[法学]绪论 第一部分课件

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1、光电子技术基础光电子技术基础王 林 军上海大学 材料学院 电子信息材料系王王 林林 军军材料学院电子信息材料系材料学院电子信息材料系“电子科学与技术电子科学与技术”专业专业简历：简历：大学：半导体器件工艺大学：半导体器件工艺硕士：半导体物理与器件物理（微电子学与固体电子学）硕士：半导体物理与器件物理（微电子学与固体电子学）博士：材料学博士：材料学研究方向：研究方向：半导体材料与器件半导体材料与器件联系方式：联系方式：电子信息材料系电子信息材料系311室室Tel: 56333514；Email：课程内容安排课程内容安排n光电子学概论光电子学概论n光电子器件理论基础（发光与光电变换）光电子器件理论

2、基础（发光与光电变换）n发光二极管（发光二极管（LED）n半导体激光器（半导体激光器（LD）原理与设计原理与设计n光电子材料概论光电子材料概论n半导体光电探测技术半导体光电探测技术n光信息存储技术和光纤传感光信息存储技术和光纤传感n专题讲座专题讲座p首选教材：首选教材：光电子技术基础光电子技术基础，王林军，上海大学自编，王林军，上海大学自编，2009.4p半导体光电子技术半导体光电子技术，余金中，化学工业出版社，余金中，化学工业出版社，2003.4p光电子技术基础教程光电子技术基础教程，郭培源，北京航天航空大学出版社，郭培源，北京航天航空大学出版社，2005.9p光电子技术入门光电子技术入门，

3、倪星元，化学工业出版社，倪星元，化学工业出版社，2008.8p光电子技术光电子技术，张永林，高等教育出版社，张永林，高等教育出版社，2005.5参考教材参考教材平时成绩：平时成绩：30分（含出勤、测验、作业等）分（含出勤、测验、作业等）缺席缺席1次：扣次：扣5分。超过总学时的分。超过总学时的1/3：取消本课程考试：取消本课程考试资格。资格。迟到迟到2次缺席次缺席1次次期终考试成绩：期终考试成绩：70分分本课程成绩评定本课程成绩评定绪绪 论论目目 录录n从电子学到光子学从电子学到光子学n光子学的发展对当代信息技术发展的贡献光子学的发展对当代信息技术发展的贡献 n光电子学器件光电子学器件信息时代的

4、特征信息时代的特征l信息量大爆炸信息量大爆炸l信息传递非常快捷信息传递非常快捷l信息处理十分迅速信息处理十分迅速量化标志为量化标志为3T3Tl 光通信速率：光通信速率： 1T bits/sl 计算机速度：计算机速度： 1T bits/sl 光盘存储密度：光盘存储密度：1T bits/in2光电子学光电子学科学界曾经预言：科学界曾经预言：光电子行业将在光电子行业将在2010年形成年形成5万亿美元的产值，成为二十一世纪全球最大的产业。万亿美元的产值，成为二十一世纪全球最大的产业。光电子技术与微电子技术结合，相互交叉、相互渗透与光电子技术与微电子技术结合，相互交叉、相互渗透与补充已经成为信息科学技术

5、的主体之一，补充已经成为信息科学技术的主体之一，光电子产光电子产业已成为世界上发达国家的主导产业业已成为世界上发达国家的主导产业。美国：美国：政府已将光子学与光子技术列为国家发展的重政府已将光子学与光子技术列为国家发展的重点，认为该领域点，认为该领域“在国家安全与经济竞争方面有深远的意在国家安全与经济竞争方面有深远的意义和潜力义和潜力”，并肯定，并肯定“通信和计算机研究与发展的未来世通信和计算机研究与发展的未来世界属于光子学领域界属于光子学领域”。美国商务部指出：美国商务部指出：“21世纪初，全世界光电子产业世纪初，全世界光电子产业以比微电子产业高得多的速度发展，谁在光电子产业取得以比微电子产

6、业高得多的速度发展，谁在光电子产业取得主动权，谁就将在主动权，谁就将在21世纪尖端科技的较量中夺魁。世纪尖端科技的较量中夺魁。”德国：德国：已确定光子学是本世纪初已确定光子学是本世纪初“对保持德国在对保持德国在国际技术市场上的先进地位至关重要的关键技术之一。国际技术市场上的先进地位至关重要的关键技术之一。”日本：日本：认为认为“21世纪具有代表意义的主导产业，世纪具有代表意义的主导产业，第一是光电子产业，第二是信息通信产业第一是光电子产业，第二是信息通信产业。”中国：中国：政府十分重视光电子技术与产业的发展，政府十分重视光电子技术与产业的发展，已将它列入国民经济优先发展的领域，把光电子产业列为

7、国已将它列入国民经济优先发展的领域，把光电子产业列为国家重点发展计划，家重点发展计划，“863“863计划计划”和和“973“973计划计划”，这两个，这两个高科技计划的重点是光电子产业。高科技计划的重点是光电子产业。据国家统计资料显示，受信息化、数字化、网络化浪潮据国家统计资料显示，受信息化、数字化、网络化浪潮的推动，中国的光电子产业也呈现出高速增长的态势，的推动，中国的光电子产业也呈现出高速增长的态势，成为成为拉动整个国民经济增长的第一支柱产业。拉动整个国民经济增长的第一支柱产业。美国有硅谷，武汉有中国光谷美国有硅谷，武汉有中国光谷p 为争得为争得“中国光谷中国光谷”的封号，武汉、长春、上

8、海等的封号，武汉、长春、上海等10余城市余城市竞争激烈。竞争激烈。2001年年3月，月，“中国光谷中国光谷”终于花落武汉。终于花落武汉。p 武汉拥有国内最大的武汉拥有国内最大的光纤光缆光纤光缆生产基地、最大的生产基地、最大的光电器件光电器件生生产基地、最大的产基地、最大的光通信产品光通信产品研发基地，是全国三大激光产业研发基地，是全国三大激光产业基地之一。基地之一。p 武汉形成了以长飞、烽火通信、华中科技等大型企业为骨干武汉形成了以长飞、烽火通信、华中科技等大型企业为骨干的光电子企业群体。的光电子企业群体。上海：上海：已经把光电子产业作为未来重点培育和发展的新兴产已经把光电子产业作为未来重点培

