光电子学

摘要：随着科学的进步，光电子技术得到了蓬勃的发展。他不仅由多科学互相融合和互相渗透，而且在各个科学领域的应用也十分广泛，光电子技术指利用光子激发电子或电子跃迁产生光子的物理现象所能提供的手段和方法。本文主要研究了光电子技术的前世今生、发展历程、发展态势、重要应用以及光电子技术今后的发展应用和展望。通过本研究，我们可以更进一步地了解光电子技术的含义，熟悉光电子技术的发展历史、重要应用和所研究的方向、领域。 引言

随着社会科学的加速发展，光电子技术的应用越来越深入到社会生活的各个方面。今天，各种电子高科技产品太多源于光电子技术，可以说，没有光电子技术的加速发展就没有我们现在的美好生活。相信在以后的生活中，光电子技术会得到更普遍的应用，得到更多的人重视。自1960年世界第一台红宝石激光器的诞生起，光电技术的发展步伐明显加速，仪器、技术等更新频繁。 目前，人们都倾向认为光电子技术的发展历史应从1960年激光器的诞生算起。尽管其历史可追溯到19世纪70年代，但那时期到1960年，光学和电子学仍然是两门独立的学科，因而只能算作光电子学与光电子技术的孕育期。光电子技术是光学技术和电子学技术的融合，靠光子和电子的的共同行为来执行其功能，是世纪之交继微电子技术之后迅速兴起的一个高技术领域，在当今信息时代愈发占有重要的关键地位。20世纪60年代初出现的激光和激光科学技术，以其强大的生命力推动着光电子技术与产业的发展，至今光电子技术的应用已涉及科学、经济、军事和社会发展的各个领域，信息的探测、传输、存储、显示、运算和处理已由光电子和电子共同参与来完成。1888年，德国H.R.赫兹观察到紫外线照射到金属上时，能使金属发射带电粒子，当时无法解释。1890年，P.勒纳通过对带电粒子的电荷质量比的测定，证明它们是电子，由此弄清了光电效应的实质。1900年，德国物理学家普朗克在黑体辐射研究中引入能量量子，提出了著名的描述黑体辐射现象的普朗克公式，为量子论坚定了基础。1929年，L.R.科勒制成银氧铯光电阴极，出现了光电管。1939年，前苏联V.K.兹沃雷金制成实用的光电倍增管。20世纪30年代末，硫化铅红外探测器问世，它可探测到3μm辐射。40年代出现用半导体材料制成的温差电型红外探测器和测辐射热计。50年代中期，可见光波段的硫化镉、硒化镉、光敏电阻和短波红外硫化铅光电探测器投入使用。50年代末，美国军队将探测器用于代号为“响尾蛇”的空空导弹，取得明显作战效果。1958年，英国劳森等发明碲镉汞红外探测器。在军事需求牵引和半导体工艺等技术发展的推动下，红外探测器自60年代以来迅速发展。

随着1960年激光的出现，光电子技术有了一个强有力的研究武器，从而开始了其日新月异的发展。

当代社会和经济发展中，信息的容量日益聚增，随着高容量和高速度的信息发展，电子学和微电子学遇到其局限性，而光作为更高频率和速度的信息载体，会使信息技术的发展产生突破，信息的探测，传输，存储，显示，运算和处理将由光子和电子共同参与来完成。 光电子技术是光学技术和电子学技术的融合，靠光子和电子的共同行为来执行其功能，是世纪之交继微电子技术之后迅速兴起的一个高科技领域，在当今信息时代愈发占有重要的关键线性光学材料、衬底材料、传输材料和人工材料的微结构等、微加工和微机电、器件和系统集成等一系列从基础到应用的各个领域。光电子技术科学是光电信息产业的支柱与基础，涉及光电子学、光学、电子学、计算机技术等前沿学科理论。是多学科相互渗透、相互交叉而形成的高新技术学科。光电子技术是继微电子技术之后近30年来迅猛发展的综合性高新技术。

