《光电子技术及检测》教学改革探讨

第一篇：《光电子技术及检测》教学改革探讨

《光电子技术及检测》教学改革探讨

摘要：针对目前《光电子技术及其检测》课程存在的问题及形成原因进行了分析，结合本学院的特点，讨论了教学内容和方式、实践教学、课外科技活动及考核方式等方面的改革措施。

关键词：光电子技术；教学内容；教学改革；实践教学

中图分类号：G642 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）013-000-01

光电子技术是由电子技术和光子技术互相渗透、优势结合而产生的，是一门新兴的综合性交叉学科，已经成为现代信息科学的一个极为重要的组成部分。《光电子技术及其检测》是本学院电子科学与技术专业的专业核心课程，该课程是一门理论和实践紧密结合的重要课程，在授课过程中要把课程特点和专业性质结合起来，系统介绍光电子技术的理论基础和实际应用。然而对于不同类型学校的不同学生，对知识点掌握的要求、教学的方式以及授课的难易度都不应该完全相同。为了紧密结合本校培养应用型人才的办学理念，培养学生的学习兴趣和创造力，拓展知识面，指导学生的就业方向，对教学内容和方法、实验教学环节及考核方式做一些改进是非常必要的。

一、教学内容及方法

本课程介绍光电子技术的理论和应用基础，介绍光电子系统中关键器件的原理、结构、应用技术和新的发展。通过本课程的学习，应使学生掌握常用的光源及光度学的基本知识，理解光电子技术的基本原理、基本概念，了解光电子技术的应用实例，了解光电子领域的新成果和新进展，对光电子技术有比较全面、系统的认识和理解。

本课程安排在第五学期，学时数为32，由于课时较少，最初选择的教材并不太合适，经过调整选用郭天太编写的《光电检测技术》（华中科技大学出版社）。其中基础理论知识涉及到许多物理光学、晶体光学、半导体理论等基础知识，讲授过程中需要借助大量的新概念介绍、公式推导等，这样会占用较多的课时，并且学生对枯燥的公式推导比较抵触，很可能使他们从开始就失去对该课程的兴趣；另外，光电系统和应用部分的内容涉及到很多具体的光电器件，如果仅仅依靠课堂上用板书或多媒体课件讲授，很可能只让学生对此只有一些概念上的了解而不是真正掌握，在实际应用中仍然比较陌生。针对该现状，在教学内容上应该强调基本原理、基本概念的讲解，尽量避免大量复杂的数学公式推导，讲解时理论联系实际，适当增加flash动画、视频材料，尽量调动学生对本课程的兴趣。

二、实践教学

本课程所对应的实践环节为《光电子技术与器件分析实验》课程，目前包含的实验内容有：LD/LED光源特性测试实验；COMS传感器；线阵CCD原理及应用实验；光电倍增管实验；光纤数值孔径测试实验；太阳能电池综合实验；光电探测实验；液晶光阀电光特性实验。这些实验内容相对应的实验仪器一般为固定的实验箱，这些实验箱通常做成集成式的结构，也就是很多光电器件已经被固定在实验箱上，只要按照实验指导书的要求进行连线，按下相应的开关就可以进行实验。这一类的实验基本都是验证性的，不能很好的服务于理论教学，不利于学生对实验内容的理解，他们的创新思维和创新能力都得不到提高。另外，实验室的硬件条件也是影响到实验效果的重要原因，由于光电实验的特殊性，一台实验箱最多能满足两位同学做实验，目前的实验仪器的数量很难满足所有同学同时开展实验，需要分批进行，严重制约了实验教学的正常开展。

