光电检测技术绪论.ppt

1、2010,光电检测技术,(Photo-electronic Detection Technique),光电技术,光电技术是由光学、激光、电子学和信息技术相互渗透而形成的综合性、交叉性学科技术， 光电技术包括光的产生、传输、调制、放大、频率转换和检测以及光信息处理等。 光电子技术通常按光子的功用分两个层次： 光子作为信息的载体，应用于信息的获取、传输、存储、显示、处理及运算，称为信息光电子技术； 光子作为能量的载体，作为高能量和高功率的束流（主要是激光束），应用于材料加工、医学治疗、太阳能转换、核聚变等，称为能量光电子技术。,光电技术,20 世纪60 年代初出现的激光和激光技术，以其强大的生命力

2、推动了光电子技术及其相关产业的发展。光电子技术所涵盖的激光技术、光导波技术、光检测技术、光计算和信息处理技术、光存储技术、光显示技术、激光加工与激光生物技术等已经在经济中发展形成了光电子信息产业，它将继微电子技术之后，再次推动科学技术的革命与人类社会的进步。,二十世纪末，信息载体正在由电磁波段扩展到光波段，从而使光电科学与光机电一体化技术集中在光信息获取、传输、处理、记录、存储、显示和传感等的光电信息产业上。 我国的光电子行业与发达国家几乎同时起步，在激光、光纤（光缆）、光器件方面的技术和产业水平已经达到或接近国际先进水平。光电子行业已经形成了五大类产业格局：光电子材料与元件产业、光信息产业、

3、现代光学产业、光通信产业、激光器与激光应用产业。光电子技术的应用涉及科技、经济、军事和社会发展的各个领域。,光电子产业,光电科学与光机电一体化技术之树,光通信向超大容量、高速率和全光网方向发展，超大容量DWDM的全光网络以及光纤通信到区域和用户将成为主要的发展趋势。当前，光纤通信技术的发展要实现光电集成化，提高响应速度和灵敏度，发展宽波段光纤放大器和半导体光放大器(SOA)。 光显示将向全高清晰度（Full HD）、大屏幕、超薄型、低成本、低功耗、高画质方向发展。,光电子产业发展趋势,光存储将开发出新一代高密度、高速光存储技术和系统。为提高存储密度，激光波长向短波方向发展，第三代高密度数字多功

4、能光盘即HD-DVD光盘（蓝碟）存储即将兴起，使用GaN半导体激光器，波长为410nm（蓝光），存储容量达到27GB。多层存储方案和三维全息存储技术是未来技术发展方向。 光输出、输入产品向多功能、高速化、低成本方向发展,光电子产业发展趋势,光器件的发展趋向小型化、高可靠性、多功能、模块化和集成化。激光技术正向全固化、超短波长、微加工和高可靠性等方向发展，微/小/中型器全固态激光器沿着多样化、智能化、产业化方向发展，大功率器件将向高平均功率/高光束质量发展，大功率半导体激光器及其阵列将成为新型高能激光源，而作为战略性应用的高能全固态激光器将得到军方高度重视。 光子计算与光信息处理产业、全光电子通

5、信产业、光子集成器件产业、聚合物光纤光缆产业、聚合物光电器件产业和光子传感器产业等，将成为未来光电子产业发展的重要组成。,光电子产业发展趋势,光电子产业在上世纪末达到一个高潮，在美国9.11 事件后的2000-2002 年间，国际光电子技术市场产生大滑坡。从2003 年开始，国际光电子产业市场重新步入上升轨道。2000年，全世界光电子产业总产值为1800亿美元，到2010 年，产值估计将达到4500亿美元，以光电子信息技术为主导的信息产业将形成5万亿美元的产业规模。2010年至2015 年，光电子产业可能会取代传统电子产业，成为21世纪最大的产业，成为衡量一个国家经济发展和综合国力的重要标志。

6、,光电子产业发展趋势,光电子产业在上世纪末达到一个高潮，在美国9.11 事件后的2000-2002 年间，国际光电子技术市场产生大滑坡。从2003 年开始，国际光电子产业市场重新步入上升轨道。2000年，全世界光电子产业总产值为1800亿美元，到2010 年，产值估计将达到4500亿美元，以光电子信息技术为主导的信息产业将形成5万亿美元的产业规模。2010年至2015 年，光电子产业可能会取代传统电子产业，成为21世纪最大的产业，成为衡量一个国家经济发展和综合国力的重要标志。,光电子产业发展趋势,近十年来，国内光电子产业处在迅猛发展状态。2006 年，全国光电子产值超过了1100 亿元人民币，

7、每年以20%左右的速度增长。目前，我国光电子产业约占全球市场的5%，估计到2010年，我国将有450多亿美元的产值，占世界市场10%左右的份额。,光电子产业发展趋势,所谓光电系统, 就是以光波作为信息和能量的载体而实现传感、 传输、 探测等功能的测量系统。 光波作为能量载体可提供： 极高功率密度与能量密度的光能(1015w/cm2) 极短的光脉冲(0.2fs) 极精细的光束等(0.13m) 极高的单色性(10-nm) 创造出极端的物理条件： 极高和极低的温度(20nK) 极高的压强(3.31011Pa) 极精密的刻划(0.1m) 极精细的加工(0.1m),光电系统,光电系统,与电子系统相比，

8、光电系统最大的不同在于信息和能量载体的工作波段发生了变化。 可以认为， 光电系统是工作于电磁波波谱图上光频段的电子系统。 与电子系统相比， 光电系统载波的频率提高了几个量级。 这种频率量值上的变化使光电系统在实现方法上发生了质变， 在功能上也发生了质的飞跃。 主要表现在载波容量、响应速度、精度(角分辨率、 距离分辨率和光谱分辨率)大为提高。 它在各个领域(通信、 雷达、 精导、 导航、 观瞄、 测量)等领域获得广泛应用。特别是军用领域获得了很大成功， 呈现出迅速发展的态势,光电记时器,测温仪,电子警察系统,美军“宝石路”系列激光制导炸弹,中国激光制导炸弹家谱,哈勃太空望远镜,太 阳 系,多量子

9、阱红外探测器,光电倍增管,光电探测技术 激光技术 光纤通讯技术 显示技术 光调制技术 光电成像技术 集成光学技术,广义的光电技术,教学目标,光电检测技术的基本原理； 光电检测技术常用光电器件(原理、特点、性能、使用要点和选用原则）； 光电检测系统的基本构成及设计原则； 光电检测技术的基本应用。 注重其实用性，亦称光电技术,光电检测系统基本模型,光发射机,光学信道,光接收机,光源,主动式光电检测系统基本模型,光学信道,接受透镜系统,光调制器,光电探测器,检测电路,光发射机,光接收机,目标热辐射,被动式光电检测系统基本模型,光学信道,接受透镜系统,光电探测器,检测电路,光发射机,光接收机,光电检测技术课程内容,第一章 光辐射与发光器件 第二章 光电探测器概述 第三章 光电探测器件 第四章 热电探测器件 第五章 光电成象器件 第六章 光调制器件 第七章 直接探测系统 第八章 外差(相干)探测系统 第九章 光电检测电路的设计