二 光电子技术的发展

1 光电子技术的发展简述

光电子技术是继微电子技术之后近30年来迅猛发展的综合性高新技术，是由光学技术和电子学技术相结合而形成的。1962年半导体激光器的诞生是近代科学技术史上一个重大事件。经历十多年的初期探索，从70年代后期起，随着半导体光电子器件和硅基光导纤维两大基础元件在原理和制造工艺上的突破，光 子技术与电子技术开始结合并形成了具有强大生命力的信息光电子技术和产业。可以说光电子学技术是电子学技术在光频波段的延伸与扩展。

2光通信的活跃发展

信息光电子技术是光电子学领域中最为活跃的分支。在信息技术发展过程中,电子作为信息的载体作出了巨大的贡献。但它也在速率、容量和空间相容性等方面受到严峻的挑战。采用光子作为信息的载体,其响应速度可达到飞秒量级、比电子快三个数量级以上,加之光子的高度并行处理能力,不存在电磁串扰和路径延迟等缺点,使其具有超出电子的信息容量与处理速度的潜力。充分地综合利用电子和光子两大微观信息载体各自的优点,必将大大改善电子通信设备、电子计算机和电子仪器的性能。光通信技术是光电子技术的一个主要方面,分无线光通信和光纤通信。无线光通信技术应用于空-空,地-空,地-地光通信以及星际光通信网,主要为军用和专业用。光纤通信技术在长距离和主干线应用上已趋完善,今后光纤通信主要应用于局域网络,计算机网络和多媒体通信进入家庭。

1）工作波段范围扩大和响应速度加快 激光器是光波段的相干辐射源，然而迄今为止，只有一些为数不多的固定波长器件和覆盖了较宽范围而功率不大的可调谐器件，不能适应不同应用对波长的需求。为了满足形形色色的使用要求，人们正在利用各种途径研制特定波长的激光器，包括探索新的激光工作介质和利用非线性光学效应产生新波段或新的可调谐波段。

2）更加适应恶劣环境

光电子器件从实验室走向应用现场，包括工业环境、战场环境乃至太空环境，必须经受严酷的环境考验。为此，有很多工作要做。为适应高、低温环境，采用保温、恒温、散热和制冷技术；为了抗核辐射和宇宙射线辐射，采用抗辐射加固技术。此外，一些基于新的工作原理、具有更好环境适应性的光电子器件不久将会问世。 三 光电子技术的应用

1 光电子技术在光纤通信的应用

光纤通信技术从1970年开始研究，1980年开始实用化，发展异常迅速。光波与电波相比近乎无线宽带，以及光纤微小的传输损耗，使得其在长距离、大容量、超高速通信和信息处理中成为主体。目前，光缆几乎遍布全球，光纤已敷设到路边，甚至许多城镇居民的门口。 2 光电子技术在科学研究的应用

科学研究的发展要求越来越精密的测量技术，而光电子技术正好能提供最精密、最灵敏、最快速的测量手段，为当今天文学、物理学、化学、生物学、计量科学和材料科学的发展做出了贡献。

3 光电子技术在诊断医疗的应用 光成像技术，包括可见光和红外成像技术已在肿瘤等各科疾病的临床诊断以及外科手术等许多医疗领域中得到广泛应用。还有许多利用光电子技术的诊断和医疗技术正在研究或临床试用。光电子技术将在医疗保健方面越来越多的造福人类。

光电子技术在当今信息时代愈发占有重要的关键地位，至今光电子技术的应用已涉及科

技，经济，军事和社会发展的各领域。信息的探测，传输，存储，显示，运算和处理已由光子和电子共同参与来完成。21世纪是光电子发挥作用的时代。在这样的一个发达的、信息共享的社会中，光电子技术发挥着异常重要的作用，没有光电子技术，在今天的社会，我们是寸步难行的，我们也不会有美好的生活。在以后的社会中，光电子技术必将越来越得到普及、得到应用，必将会把我们带进一个更加神奇的世界！让我们拭目以待吧！ 参考文献

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