9、育和发展的新兴产业之一。业之一。上海光电子科技产业园位于嘉定国家上海光电子科技产业园位于嘉定国家级高科技工业园区的腹地，该工业区是继级高科技工业园区的腹地，该工业区是继张江工业区后国内第二个认定的国家级留张江工业区后国内第二个认定的国家级留学人员创业园区。其产业定位于学人员创业园区。其产业定位于重点发展重点发展光电子科学和光机电一体化技术及其产品，光电子科学和光机电一体化技术及其产品，力争形成在国内乃至国际上都具有一定影力争形成在国内乃至国际上都具有一定影响力的响力的“光谷光谷”。目前，一个规划面积目前，一个规划面积4.8平方公里的平方公里的上海光电子科技产业园已在嘉定初具规上海光电子科技产业

10、园已在嘉定初具规模，该园区建成后将与浦东张江、漕河模，该园区建成后将与浦东张江、漕河泾形成三足鼎立之势。泾形成三足鼎立之势。嘉定：嘉定：发展光电子具有得天独厚的优势发展光电子具有得天独厚的优势首先是科技与人才的优势：首先是科技与人才的优势：拥有十多所与光电子产业有关拥有十多所与光电子产业有关的科研单位，云集各类科技专业人才的科研单位，云集各类科技专业人才18,500多名，科研开发多名，科研开发力量十分雄厚。力量十分雄厚。n 中科院上海光学精密机械研究所中科院上海光学精密机械研究所n 中科院上海应用物理研究所（原子核研究所）中科院上海应用物理研究所（原子核研究所）n 中科院上海硅酸盐研究所中试基

11、地中科院上海硅酸盐研究所中试基地n 中科院上海微系统和信息技术研究所中试基地中科院上海微系统和信息技术研究所中试基地n 上海大学（光纤所、材料学院）等上海大学（光纤所、材料学院）等其次是产业优势：其次是产业优势：p 工业基础雄厚，门类齐全，并形成了汽车及其配件、电子电器、工业基础雄厚，门类齐全，并形成了汽车及其配件、电子电器、金属制品、纺织服装等金属制品、纺织服装等“一强三优一强三优”产业；产业；p 经济总量始终在上海市郊保持领先的地位；经济总量始终在上海市郊保持领先的地位；p 目前有超过目前有超过50家与光电子产业相关的厂商已落户嘉定。家与光电子产业相关的厂商已落户嘉定。第三是投资环境的优势

12、：第三是投资环境的优势：p 嘉定地理位置优越，基础设施完善，交通便捷，市场开拓前景嘉定地理位置优越，基础设施完善，交通便捷，市场开拓前景相当广阔。相当广阔。嘉定：嘉定：发展光电子具有得天独厚的优势发展光电子具有得天独厚的优势为了进一步推动在信息、生命与健康、探测、照明和能为了进一步推动在信息、生命与健康、探测、照明和能源、先进制造与分析测试、先进材料等领域的光科技研究，源、先进制造与分析测试、先进材料等领域的光科技研究，上海市科委从上海市科委从2001年起推出光科技专项行动计划。项目指南年起推出光科技专项行动计划。项目指南的指导思想是鼓励原始创新，形成知识产权，促进产业发展。的指导思想是鼓励原

13、始创新，形成知识产权，促进产业发展。光科技专项行动计划光科技专项行动计划p 关键技术攻关：关键技术攻关：着力于形成高新技术产业发展的新增长点；着力于形成高新技术产业发展的新增长点；p 战略技术研究：战略技术研究：着重于形成一批具有自主知识产权的成果；着重于形成一批具有自主知识产权的成果；p 前沿技术探索：前沿技术探索：着眼于在全球光科技研究的若干学科领域占有着眼于在全球光科技研究的若干学科领域占有 一席之地。一席之地。n “中华光电产业与商机论坛中华光电产业与商机论坛”2003年年12月月2日在香港开幕，来自日在香港开幕，来自海峡两岸、香港以及海外的海峡两岸、香港以及海外的10多个有关机构结为

14、多个有关机构结为“亚太光电子产亚太光电子产业联盟业联盟”。n 香港光电协会、香港生产力促进局、中国光谷武汉、长春光电香港光电协会、香港生产力促进局、中国光谷武汉、长春光电信息产业协会、广州市光学光电子行业协会、上海市光电子行业信息产业协会、广州市光学光电子行业协会、上海市光电子行业协会、深圳飞通光电股份有限公司、捷迪讯光电（深圳）有限公协会、深圳飞通光电股份有限公司、捷迪讯光电（深圳）有限公司、台湾工业研究院光电工业研究所、加拿大光电联盟、澳洲光司、台湾工业研究院光电工业研究所、加拿大光电联盟、澳洲光电研究中心联合签署了成立电研究中心联合签署了成立“亚太光电子产业联盟亚太光电子产业联盟”备忘录

15、；备忘录；n 藉此为亚太区光电业建立一个更紧密的合作平台。藉此为亚太区光电业建立一个更紧密的合作平台。亚太光电子产业联盟在港成立亚太光电子产业联盟在港成立OLEDOLED平板显示材料与器件平板显示材料与器件张志林教授、蒋雪茵教授、许少鸿教授、朱文清副教授张志林教授、蒋雪茵教授、许少鸿教授、朱文清副教授材料学院在光电子领域的工作材料学院在光电子领域的工作p 有机电致发光器件有机电致发光器件(OLED)是一种新型的平板显示器件，其特是一种新型的平板显示器件，其特点是自发光，无需背光，功耗低点是自发光，无需背光，功耗低, 高对比度，高亮度，视角宽，高对比度，高亮度，视角宽，超薄，响应速度快。超薄，响

16、应速度快。Electron Energy材料学院在光电子领域的工作材料学院在光电子领域的工作平板显示是显示产业升级换代所向平板显示是显示产业升级换代所向三星40英寸液晶TV 2.2”OLED屏的手机CRTLCD/PDPOLED70年至今90年至今06年以后研究热点：柔性研究热点：柔性OLEDOLED显示显示美国通用显示器公司（美国通用显示器公司（Universal Display）受美国陆军委托研制可佩戴的）受美国陆军委托研制可佩戴的柔性柔性OLED显示器显示器美国亚利桑那州立大学柔性显示器研究中心，研美国亚利桑那州立大学柔性显示器研究中心，研制出一款显示器雏形，据说，它生产容易，环境制出一款

17、显示器雏形，据说，它生产容易，环境适应性强，几乎完全用塑料材质，适应性强，几乎完全用塑料材质， 能耗远远低于能耗远远低于传统的电脑显示器传统的电脑显示器材料学院在光电子领域的工作材料学院在光电子领域的工作p上海大学上海大学OLED研究中心研究中心；p中国航天科工集团和上海大学联合组建中国航天科工集团和上海大学联合组建 “上海航天上大欧德上海航天上大欧德（OLED）科技公司科技公司” 。该企业在大陆最先投入未来新型显示器最。该企业在大陆最先投入未来新型显示器最热门的领域，提供比液晶显示器性能更优越的热门的领域，提供比液晶显示器性能更优越的OLED产品。产品。p结合国家优先发展结合国家优先发展“高

