 光电子器件 光源器件光传输器件光控制器件光探测器件光存储器件 光盘 光驱 光盘塔 调制器 偏转器 光开关 光双稳器件 光电导型 光伏型 热伏型 各种传感器 相干光源 非相干光源 光学元件 光波导 光纤 7 光电子技术应用 光纤通信、传输光信息处理分光分析光应用计算光空间传输 长距离、大容量、宽带数字通信 模拟通信 局域网通信 太阳光的光纤照明 光盘存储器、全息照相存储器 光视频盘、光音频盘 二维信息处理匹配滤波器 信息处理器、激光打印机、传真机
5、光计算机 短距离简单图象通信 光遥感、光开关 光在线检测 激光雷达、激光陀螺、激光传感 光纤传感系统 精密测量、全息测量、在线测量 同步激光超精密分光分析 大气污染气体分析、医用气体分析 同位素浓度测定、同位素分析 激光诊断微等离子体 超快过程分析 8 光学双稳态 1969年Szoke首先提出光学双稳态: 器件在一定的输入范围内,对给定的输入存在 着两个稳定的输出状态。 9 非线性法布里-珀罗标准具是典型的光双稳器件,由非线 性光学材料和反馈光腔构成。 实现双稳态的两个必要条件: 1、光学非线性 2、反馈机制 机理:在强光的作用下,介质的非线 性参数(非线性吸收系数或非线性折 射率)发生变化,
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