光电技术论文详解.docxVIP

 PAGE \* MERGEFORMAT 8 光电技术 前言 光电技术作为信息科学的一个分支，它将传统光学技术、现代微电子技术、精密机械及计算机技术有机结合起来的新技术，是通过获取光的信息来提取其他信息的重要手段。光电技术包含信息采集、信息传输、信息处理等内容。信息采集类似于人的感官系统，负责获得原始的信息，主要由各类传感器完成。传感器将各类原始信息转换成与之对应的易于处理的电信号输出的装置。光电传感器以大容量、非接触式、在线和主动或取信息等优点，可实现纳米级和光子级测量，满足对信息获取的要求。现代信息技术的主体是光子技术与微电子技术，而光子技术与微电子技术结合，他们相互交叉、相互渗透与补充，就形成了光电信息技术，光电信息技术的主要内容是电光信息转换和光电信息的转换及其应用。光电产业已经成为21世纪最具有魅力的朝阳产业，光电技术产业以其特有的技术带动性、融合性和广泛适用性成为高新技术产业的主导产业，将成为新世纪经济发展的重要支柱。目前国际上广泛产业结构不断进行调整，使各行业不断融合和协调发展，在提升传统产业的作用中，光电技术具有高度创新性、渗透性和增值性。美国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“在国家安全与经济竞争方面有深远的意义与潜力”。并肯定“通信和计算机研究与发展的未来世界属于光子学领域”，美国商务部指出：“20世纪90年代，全世界光子产业以比微电子产业高得多的速度发展，谁在光子产业方面取得主动权，谁就将在21世纪的尖端科技较量中夺魁。在德国，政府也确定光子学是本世纪初“对保持德国在国际市场上的先进地位自关重要的关键技术之一”。在日本有评论认为“21世纪具有代表意义的主导产业，第一就是光子产业……” 我国政府十分重视光电子技术和产业的发展，已将它列入国民经济优先发展的领域，把光电子产业列为国家重点发展计划，继1986年3月王大恒等四位专家倡导“863计划”之后，在此基础上开始了“973计划”，这两个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、网络化浪潮的推动，中国的光电信息市场和产业也呈现出高速增长态势，成为拉动整个国民经济增长的第一支柱产业。【1】 二、正文 （一）、光电技术的运用 1.量子阱与超晶格材料与器件 半导体超晶格材料和量子阱结构与器件的研究得到了迅速发展。量子阱激光器的阈值电流达到了亚毫安，调制带宽达几十吉赫，极大地降低了功耗。半导体光放大器采用了量子阱结构，仅用不同阱宽#不同数量的量子阱就可得到超过70nm。平坦增益带宽的放大器。量子阱超晶格材料由于存在室温激子，使量子效应器件具有较强的非线性光学特性，据此己制作了光开关、光存储、光逻辑等多种功能的量子效应器件。量子阱结构使垂直腔面发射激光器得以实现。它有利于发挥光子的并行操作能力，对光通信、图像处理、模式识别、神经网络、激光打印、光存储读/写光源、光互连和光显示等方面的发展起重大作用【2】。 2.光子晶体的发展 光子晶体半导体新型光子器件、有机聚合物光子晶体、光子晶体光纤和光子晶体光纤放大器均取得一定的进展。由光子晶体光纤产生的宽带超连续谱获得了超高分辨率的层析成像，对生物组织层析纵向分辨率达1.3μm|8|。 3.有机发光材料与器件 有机发光材料作为新一代的显示与照明技术，受到人们的广泛重视。与液晶相比有机电致发光器件具有主动发光、超轻、超薄、对比度好、视觉宽、响应速度快发光效率高、温度适应性好、生产工艺简单、驱动电压低、耗能低和成本低等显著特点。 （二）、光电技术产品 1.1传感器概念 在国家标准《传感器通用术语》中，对于传感器的定义如下：“能感受（或响应）规定的被测量，并按照一定规律转化成可用信号输出的器件或装置。传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件以及相应的电子线路所组成。”通俗说就是将物理量或化学量转变为电量（或电磁量）的器件或元件叫做传感器。传感器也称作变换器、换能器，或探测器。传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路3部分组成，如图1 图 1传感器组成图 敏感元件就是能直接感受被测量，并以确定的关系输出某一物理量的元件。例如，弹性敏感元件可将力转换为位移或应变输出；转换元件可将敏感元件输出的非电物理量（如位移、应变、光强等）转换成电路参数（如电阻、电感、电容等）；而基本转换电路的功能是将上述电路参数量转换成便于测量的电量，如电压、电流、频率等。 1.2传感器的分类 （1）按被测物理量分类 传感器按被测物理量可分为位移传感器、速度传感器、力（压力）传感器、温度传感器、湿度传感器等，而上述每一种传感器又可据其派生物理量加以细分，如位移传感器可包括线位移传感器、角位移传感器等。 （2）按传感器的工作原理分类 按传感器的工作原理不同可以将