18、清晰度大屏幕平板显示技术高清晰度大屏幕平板显示技术”和上海市优先和上海市优先发展发展“平板显示平板显示”先进制造业的战略部署，建有先进制造业的战略部署，建有“新型显示技术及新型显示技术及应用集成应用集成”教育部重点实验室教育部重点实验室，力争发展成为我国信息显示产业发，力争发展成为我国信息显示产业发展、人才培养、国内外学术交流的重要研究基地。展、人才培养、国内外学术交流的重要研究基地。p上海广电上海大学平板显示研究中心。上海广电上海大学平板显示研究中心。OLEDOLED平板显示材料与器件平板显示材料与器件张志林教授、蒋雪茵教授、许少鸿教授、朱文清副教授张志林教授、蒋雪茵教授、许少鸿教授、朱文清

19、副教授材料学院在光电子领域的工作材料学院在光电子领域的工作OLEDOLED平板显示材料与器件平板显示材料与器件张志林教授、蒋雪茵教授、许少鸿教授、朱文清副教授张志林教授、蒋雪茵教授、许少鸿教授、朱文清副教授p 自自1990年开始研究有机电致发光材料与器件，年开始研究有机电致发光材料与器件，是中国最早从事该项研究的单位。是中国最早从事该项研究的单位。p 先后获得国家自然科学基金先后获得国家自然科学基金10项（重大项（重大1项、项、重点重点2项），项），863重大专项重大专项2项，以及上海市项项，以及上海市项目目10余项。余项。光探测材料与成像器件光探测材料与成像器件夏义本教授、王林军教授、徐闰博

20、士、黄健博士、唐可夏义本教授、王林军教授、徐闰博士、黄健博士、唐可n 金刚石薄膜材料与器件金刚石薄膜材料与器件材料学院在光电子领域的工作材料学院在光电子领域的工作钻钻石石恒恒永永远远,一一颗颗永永流流传传 光探测材料与成像器件光探测材料与成像器件n II-VI族半导体材料（族半导体材料（CdZnTe）与器件）与器件桑文斌教授、王林军教授、闵嘉华副教授、张继军博士、梁小燕桑文斌教授、王林军教授、闵嘉华副教授、张继军博士、梁小燕材料学院在光电子领域的工作材料学院在光电子领域的工作AreaRAE Gamma无线传输无线传输核放放射性检测仪核放放射性检测仪4CC- Gamma 射线探测器射线探测器Cd

21、ZnTe晶体成功研发了具有国际先进水平的基于碲锌镉（成功研发了具有国际先进水平的基于碲锌镉（CdZnTe）晶）晶体的核辐射探测器，解决了材料与器件工艺等一系列重大体的核辐射探测器，解决了材料与器件工艺等一系列重大问题及关键技术，与美国华瑞科学仪器公司合作开发了高问题及关键技术，与美国华瑞科学仪器公司合作开发了高灵敏度灵敏度CZT传感器的传感器的射线核素识别谱仪、平面型单元射线核素识别谱仪、平面型单元CZT传感器和像素的传感器和像素的CZT传感器，已与通用电器中国研发中心传感器，已与通用电器中国研发中心达成合作应用协议。达成合作应用协议。CdZnTe核探测器芯片4CC- Gamma 射线探测器射

22、线探测器光探测材料与成像器件光探测材料与成像器件n 碘化汞（碘化汞（HgI2）晶体材料与器件晶体材料与器件 负责人：史伟民教授负责人：史伟民教授材料学院在光电子领域的工作材料学院在光电子领域的工作光探测材料与成像器件光探测材料与成像器件n 光伏材料与器件光伏材料与器件 史伟民、王林军、沈悦、秦娟、金晶、曹萌、杨伟光史伟民、王林军、沈悦、秦娟、金晶、曹萌、杨伟光材料学院在光电子领域的工作材料学院在光电子领域的工作p 太阳能光伏发电是一种完全零排放的清洁能源，也是一种接近规模应太阳能光伏发电是一种完全零排放的清洁能源，也是一种接近规模应用的现实能源。在世界面临能源危机的今天，作为传统电能的补充，用

23、的现实能源。在世界面临能源危机的今天，作为传统电能的补充，光伏材料、电池和组件的研发与应用，已引起科技界和产业界的广泛光伏材料、电池和组件的研发与应用，已引起科技界和产业界的广泛兴趣。兴趣。p 2006年我们与英福特（上海）科技能源有限公司年我们与英福特（上海）科技能源有限公司 在广泛、深入洽谈的在广泛、深入洽谈的基础上取得共识，共同建立基础上取得共识，共同建立上海大学索朗光伏材料与器件联合实验上海大学索朗光伏材料与器件联合实验室室。以此为契机，开展长期的产学研结合，在半导体光伏理论、光伏。以此为契机，开展长期的产学研结合，在半导体光伏理论、光伏材料、太阳能电池与组件技术等领域，进行合作研究，

24、形成研究、开材料、太阳能电池与组件技术等领域，进行合作研究，形成研究、开发和产业化紧密衔接的良性机制。发和产业化紧密衔接的良性机制。 p 适应光电子学发展的趋势，加速我国光电子产业的建设，适应光电子学发展的趋势，加速我国光电子产业的建设，需要有一大批光电子学专业技术基础的人才，为之辛勤需要有一大批光电子学专业技术基础的人才，为之辛勤耕耘和奋斗。耕耘和奋斗。p 由于光通信和信息处理产业的惊人发展，社会必将提供由于光通信和信息处理产业的惊人发展，社会必将提供更多的就业机会。更多的就业机会。“光电子技术基础光电子技术基础”课程开设目的课程开设目的一、从电子学到光子学的发展一、从电子学到光子学的发展

25、1. 1. 电子学及其发展历史电子学及其发展历史电子学定义：电子学定义：以电子作为信息或能量载体的一门科学。以电子作为信息或能量载体的一门科学。p 古代中国人与希腊人早就认识到古代中国人与希腊人早就认识到静电静电现象：即不同的两种物体现象：即不同的两种物体摩擦之后会产生互相吸引的现象。摩擦之后会产生互相吸引的现象。p 希腊学者希腊学者Miletus：最早认识电的人（公元前六世纪）。观察：最早认识电的人（公元前六世纪）。观察用布摩擦琥珀后，会吸引如羽毛等轻小的东西。用布摩擦琥珀后，会吸引如羽毛等轻小的东西。p 对静电有系统及科学的研究则是始于对静电有系统及科学的研究则是始于17世纪。世纪。一、从

