光电子技术第1课.pptVIP

光电子技术第一课 王炜路 TelQQEmail：wlwang@ecit.cn 今日内容 教师个人简介 课程注意事项 绪论 第一章 光传播基本定律 电子技术 光电子技术发展简史 课堂测试 1.写出电磁波有哪些性质（2分） * 教师个人简介 故乡：景德镇 学习经历：江西师大，中国科学院 研究方向：核聚变发电，量子计算机， 1.聚变发电 能源危机： 化石能源：2050石油枯竭，煤炭，可燃冰； 太阳能；风能；海洋能；核能：裂变和聚变 东方超环（EAST） 1.65亿元人民币。 韩国3亿美元， 美国5.7亿美元。 ITER 100亿美元 2.量子计算机（摩尔定律18月 P4，2000） 速度（大数质因子分解）100亿年 vs 30秒 解密 量子隐形传输 8月17日97公里 课程注意事项 考试成绩： 30%（10%作业+20%课堂测试) +70% 纪律：严禁旷课，上课说话 绪论 光电子技术 信息技术 微电子技术 光子技术 能量ε=hν 动量p=hν∕c 光子的质量： 9.3×10^-36 千克 光子的半径： 0.00313飞米 光电相互作用 光电效应的发现和研究 40年代，最早出现的光电子器件 是光电探测器（红外探测器） 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 1960年激光的出现，光电子技术开始了其日新月异的发展。 激光测距仪，各种激光武器，激光可控核聚变 其中有192束激光在瞬间释放出 1.875兆焦耳的能量，相当于目 前整个美国在任意一个时刻消耗电量的一千倍 1964年液晶：液晶显示器 8000平方米LED显示单元，304个升降台 1966年- 80年代初，光纤通信开始发展。 光纤之父高锟 光电子技术在光储存方面： 光盘，CD、VCD，DVD 光计算机 传输和处理的信息量极大 信息处理速度比电子计算机要快数百万倍 能量消耗却极低 第一章 光传播基本定律 1.1 电磁波谱与光辐射 电磁波的产生 麦克斯韦预言电磁波 平面电磁波 P100，《物理学》下册，第四版，马文蔚 高等教育出版社 二 平面电磁波的特性 (1)电磁波是横波, (3) 和 同相位 (2) 电磁波是偏振波 (4) 和 数值成比例 (5)电磁波传播速度为 真空中波速等于光速 1888年赫兹在人类历史上首先捕捉到电磁波。 + - + 振荡电偶极子 + - + + + + + + + - 电磁波谱及应用 光辐射：紫外辐射、可见光和红外辐射 1.2 辐射度学与光度学基本知识 探测和计量光辐射 辐射度单位 只与辐射客体有关的量 辐通量（又称为辐射功率）或者辐射能 基本单位是瓦特（W）或者焦耳/秒（J/s） 整个电磁波段 光度单位 反映视觉亮暗特性 基本量的是发光强度 基本单位是坎德拉 可见光波段 辐射量 ⑴ 辐射能（量）。辐射能是以辐射形式发射或传输的电磁波（主要指紫外、可见光和红外辐射）能量。 一般用符号Qe表示，其单位是焦耳（J）。 ⑵ 辐射通量。辐射通量?e又称为辐射功率， 定义为单位时间内流过的辐射能量，即 单位：瓦特（W）或焦耳/秒（J/s） ⑶ 辐射出射度。Me是用来反映物体辐射能力的物理量。 定义为辐射体单位面积向半空间发射的辐射通量，即 单位：W/m2 ⑷辐射强度。 定义为：点辐射源在给定方向上发射的在单位立体角内 的辐射通量，用Ie表示，即 由辐射强度的定义可知，如果一个置于各向同性均匀 介质中的点辐射体向所有方向发射的总辐射通量是?e， 则该点辐射体在各个方向的辐射强度Ie是常量，有 单位：瓦特?球面度-1（W?sr-1） S ? d? dS d? ⑸ 辐射亮度 为面辐射源在某一给定方向上的辐射通量。如图所示。 式中?是给定方向和辐射源面元法线间的夹角。 显然，一般辐射体的辐射强度与空间方向有关。 但是有些辐射体的辐射强度在空间方向上的分布满足 单位： 瓦特/球面度?米2（W/sr?m2） 式中Ie0是面元dS沿其法线方向的辐射强度。符合上式规律 的辐射体称为余弦辐射体或朗伯体。 余弦辐射体的辐射亮度为 可见余弦辐射体的辐射亮度是均匀的，与方向角?无关。 余弦辐射体的辐射出射度为 S ? d? dS d? ⑹辐射照度。在辐射接收面上的辐照度 定义为照射在面元dA上的辐射通量 与该面元的面积 之比。即 ⑺单色辐射度量 对于单色光辐射，同样采用上述物理量表示，只不过均定义