针对实验教学环节存在的一系列问题，建设了相应的实训平台，增加实践环节的就业导向作用，针对目前光电子行业的发展趋势，增加“光伏发电实训平台”和“光电器件和光电技术综合设计平台”。其中，“光伏发电实训平台”是结合本学院“国家级大学生实践基地”项目进行，可开设的实验内容有：光伏系统电气装配实训、分布式发电技术、光伏建筑一体化、光伏发电系统、光伏电站电气控制、现代电能质量标准与测量技术、光伏电站安装调试实训、光伏跟踪PLC控制实训、光伏电站运行调试实训、光伏电站监造实训、光伏电站检测验收实训、光伏逆变与储能控制实训等。“光电器件和光电技术综合设计平台”克服了之前实验箱的弊端，采用模块化的实验方式，可提供更多的同学开展不同的实验项目。该平台由光学导轨、光学元件、电学元件、光电传感器组件、各种不同应用的电路模块以及仪器仪表等部分构成，除了可以完成平台自有的众多实验项目外，学生还可依托平台的各种模块自行设计搭建各种实验，还可作为相关专业的课程设计与毕业设计平台。这样便有利于学生深入理解基础理论，全面掌握综合技能，使所学知识得到系统锻炼，有利于开发开放性的实验教学内容，加强实践研究与应用开发工作的进展，有利于培养学生独立思考与创新思维。

三、课外科技活动

除了理论教学和实验教学环节，适当的专业相关的课外科技活动能够激发学生对课程的兴趣，使学生在课外能够提高动手能力、创新设计能力及团队协作能力。结合学校的“科技节”活动，学院在教学改革过程中学院开展了“光伏设计大赛”，学生参与十分积极踊跃，效果很好。另外，要开展校企合作，由相关光电子企业的专家和技术人员对学生开设课程和专题讲座，介绍一些前沿的知识，拓展学生的视野，指导学生的就业方向。

四、考核方式

考核一直以来都是学生最关注的环节，也是教师们一直在尝试改革的环节。对于本课程的理论教学环节，一直以来都采用闭卷考试，而实践环节都采用考察的方式。闭卷考试对于学生来说，需要对理论知识及理论知识的掌握非常熟练，这样就会导致学生的考前突击，并没有真正掌握课程内容。因此针对教学内容的改变，考核内容也应相应的重基本概念、基本原理和应用领域，回避复杂的理论分析和理论计算。另外，考核方式也不应只靠最后一次成绩定论，要结合平时课堂成绩、实验环节以及课外科技活动的表现，这样的考核方式既可以让学生重视理论知识，又不能忽略实践环节和相关的课外环节。

五、结束语

以上就是对本学院《光电子技术及其检测》课程的教学现状分析及改革方式。通过对教学内容和方式、实践教学、课外科技活动及考核方式等环节的改革，以期提高学生对光电类课程的兴趣，开拓视野，培养他们的实际操作能力、创新设计能力，真正对就业起到导向作用。

作者简介：李 路（1983-），男，汉族，江苏连云港人，硕士，讲师，研究方向：太阳能电池及应用。

第二篇：光电子技术

光电子技术

1.世界上第一台激光器，由修斯研究室的梅曼研制，并最终在1960年成功运转。（红宝石激光器）

2.黑体：能够完全吸收任何波长的电磁辐射。

3.跃迁：原子中的电子在特定的轨道上运动，并具有能量，各能量级能量不连续，当原子从某一能级吸收或释放了能量，转移到另一能级时，就称为跃迁。4.自发辐射：处于高能级E2上的原子自发的向低能级E1跃迁，并发射一个频率v=（E2-E1）/h的光子的过程称为自发辐射跃迁。5.受激辐射：处于高能级E2上的原子在频率为v=（E2-E1）/h的辐射场激励作用下或在频率为v=（E2-E1）/h的光子诱发下，向低能级E1跃迁并辐射出一个与激励辐射场光子或诱发光子的状态(包括频率、运动方向、相位等)完全相同的光子的过程称为受激辐射跃迁。

6.受激吸收：受激辐射的反过程为受激吸收过程，一般也称作吸收。

7.激光产生的基本原理：在受激辐射跃迁的过程中，一个诱发光子可以使处在上能级上的发光粒子产生一个与该光子状态完全相同的光子，这两个光子又可以去诱发其他发光粒子，从而产生更多状态相同的光子。必要条件：使激光工作物质处于粒子束反转状态。粒子束反转：采用诸如光照、放电等方法从外界不断地向发光物质输入能量，把处于下能级的发光粒子激发到上能级去，便可使上能级E2的粒子数密度超过下能级E1的粒子数密度的状态。此时，受激辐射大于受激吸收。