26、电子学到光子学的发展一、从电子学到光子学的发展 1. 1. 电子学及其发展历史电子学及其发展历史p 17世纪，电学有较大进步，但仅限于静电学研究。世纪，电学有较大进步，但仅限于静电学研究。p 首先是发明了起电机来产生静电，并用莱顿瓶（即电容器）来收集电首先是发明了起电机来产生静电，并用莱顿瓶（即电容器）来收集电荷。荷。荷兰莱顿大学荷兰莱顿大学物理学教授物理学教授马森布罗克马森布罗克(Pieter von Musschen)p 18世纪，意大利人伽伐尼研究了不同金属连接起来的导体使蛙腿产生世纪，意大利人伽伐尼研究了不同金属连接起来的导体使蛙腿产生电击的现象，此后发明了电击的现象，此后发明了伏打电

27、池伏打电池（可通过导线形成电流的传导）。（可通过导线形成电流的传导）。有了可传导的电流之后，有了可传导的电流之后，电磁学电磁学得到巨大的发展。得到巨大的发展。意大利科学家意大利科学家伽伐尼（伽伐尼（Luigi Galvani)意大利物理学家意大利物理学家亚历山德罗亚历山德罗.伏打伏打(Alessandro Volta) 1. 1. 电子学及其发展历史电子学及其发展历史18世纪是电磁学大发展的世纪，如：世纪是电磁学大发展的世纪，如：p 奥斯特、安培：研究了电流的磁现象。奥斯特、安培：研究了电流的磁现象。p 欧姆：研究了电势、电流及电阻之间的互相关系。欧姆：研究了电势、电流及电阻之间的互相关系。p

28、 法拉第：电磁感应的现象。法拉第：电磁感应的现象。1. 1. 电子学及其发展历史电子学及其发展历史p19世纪，麦克斯韦从理论上研究了电世纪，麦克斯韦从理论上研究了电磁现象并与光的现象统一起来，认为磁现象并与光的现象统一起来，认为光只是波长更短的电磁波。光只是波长更短的电磁波。p18世纪、世纪、19世纪电学的进步为世纪电学的进步为20世纪电子学的发展准备了条件，电子信世纪电子学的发展准备了条件，电子信息技术也逐步发展了起来。息技术也逐步发展了起来。1825年：年：早期的莫尔斯电报（利用电池作早期的莫尔斯电报（利用电池作电源、用电键产生信号、用导线以光速来传电源、用电键产生信号、用导线以光速来传导

29、信息、以电磁镍接收信号）。导信息、以电磁镍接收信号）。英国物理学家英国物理学家麦克斯韦（麦克斯韦（James Clerk Maxwell）1. 1. 电子学及其发展历史电子学及其发展历史1858年：年：第一条跨越大西洋的第一条跨越大西洋的海底电缆海底电缆铺设成功，并开始了铺设成功，并开始了发送越洋电报的服务。发送越洋电报的服务。1876年：年：美国贝尔（美国贝尔（Bell）发明发明电话电话。1900年：年：马可尼等人利用电火花方法产生电磁波，用金属粉马可尼等人利用电火花方法产生电磁波，用金属粉末（稍后用矿石晶体）来检波发明了末（稍后用矿石晶体）来检波发明了无线电无线电。1. 1. 电子学及其发

30、展历史电子学及其发展历史p真正电子学的形成则应归功于人类对真空中电子真正电子学的形成则应归功于人类对真空中电子运动规律的彻底认识。运动规律的彻底认识。20世纪世纪20年代之后相继发明了电子真空二极管（年代之后相继发明了电子真空二极管（1906年）、年）、真空三极管，真空三极管， 20-30年代出现无线电广播电台，年代出现无线电广播电台，无线电电子学无线电电子学才真正成为一门系统的科学。才真正成为一门系统的科学。1. 1. 电子学及其发展历史电子学及其发展历史20世纪四十年代中期，人类对固体特别是半导体中电子运世纪四十年代中期，人类对固体特别是半导体中电子运动的规律有了彻底的认识。动的规律有了彻

31、底的认识。p 发明了半导体二极管、三极管以及集成电路；发明了半导体二极管、三极管以及集成电路；p 发明了雷达、计算机等（起因：二战）。发明了雷达、计算机等（起因：二战）。p 使电子技术深入到人类生活的方方面面，使人类生活从使电子技术深入到人类生活的方方面面，使人类生活从“工业化社会工业化社会”开始进入开始进入“信息化社会信息化社会”。1. 1. 电子学及其发展历史电子学及其发展历史随着随着“信息化社会信息化社会”的到来，人们对通信的需求也越来越高。的到来，人们对通信的需求也越来越高。电话：服务已不能满足通信要服务到人而不是服务到家、电话：服务已不能满足通信要服务到人而不是服务到家、到单位的需要

32、。到单位的需要。出现无线移动蜂窝电话（大哥大、手机）。出现无线移动蜂窝电话（大哥大、手机）。由于互联网的发展，计算机多媒体服务进入寻常百姓家庭，由于互联网的发展，计算机多媒体服务进入寻常百姓家庭，人类对信息量的要求如爆炸般地增长。人类对信息量的要求如爆炸般地增长。1. 1. 电子学及其发展历史电子学及其发展历史2. 2. 电与光的碰撞电与光的碰撞电学（或电子学）和光学（或光子学）在表面看来是两电学（或电子学）和光学（或光子学）在表面看来是两个独立的学科。在深入研究的过程中，人们发现两者有着非个独立的学科。在深入研究的过程中，人们发现两者有着非常密切的内在联系。常密切的内在联系。n 麦克斯韦提出

33、光的电磁波理论；麦克斯韦提出光的电磁波理论；n 爱因斯坦将量子论用于解释光电效应，并提出了光子的爱因斯坦将量子论用于解释光电效应，并提出了光子的概念；概念；n 激光器发明激光器发明三个回合：三个回合：电与光的碰撞电与光的碰撞第第1 1个回合个回合第一个回合：麦克斯韦提出的光的电磁波理论（第一个回合：麦克斯韦提出的光的电磁波理论（19世纪世纪60年代），明确指出无线电波和光波都是电磁波。年代），明确指出无线电波和光波都是电磁波。 电磁波谱图 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 工 甚 高 甚 微 远 可 紫 X 宇 业 低 频 高

34、 波 红 见 外 射 宙 用 频 频 外 线 射 电 线 无 线 电 波 射线 106 104 102 1 10-2 10-4 10-6 10-8 10-10 10-12 10-14电与光的碰撞电与光的碰撞第第1 1个回合个回合电磁波谱图电磁波谱图电子学的发展电子学的发展人们不断开拓电人们不断开拓电磁波谱并加以应磁波谱并加以应用的历史用的历史近一个世纪以来，从最简单的二极管、三极管，到后来相继发明的四、五近一个世纪以来，从最简单的二极管、三极管，到后来相继发明的四、五极管、束射功率管、闸流管、微波三四极管、行波管、返波管、奥罗管、回旋极管、束射功率管、闸流管、微波三四极管、行波管、返波管、奥罗

35、管、回旋管等，从而使电磁波波谱由长波、中波、短波、超短波直至微波、毫米波及亚管等，从而使电磁波波谱由长波、中波、短波、超短波直至微波、毫米波及亚毫米波波段，并正在向更短的波长进军，以期与激光器件向长波长方向迈进相毫米波波段，并正在向更短的波长进军，以期与激光器件向长波长方向迈进相配合，共同占领从亚毫米波与远红外波之间的空白波段。配合，共同占领从亚毫米波与远红外波之间的空白波段。 电与光的碰撞电与光的碰撞第第1 1个回合个回合相对论电子学：相对论电子学： 近近30年发展起来，利用自由电子产生的受激辐射实现自由电子年发展起来，利用自由电子产生的受激辐射实现自由电子激光器，进一步证实早已为人们所接受

36、的光波也是电磁波的科学结激光器，进一步证实早已为人们所接受的光波也是电磁波的科学结论。论。量子电子学（量子电子学（Quantum Electronics ）：）：p 研究利用物质内部量子系统的受激发射来放大或产生相干电磁波的方法研究利用物质内部量子系统的受激发射来放大或产生相干电磁波的方法及其相应器件的性质和应用的学科。及其相应器件的性质和应用的学科。p 新兴的交叉学科：从微波波段拓展到光频波段受激辐射的产生与放大的新兴的交叉学科：从微波波段拓展到光频波段受激辐射的产生与放大的研究过程中，逐步发展起来。标志着电子学与光学的相互渗透、相互融研究过程中，逐步发展起来。标志着电子学与光学的相互渗透、

37、相互融合进入到一个新的阶段，并为光子学的建立奠定基础。合进入到一个新的阶段，并为光子学的建立奠定基础。电与光的碰撞电与光的碰撞第第1 1个回合个回合第第2 2个回合：个回合：爱因斯坦将量子论用于解释光电效应，爱因斯坦将量子论用于解释光电效应，并提出了光子的概念（并提出了光子的概念（19051905年）。年）。p明确提出：当光作用于物质时，光是以明确提出：当光作用于物质时，光是以“光子光子”（光的能量会集成一（光的能量会集成一个个的个个的“能包能包”）作为最小单位进行的。）作为最小单位进行的。p光电探测器和半导体激光器：分别是光子光电探测器和半导体激光器：分别是光子电子转换器和电子电子转换器和电

38、子光子光子转换器，是光电相互依存和相互转化的典型例子。转换器，是光电相互依存和相互转化的典型例子。 电与光的碰撞电与光的碰撞第第2 2个回合个回合电与光的碰撞电与光的碰撞第第2 2个回合个回合p 电子学在其发展过程中经历了从真空管器件的电子学在其发展过程中经历了从真空管器件的真空电子真空电子学学以晶体管为基础的以晶体管为基础的固体电子学固体电子学以集成电路为标以集成电路为标志的志的微电子学微电子学。p 光子学也将有类似的发展过程，将向以微光子器件及光子光子学也将有类似的发展过程，将向以微光子器件及光子集成器件为标志的微光子学的方向发展。集成器件为标志的微光子学的方向发展。半导体物理的发展促成光

39、电效应的应用，从光电池、半导体物理的发展促成光电效应的应用，从光电池、光电探测器，发展到发光二极管和半导体激光器，于是形光电探测器，发展到发光二极管和半导体激光器，于是形成了以光电元件及其应用为主要内容的狭义的成了以光电元件及其应用为主要内容的狭义的光电子学光电子学。而光纤在通信中的成功应用又出现而光纤在通信中的成功应用又出现光波技术光波技术（Optics Wave Technology）和和导波光学技术导波光学技术（Waveguide optics）等分支学科。等分支学科。 电与光的碰撞电与光的碰撞第第2 2个回合个回合激光的发明激光的发明（1960.7.8，美国科学家梅曼（，美国科学家梅曼

40、（Maiman）发明了第发明了第一个红宝石激光器）一个红宝石激光器），是光学上的一项重大革命，也是，是光学上的一项重大革命，也是20世纪最主要的重大科学发明之一。世纪最主要的重大科学发明之一。 激光的理论基础：1917年爱因斯坦在辐射理论中提出年爱因斯坦在辐射理论中提出受激发射的概念。受激发射的概念。电与光的碰撞电与光的碰撞第第3 3个回合个回合p提供了光频波段的相干电磁波振荡源。提供了光频波段的相干电磁波振荡源。p无线电频率下的许多电子学的概念、理论和技术原则上无线电频率下的许多电子学的概念、理论和技术原则上均可延伸到光频波段，如振荡、放大、倍频、混频、参均可延伸到光频波段，如振荡、放大、倍

41、频、混频、参量、调制、信息处理、通信、雷达以至计算机等。量、调制、信息处理、通信、雷达以至计算机等。p激光的发明激光的发明、低损耗光纤的研制成功低损耗光纤的研制成功、半导体光电器件半导体光电器件的发展的发展，使光学迅速进入近代高新技术舞台，并对近代使光学迅速进入近代高新技术舞台，并对近代科学技术和人类社会生活产生巨大的影响。科学技术和人类社会生活产生巨大的影响。 激光器发明的意义激光器发明的意义3.3.电子学的电子学的“瓶颈瓶颈”现象现象 电子是荷电粒子，在基本粒子中虽属电子是荷电粒子，在基本粒子中虽属“轻子轻子”一类，静止一类，静止质量质量m：9.11 10-31kg。 电子的驰豫时间（开关

42、时间）：大约在电子的驰豫时间（开关时间）：大约在10-9s量级。量级。 交换时间、最高工作频率（交换时间、最高工作频率（100GHz）受到限制。受到限制。展望展望21世纪，人类将生活在高度信息化的社会中，必须寻找一世纪，人类将生活在高度信息化的社会中，必须寻找一种种新的信息载体新的信息载体来突破电子学的来突破电子学的“瓶颈瓶颈”效应。各种基本粒子效应。各种基本粒子中，什么粒子可作为信息载体？中，什么粒子可作为信息载体？“轻子轻子”：只有只有“光子光子”和和“中微子中微子”光子容易产生，通过光电效应等容易接收、检测；光子容易产生，通过光电效应等容易接收、检测；光子的工作频率更高（光频在光子的工作