8.激光器构造：由三部分构成，包括激光工作物质(基质与激活粒子)、泵浦源（对激光工作物质进行激励）和光学谐振腔（得到稳定、持续、有一定功率的高质量激光输出）。9.激光粒子的能级系统：1三能级系统2四能级系统（P9页）

10.光学谐振腔：是常用激光器的三个主要组成部分之一。它是在激活物质两端适当位置放置两个反射镜组成。主要作用：1.提供光学正反馈作用。2.产生对振荡光束的控制作用。11.谐振腔的Q值：品质因数Q=ωW/ρ,式中ω为角频率，W为存储在谐振腔内的能量，ρ为每秒损失的能量。（P21页）12.横模：激光光束横截面上稳定的光场分布称之为横模。

13.激光纵模：激光器谐振腔内获得振荡的几种波形（波长稍微不同）沿光轴方向的分布。14.纵模的选择:1短腔法：两个相邻纵模间的频率差Δνq=νq-νq-1=c/2L’

(L’=(L-l)+nL表示谐振腔的光学长度；n晶体折射率，L物理长度，l晶体长度，c表示真空中的光速）例：在氦氖激光器中，其荧光谱线ΔνF约为1500MHZ。若激光器腔长为10cm，则纵模间隔Δνq为Δνq= c/2L’=3*108m/s /2*1*10*10-2m=1500MHZ 15.稳频技术:通常讲的频率的稳定性包括两方面：一是“稳定度”，指的是激光器在连续工作期间内它的频率该变量Δν’在振荡频率ν中所占的比例，即

Δν’/ν。二是“复现度”，指的是同样设计、同样方法制成的激光器在同样条件下使用时相互之间的频率偏差，或是在完全不同设计、和不同条件下，用相同的能级跃迁所制成的激光器，其振荡频率与与原子跃迁中心频率的偏差，如果这方面的偏差用Δν表示，则其在ν中所占比例Δν’’/ν称为复现度。

16.固体激光器：一般采用光激励（泵浦灯），其能量转换环节多，所以效率低。（光的激励能量大部分转换为热能）。气体激光器：一般采用电激励，其效率高、寿命长，长采用连续方式。

17.掺钕钇铝石榴激光器（YAG）：典型的四能级系统，激光波长为1.0641μm，优点是阈值功率低，可以做成连续激光器，输出功率已达千瓦量级。激光输出为多纵模。每次脉冲

’’输出功率在几千瓦以上。

18.红宝石激光器：属于三能级激光器，是最早的一种激光器。它的效率比较低，但由于它发射694.3nm的红光且能得到相干性好的单模输出，当研究顺便过程的全息照相时，作为可见光脉冲光源是比较合适的。

19.尖峰振荡效应：不加任何特殊装置的固体脉冲激光器，在一次输出中，激光脉冲的宽度大约是ms数量级。经过仔细的观察和分析会发现，这个脉冲并不是平滑的，而是包含着很多宽度更窄的短脉冲序列。而且随着激励的增强，短脉冲的时间间隔会更小。这种现象被称做弛豫振荡效应或尖峰振荡效应。其定性解释：一个短脉冲形成和消失，可以由激光系统反转粒子数密度的增减变化来解释。造成系统反转粒子数密度增加的因素是光泵浦，其增加速率在一个短脉冲序列的消长过程中可以看成是不变的。是反转粒子数密度减少的因素是受激辐射，其减少速率则是因腔内光子数密度的多少而变化。20.调Q技术原理：初期它处于关闭状态（Q值很低），抑制受激辐射的作用，在泵浦抽运工作一段时间后，突然将Q值提高（Q开关导通），上能级粒子瞬间释放，获得高功率巨脉冲。（腔内储存的能量通过受激辐射一下释放出来，瞬间达到获得高功率巨脉冲的目的）。

21.电光调Q激光器 ：（电光效应：对于某些晶体经过特殊方向的切割后，如果在某个特定的方向上外加电压，就可以通过它的线偏振光改变振动方向。）原理流程图如下（P60页）