43、频率更高（光频在1014Hz量级）；量级）；无静止质量，驰豫时间可达无静止质量，驰豫时间可达10-15秒，远远好于电子。秒，远远好于电子。光传播的速度就是光速（光传播的速度就是光速（100THz）。）。显然光子作为新的信息载体是十分适当的。显然光子作为新的信息载体是十分适当的。质子与中子：质子与中子：质量比电子大质量比电子大1840倍，其驰豫频率比电子倍，其驰豫频率比电子小几个数量级，且这种粒子不易产生，也不易接收、检测，显然它们是不小几个数量级，且这种粒子不易产生，也不易接收、检测，显然它们是不适合的。适合的。3.3.电子学的电子学的“瓶颈瓶颈”现象现象n激光与普通光相比：激光与普通光相比：

44、谱线窄、方向性好、亮度高，是一种频谱线窄、方向性好、亮度高，是一种频率和相位都一致的相干光，其特性与无线电波相似，是一种理率和相位都一致的相干光，其特性与无线电波相似，是一种理想的光载波。想的光载波。n激光可以象无线电波一样用于通信技术：激光可以象无线电波一样用于通信技术：激光与热辐射光激光与热辐射光（如太阳光、电灯光等）的关系如同无线电波与电火花产生的（如太阳光、电灯光等）的关系如同无线电波与电火花产生的电磁波一样。热辐射光和电火花都不能用于信息技术。因此，电磁波一样。热辐射光和电火花都不能用于信息技术。因此，激光器的出现使光波通信进入了一个崭新的阶段。激光器的出现使光波通信进入了一个崭新的

45、阶段。4. 4. 光子学的发展进程光子学的发展进程1960年年7月月8日，美国科学家梅曼（日，美国科学家梅曼（Maiman）发明了第发明了第一个红宝石激光器。一个红宝石激光器。光波频率比微波（光波频率比微波（1010Hz）和毫米波（）和毫米波（1011Hz）高几个数量级。激光）高几个数量级。激光的出现，相当于从毫米波向更高频率的发展，可以极大地增加通信容量，的出现，相当于从毫米波向更高频率的发展，可以极大地增加通信容量，从而引起了通信研究工作者的极大兴趣，使激光很快在通信领域里得到从而引起了通信研究工作者的极大兴趣，使激光很快在通信领域里得到了应用。了应用。4. 4. 光子学的发展进程光子学的

46、发展进程p 红宝石激光器发明后不久，各种不同材料的激光器相继红宝石激光器发明后不久，各种不同材料的激光器相继出现：出现：He-Ne激光器、激光器、CO2激光器等。激光器等。p 紧接着，美国麻省理工学院利用紧接着，美国麻省理工学院利用He-Ne激光器和激光器和CO2激光激光器，模拟无线电通信进行了器，模拟无线电通信进行了激光大气传输试验激光大气传输试验。激光大气传输试验激光大气传输试验具有具有“靠天吃饭靠天吃饭”的通信方式的致命弱的通信方式的致命弱点点反复试验的结果表明：晴朗天气，通信稳定可靠，距离较长，但在不良反复试验的结果表明：晴朗天气，通信稳定可靠，距离较长，但在不良天气，通信极不稳定甚至

47、中断，不能做到天气，通信极不稳定甚至中断，不能做到“全天候全天候”通信，这点是一个通信，这点是一个好的通信系统不能允许的。好的通信系统不能允许的。4. 4. 光子学的发展进程光子学的发展进程 大气光波通信不稳定的主要原因：大气光波通信不稳定的主要原因：光波在大气中传输受到大气层中变光波在大气中传输受到大气层中变化无常的气候条件所影响，光波能量损失严重。化无常的气候条件所影响，光波能量损失严重。如：大气湍流、雨、雾、雪、大气灰尘和自然辐射对光波能量的吸收和散射，如：大气湍流、雨、雾、雪、大气灰尘和自然辐射对光波能量的吸收和散射，天空中的鸟类和各种飞行物，使光波在传输过程中能量迅速衰减，严重影响天

48、空中的鸟类和各种飞行物，使光波在传输过程中能量迅速衰减，严重影响通信的稳定性和可靠性。通信的稳定性和可靠性。光波通信转人地下：光波通信转人地下： 为了使光波不受大气层中各种因素的干扰，人们将光波的为了使光波不受大气层中各种因素的干扰，人们将光波的传输转入了地下，进行了光波地下传输的各种试验。传输转入了地下，进行了光波地下传输的各种试验。开发了透开发了透镜波导和反射镜波导的光波传输系统。镜波导和反射镜波导的光波传输系统。光波大气通信：光波大气通信： 不是人们为了追求长距离大容量的一种理想的通信方式。不是人们为了追求长距离大容量的一种理想的通信方式。然而，光波通然而，光波通信的许多优越性驱使人们去

49、进一步探索新的传输介质。信的许多优越性驱使人们去进一步探索新的传输介质。透镜波导透镜波导透镜波导是在金属或水泥管道透镜波导是在金属或水泥管道内，每隔内，每隔定距离安装一个玻璃定距离安装一个玻璃透镜，通过透镜的作用将光波限透镜，通过透镜的作用将光波限制在管道内传输以达到光波通信制在管道内传输以达到光波通信的目的。的目的。光波通信转人地下光波通信转人地下反射镜波导反射镜波导反射镜波导的原理与透镜波反射镜波导的原理与透镜波导相似，不同之处是一个用会聚导相似，不同之处是一个用会聚透镜，一个用反射镜。透镜，一个用反射镜。上述传输方式完全可以消除大气对光波传输的各种干扰。上述传输方式完全可以消除大气对光波

50、传输的各种干扰。理论上：理论上：两种波导都可行。两种波导都可行。实际应用时：实际应用时：遇到许多不可克服的困难。遇到许多不可克服的困难。n 现场施工十分复杂：对透镜或反射镜进行严格校准和牢固安装；现场施工十分复杂：对透镜或反射镜进行严格校准和牢固安装；n 将波导深埋，或选择人、车稀少的地区：防止地面对波导的影响；将波导深埋，或选择人、车稀少的地区：防止地面对波导的影响；n 转弯时，需增加透镜或反射镜：弯度越大，增加越多，光能损耗也就转弯时，需增加透镜或反射镜：弯度越大，增加越多，光能损耗也就越大。自然使系统造价昂贵，并且调整、测试、维修都很困难。越大。自然使系统造价昂贵，并且调整、测试、维修都