22.声光Q开关原理：声光介质在超声波的作用下，介质的折射率会发生周期性的变化，使介质变成为正弦相位光栅，当光通过此介质时，由于衍射会造成光的偏折。如果这个装置放在激光器腔内，就会增加损耗改变腔的Q值。

其流程如下：（Ｐ６１页）

23.三基色：本质是三基色具有独立性，三基色中任何一色都不能用其余两种色彩合成。三基色具有最大的混合色域，其他色彩可由三基色按一定的比例混合出来，并且混合后得到颜色数目最多。红、绿、蓝为色光三基色。为了统一认识，１９３１年国际照明委员会规定了三基色的波长：红光为７００．０ｎｍ，绿光５４６．１ｎｍ，蓝光为４３５．８ｎｍ。

24.相加混色原理 ：由两种或两种以上的色光相混合时，会同时或者在极短时间内连续刺激人的视觉器官，使人产生一种新的色彩感觉。称这种色光混合为加色混合。这种由两种以上色光相混合，呈现一种色光的方法称为色光加色法。

25.激光显示技术：分三种类型；第一种是激光阴极射线管LCRT（laser cathode tube）,其基本原理是用半导体激光器代替阴极射线显像管荧光屏的一种新型显示器件；第二种是激光光阀显示，基本原理是激光束仅用来改变某些材料（如液晶等）的光学参数（如折射率或透过率）而再用另外的光源使这种光学参数变化而形成的像投射到屏幕上，从而实现图像显示；第三种是直观式（点扫描）电视激光显示，它是将经过信号调制过的RGB三色激光束直接通过机械扫描方法偏转扫描到显示屏上。

26.德国 Jenoptik 公司ＲＧＢ全固态激光器光路图：Oscillator振荡器；Amplifier放大器；SHG倍频，频率增加一倍，波长减少一半;SFM和频;OPO（Optical Parametric Oscillation）光学参量振荡器；AOM（Acoustic Optical Modulator）声光调制器；KTA crystal（KTA晶体，砷酸钛氧钾）；LBO晶体（三硼酸锂）；流程图如下：（p113页）

27.光电探测器的物理效应：通常分为两大类：光子效应和光热效应。光子效应：指单个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应，对光波频率表现出选择性，在光子直接与电子相互作用的情况下，其影响速度一般比较快。（光电效应：在光的照射下，某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流。）光热效应：指材料收到光照射后，光子能量与晶格相互作用，振动加剧，温度升高，由于温度的变化而造成物质的电学特性变化。

28.光电发射效应：在光照下，物体向表面以外的空间发射电子（即光电子）的现象，称为光电发射效应。爱因斯坦方程：Ek=hυ—Eψ，Ek=mv/2是电子离开发射体表面时的动能；m是电子质量；v是电子离开时的速度；hυ是光子能量，Eψ是光电发射体的功率函数。光电发射效应发生的条件：υ≥Eψ/h≡υc（入射光波的截止频率），或用波长表示时：λ≤hc/ Eψ≡λc（截止波长）。

29.光电导效应：在光线作用下，对于半导体材料电导率吸收了入射光子能量，若光子能量大于或等于半导体材料的禁带宽度，就激发出电子空穴对，使载流子浓度增加，半导体的导电性增加，阻值降低，这种现象称为光电导效应。（P148页）30.光伏效应：如果光导现象是半导体的材料的体效应，那么光伏现象则是半导体材料的“结”

效应。当照射光激发出电子-空穴对时，电势垒的内建电场将把电子-空穴对分开，从而在势垒两侧形成电荷堆积，形成光生伏特效应。（光照零偏PN结产生开路电压的效应，又称光伏效应。）31.温差电效应：当两种不同的配偶材料（可以是金属或半导体）两端并联熔接时，如果两个接头的温度不同，并联回路中就产生电动势，称为温差电动势，回路中就有电流流通。如果把冷端分开并与一个电流表连接，那么当光照熔接端时，熔接端吸收光能使其温度升高，电流表就有相应的电流读数，电流的数值间接反映了光照能量的大小。——用热电偶来探测光能的原理。