51、很困难。由此可见，这种地下的透镜波导和反射镜波导是无实由此可见，这种地下的透镜波导和反射镜波导是无实用意义的。用意义的。光波通信转人地下光波通信转人地下在在“天空天空”和和“地下地下”都不能理想地传输光波都不能理想地传输光波的情况下，有人对光波通信产生了悲观情绪，甚至的情况下，有人对光波通信产生了悲观情绪，甚至有人主张放弃光波通信的研究。有人主张放弃光波通信的研究。1965年左右，光波通信的研究转入低潮。成了年左右，光波通信的研究转入低潮。成了不为人们所重视的不为人们所重视的“冷门冷门”。1965年，年，光波通信的研究转入低潮光波通信的研究转入低潮p 高锟（高锟（K. C. Kao）博士：博士

52、：英籍华人，英籍华人，1933年生，上海。年生，上海。p1966年，高锟首次利用无线电波导通信的原理，年，高锟首次利用无线电波导通信的原理，提出了低损耗的光导纤维（简称光纤）的概念。提出了低损耗的光导纤维（简称光纤）的概念。认为：电可以沿着导电的金属导线远距离传输，认为：电可以沿着导电的金属导线远距离传输，光也应能沿着可以导光的玻璃纤维传输。光也应能沿着可以导光的玻璃纤维传输。p在当时最好的玻璃，其损耗还处于每公里为在当时最好的玻璃，其损耗还处于每公里为1000dB左右的情况下，他预见到，只要设法消除左右的情况下，他预见到，只要设法消除玻璃中的各种杂质，可使光的吸收减到非常小，玻璃中的各种杂质

53、，可使光的吸收减到非常小，生产出一种有实用意义的低损耗光纤是完全可能生产出一种有实用意义的低损耗光纤是完全可能的。的。1966年，年，高锟首次提出低损耗的光导纤维（简高锟首次提出低损耗的光导纤维（简称光纤）的概念称光纤）的概念p 高锟（高锟（K. C. Kao）博士：博士：英籍华人，英籍华人，1933年生，上海。年生，上海。 2009年年10月月6日瑞典皇家科学院宣布，将日瑞典皇家科学院宣布，将2009年诺贝尔物理学奖年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟以及美国科学家威拉德授予英国华裔科学家高锟以及美国科学家威拉德博伊尔和乔治博伊尔和乔治史密斯。史密斯。瑞典皇家科学院说，高锟在瑞典皇家科学院

54、说，高锟在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面面”取得了突破性成就，他将获得物理学奖一半的奖金，共取得了突破性成就，他将获得物理学奖一半的奖金，共500万瑞典克万瑞典克朗（约合朗（约合70万美元）；博伊尔和史密斯发明了半导体成像器件万美元）；博伊尔和史密斯发明了半导体成像器件电荷电荷耦合器件（耦合器件（CCD）图像传感器，将分享物理学奖另一半奖金。）图像传感器，将分享物理学奖另一半奖金。 p 在高辊理论的指导下，美国康宁公司马勒博士等三人的研究小在高辊理论的指导下，美国康宁公司马勒博士等三人的研究小组，终于在组，终于在1970年年8月首次研制成功损耗为月

55、首次研制成功损耗为20dBkm（光波沿光波沿光纤传输光纤传输1km后，光能损耗为原来的后，光能损耗为原来的1）的石英光纤。）的石英光纤。p 光纤直径很小，只有人的头发丝那么细，并且柔软可挠。它的光纤直径很小，只有人的头发丝那么细，并且柔软可挠。它的出现，既克服了地下透镜波导或反射镜波导存在的问题，又能出现，既克服了地下透镜波导或反射镜波导存在的问题，又能防止大气对光波的干扰，是一种理想的传输介质。防止大气对光波的干扰，是一种理想的传输介质。1970年，年，美国康宁公司研制成功损耗为美国康宁公司研制成功损耗为20dB/km的石英光纤的石英光纤1974年，年，贝尔实验室发明了制造低损耗光纤的方法，

56、称贝尔实验室发明了制造低损耗光纤的方法，称作改进的化学汽相沉积法（作改进的化学汽相沉积法（MCVD）。）。光纤损耗下降到光纤损耗下降到1dBkm。1976年，年，日本电话电报公司研制出更低损耗光纤，损耗日本电话电报公司研制出更低损耗光纤，损耗下降到下降到0.5dB/km。1979年，年，日本电报电话公司研制出日本电报电话公司研制出0.2dB/km的极低损耗的极低损耗石英光纤（石英光纤（1.55 m），）， 就在光纤损耗获得巨大突破的同一年，美国贝尔实验室就在光纤损耗获得巨大突破的同一年，美国贝尔实验室研制成功研制成功室温下连续振荡的半导体激光器室温下连续振荡的半导体激光器。与气体激光器相比，半

57、导体激光器体积小，耗电少，又与气体激光器相比，半导体激光器体积小，耗电少，又能直接用电流调制，使用方便，这就为光纤通信技术的发展能直接用电流调制，使用方便，这就为光纤通信技术的发展创造了更为有利的条件。创造了更为有利的条件。1970年，年，美国贝尔实验室研制成功室温下连续美国贝尔实验室研制成功室温下连续振荡的半导体激光器（振荡的半导体激光器（LD） 半导体半导体LD室温下连续振荡是光源研究的重大突破室温下连续振荡是光源研究的重大突破室温下连续振荡半导体激光器初期的寿命很短，有的几室温下连续振荡半导体激光器初期的寿命很短，有的几小时，其至几秒钟就损坏了，即使如此，它仍为半导体激小时，其至几秒钟就

58、损坏了，即使如此，它仍为半导体激光器的发展奠定了基础。光器的发展奠定了基础。1977年，年，贝尔实验室研制成功室温下外推寿命为贝尔实验室研制成功室温下外推寿命为l00万万小时的小时的GaAlAs半导体激光器。至此，可以说推进光纤通信半导体激光器。至此，可以说推进光纤通信实用的两大障碍都得到了满意的解决。此后，各种光纤通信实用的两大障碍都得到了满意的解决。此后，各种光纤通信系统犹如雨后春笋般地发展起来。系统犹如雨后春笋般地发展起来。1976年，年，美国在亚待兰大成功地进行了速率为美国在亚待兰大成功地进行了速率为44.7 Mbit/s的光纤通信系统试验；日本电报电话公司开始了的光纤通信系统试验；日