232.热释电效应：当强度变化的光打到晶体上，引起材料温度变化——电极化强度发生变化——面电荷发生变化——产生热释电电流。压电晶体：发生压电效应的晶体。压电效应：某些晶体在特定的方向上施加外力，那么就会在某两个表面产生面电荷，当外力消失，晶体回到不带电。

33.量子效率η：灵敏度R从宏观描述了光电探测器的光电、光谱以及频率特性，量子效率则是对同一问题的微观-宏观描述。

η=hυRi/e（Ri电流的灵敏度），光谱量子效率

：ηλ =hcRiλ/eλ

(c是材料的光速)34.归一化探测度D*：

D*大的探测器其探测能力一定好。

35.光电导探测器——光敏电阻：利用光电导效应而工作的探测器。光电导效应是半导体材料的一种体效应，无需形成PN结，故又常称为无结光电探测器。这种元件在光照下会改变自身的电阻率，光照愈强，元件自身的电阻率愈小，因此常常又称光敏电阻或光导管。本征型光敏电阻一般在室温下工作，适用于可见光和近红外辐射探测；非本征型光敏电阻通常必须在低温条件下工作，常用于中、远外辐射探测。由于光敏电阻没有极性，只要把它当做电阻值随光照强度而变化的可变电阻器对待即可，因此在电子电路、仪器仪表、光电控制、计量分析、光电制导、激光外差探测等领域获得了十分广泛的应用。常见的光敏电阻有CdS、CdSe、PbS以及TeCdHg等。其中CdS是工业上应用最多的，而PbS主要用于军事装备。

36.光频外差探测技术：原理：基于两束相干光在探测器光敏面上的相干效应。故也常称为光波的相干探测。相干光：振动方向相同，振动频率相同，相位相同或相位差保持恒定。37.曼莱-罗威关系：公式（P307页）

相互作用中三个光电场光子数的变化关系：ω1和ω3的光子数之和及ω2和ω3的光子数之和在非线性过程中始终保持不变。ω1与ω2光子数之差保持不变。如果频率为ω1与ω2的两个光子同时湮灭，可以产生频率为ω3的一个光子，这就是和频与倍频的情况。反过来ω3光子湮灭，同时产生两个频率为ω1与ω2的光子，这就是参量产生的过程。

38.相位匹配技术：为有效的进行非线性光学频率变换，必须使参与互作用的光波在介质中传播时具有相同的相速度。实现有效频率变换的方法之一是相位匹配技术，利用非线性晶体的双折射与色散特性达到相位匹配。39.单轴晶体的相位匹配条件及匹配角：(折射率)负单轴晶体——n0>ne。正单轴晶体——ne>n0.40.二次谐波的产生：能量守恒和动量守恒（P314页）

41.参量振荡器：光学参量振荡器（OPO）是利用非线性晶体的混频特性来实现频率变换的器件，其中有一个或两个光波具有振荡特性，具有谐振腔。具有调谐范围宽、结构简单及工作可靠等特性。光学参量放大的原理：实质上是一个差频产生的三波混频过程。由曼莱-罗威关系可知，在差频过程中，每湮灭一个最高频率的光子，同时要产生两个低频光子，在此过程中这两个低频获得增益，因此光学参量放大器可作为他们的放大器。如果将非线性晶体置于谐振腔中，并用强的泵浦光照射，当增益超过损耗时，在腔内可以从噪声中建立起相当强的信号光及空闲光。在光学参量振荡器中建立起来的两种频率的光波，任何一个光波都可以称为信号光或者空闲光。

42.参量振荡器的阈值：判断阈值与什么参量有关系？（P331页公式）

式中，k=

；gs为模耦合系数；l为有效参量增益长度；τ为1/e处脉冲半宽度；L=L’+(n-1)l;L’为OPO腔长；l为非线性晶体长度；n为信号输出 100μJ时（定义为阈值临界状态）腔内振荡次数；Pn为阈值处信号波能量；P0为参量量子噪声能量；a为参量光在介质中的场吸收系数；R为腔内各种损耗的总和。