59、本电报电话公司开始了64km、32Mbit/s突变折射率光纤系统的室内试验，并研制突变折射率光纤系统的室内试验，并研制成功成功1.3 m波长的波长的InGaAsP半导体激光器。半导体激光器。光纤通信系统光纤通信系统1979年，年，美国电报电话公司和日本电报电话公司研制美国电报电话公司和日本电报电话公司研制成功成功1.55 m连续振荡半导体激光器；同时进行了连续振荡半导体激光器；同时进行了1.3 m长波长波长光纤通信系统的试验。长光纤通信系统的试验。1980年年，美国标准化美国标准化FT3（码速为码速为44.7Mbit/s渐变折射率光纤）渐变折射率光纤）光纤通信系统投入商用；日本光纤通信系统投入

60、商用；日本400Mbit/s单模光纤通信系统现场试验。单模光纤通信系统现场试验。1982年以后，年以后，光纤技术发展很快，促进了光纤的应用和光纤光纤技术发展很快，促进了光纤的应用和光纤产业的迅速发展。现在光纤成本从产业的迅速发展。现在光纤成本从1980年的年的3美元美元/米降为米降为0.1美元美元/米以米以下，而光纤产业的产值却翻了几番。下，而光纤产业的产值却翻了几番。光纤通信系统光纤通信系统我国光纤通信技术发展的重大事件我国光纤通信技术发展的重大事件1974年：年：开始开始MCVD法熔炼光纤的研究。法熔炼光纤的研究。1975年：年：GaAs双异质结半导体激光器实现室温下连续振荡。双异质结半导

61、体激光器实现室温下连续振荡。1976年：年：拉制出第一根通信用石英多模光纤，在拉制出第一根通信用石英多模光纤，在0.85 m波波长处，损耗小于长处，损耗小于20dB/km。1978年：年：在全国科学大会上，展出了在全国科学大会上，展出了PCM-24路信号和彩色路信号和彩色电视信号的光纤传输试验。电视信号的光纤传输试验。1979年：年：8Mbit/s、5-7km光缆中继线路现场试验。光缆中继线路现场试验。1981年：年：研制出研制出InGaAsP/InP双异质结激光器、发光二极管双异质结激光器、发光二极管和和InGaAs-PIN FET光电二极管接收组件。光电二极管接收组件。1982年：年：8.

62、448Mit/s短波长短波长13.3km实用化市话中继光缆通信实用化市话中继光缆通信系统在武汉市电信局开通。系统在武汉市电信局开通。1983年：年：34Mbit/s长波长长波长1.31 m、13.3km市话中继光缆系统市话中继光缆系统在武汉开通。在武汉开通。1984年：年：长波长石英单模光纤的研究有较大突破，长波长石英单模光纤的研究有较大突破，1.31 m 波长损耗为波长损耗为0.8dB/km，1.55 m 时损耗为时损耗为0.5dB/km。我国光纤通信技术发展的重大事件我国光纤通信技术发展的重大事件现在，我国已基本形成了光纤通信产业，可满足国内市现在，我国已基本形成了光纤通信产业，可满足国内

63、市场的需要。我国已进入光纤通信大发展的新时期。场的需要。我国已进入光纤通信大发展的新时期。我国光纤通信技术发展的重大事件我国光纤通信技术发展的重大事件1986年：年：140Mbit/s、400Mbit/s和和560Mbit/s光纤数字通信光纤数字通信系统进行了实验室联试。系统进行了实验室联试。 1990年：年：第一条国产光缆水线过长江。第一条国产光缆水线过长江。 1991年：年：宁宁汉光缆通信工程通过国家验收，这是我国策一汉光缆通信工程通过国家验收，这是我国策一条条140Mbit/s长途光缆干线。长途光缆干线。2005年：年：3.2Tbit/s超大容量的光纤通信系统在上海至杭州开超大容量的光纤

64、通信系统在上海至杭州开通，是至今世界容量最大的实用线路。通，是至今世界容量最大的实用线路。 1970年：年：荷兰科学家荷兰科学家 L. J. Poldervaart教授首先提出。教授首先提出。1979年：年：钱学森定义光子学为钱学森定义光子学为“以光子作为信息或以光子作为信息或能量载体的一门科学能量载体的一门科学”，并提出我国应，并提出我国应大力发展光子技术和光子产业。大力发展光子技术和光子产业。光子学（光子学（Photonics）概念概念5. 光电子学与光电子器件光电子学与光电子器件人们认为世纪是人们认为世纪是“光子学光子学”世纪，当然电子学并世纪，当然电子学并未发展到尽头，还有很大的发展空

65、间，目前是光子学与电未发展到尽头，还有很大的发展空间，目前是光子学与电子学密切结合的阶段。子学密切结合的阶段。5. 光电子学与光电子器件光电子学与光电子器件光电子学：光电子学：研究作为信息载体和能量载体的光子的产生研究作为信息载体和能量载体的光子的产生控制探测及其应用的技术科学，是近代科学技术发展的控制探测及其应用的技术科学，是近代科学技术发展的带头科学之一，是集光子学与电子技术优点巧妙结合在一带头科学之一，是集光子学与电子技术优点巧妙结合在一起的新技术。起的新技术。光电子器件：光电子器件：建立在光电子学基础上的器件。建立在光电子学基础上的器件。光电器件：光电器件：利用光电效应把光信息（光能）

66、转变为电信利用光电效应把光信息（光能）转变为电信息（电能）的各种器件。息（电能）的各种器件。电光器件：电光器件：电信息（电能）直接转变为光信息（光能）电信息（电能）直接转变为光信息（光能）器件。器件。5. 光电子学与光电子器件光电子学与光电子器件一门科学：一门科学：光电子学是涉及学科面宽、技术密集程度高光电子学是涉及学科面宽、技术密集程度高的一门技术科学，它的发展水平代表着一个国家科学技的一门技术科学，它的发展水平代表着一个国家科学技术发展的水平和综合实力。术发展的水平和综合实力。物理学：物理学：激光物理、量子光学、激光等离子体物理激光物理、量子光学、激光等离子体物理化化 学：学：激光化学、分子束激光光谱等激光化学、分子束激光光谱等生物学：生物学：生物化学、激光生物学以及激光医学等。生物化学、激光生物学以及激光医学等。5. 光电子学与光电子器件光电子学与光电子器件一门技术：一门技术：与机械、化工、材料、能源、计量、环保以致与机械、化工、材料、能源、计量、环保以致于军事领域都有十分密切的联系。于军事领域都有十分密切的联系。5. 光电子学与光电子器件光电子学与光电子器件本课程涉及与信息技术