43.光的干涉：用波的叠加而引起强度从新分配的现象。三个必要条件：频率相等，两束光存在相互平行的振动分量，位相差δ（P）恒定。

第三篇：光电子技术(论文)

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。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。

光电子技术是一个比较庞大的体系，它包括信息传输，如光纤通信、空间和海底光通信等；信息处理，如计算机光互连、光计算、光交换等；信息获取，如光学传感和遥感、光纤传感等；信息存储，如光盘、全息存储技术等；信息显示，如大屏幕平板显示、激光打印和印刷等。其中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。

如果说微电子技术推动了以计算机,因特网,光纤通信等为代表的信息技术的高速 发展,改变了人们的生活方式,使得知识 经济 初见端倪,那么随着信息技术的发展,大容 量光纤通信 网络 的建设,光电子技术将起到越来越重要的作用.美国商务部指出: “90 年 代, 全世界的光子产业以比微电子产业高得多的速度发展, 谁在光电子产业方面取得主动权, 谁就将在 21 世纪的尖端科技较量中夺魁”.日本《呼声》月刊也有类似的评论: “21 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,第三是健康和福利产 业……” ,可以断言,光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类 科学 技术的革命.1 世界光电子技术和产业的发展 光纤通信技术的发展速度远远超过当初人们的预料, 光纤已经成为通信网的重要传输媒 介,现在世界上大约有 60%的通信业务经光纤传输,到 20 世纪末将达到 85%,但从目前光 纤通信的整体水平来看, 仍处于初级阶段, 光纤通信的巨大潜力还没有完全开发出来.目前, 各种新技术层出不穷,密集波分复用技术(DWDM,在同一根光纤内传输多路不同波长的光 信号,以提高单根光纤的传输能力),掺铒光纤放大器技术(EDFA,可将光信号直接放大, 具有输出功率高,噪声小,增益带宽等优点)已取得突破性进展并得到广泛的应用.现在 DWDM 系统和光传输设备中,光电技术的比例将从过去比重不到 10%达到 90%.一种全新 的,无需进行任何光电变换的光波通信——“全光通信” ,由于波分复用技术和掺铒光纤放 大器技术的进展,也日趋成熟,将在横跨太平洋和大西洋的通信系统上首次使用,给全球的 通信业带来蓬勃生机.为此提供支撑的就是半导体光电子器件和部件.光电子器件和技术已 形成一个快速增长的,巨大的光电子产业,对国民经济的发展起着越来越大的作用.美国光 电子产业振兴协会估计,到 2003 年,光电子产业的总产值将达 2000 亿美元.Internet 应用的飞速增长对电信骨干网带宽提出越来越高的需求,为满足需求的增长, 人们可以铺设更多的光纤,或靠提高单路光的信息运载量(现在主干网可以分别工作在 2.5Gbps 和 10Gbps, 并已有 40Gbps 的演示性设备)但更主要的方法却是靠发展波分复用技.术,增加光纤内通光的路数(光波分复用的实验记录已经达到 2.64Tbps).报告称虽然 10 年内全光通信还不会全面商业化,但是全光交换将在几年内成为市场主流,报告也指出尽管光学部件市场被大公司所占据,但仍有创新性公司进入的可能.2 我国的光电子技术和产业近10 年来我国光电子技术研究在国家 “863” 计划和有关部门的支持下有了突飞猛进的 进展,在很多领域同国外先进国家只有两三年的距离,个别领域还处于世界领先地位.国内光 电子 有关产业基地在光电子器件,部件和子系统(如激光器,探测器,光收 发模块,EDFA,无源光器件)等已经占领了国内较大的市场份额,初步具备同国外大公司 竞争的能力,在毫无市场保护的情况下,靠自己的力量争得了一席之地,市场营销逐年有较 大的增长, 个别产品还取得国际市场相关产品中的销量最大的成绩.我国相应研究 发展 基 地和本领域高 技术公司的许多产品填补了国内相关产品的空白,打破国外产品在市场上的 垄断地位,同时争取进入国际市场.中国盟掺铒光纤放大器(EDFA)是高速大容量光纤通信系统必需的关键部件,国内 企业 产 品占国内市场 40%的份额.我国也是目前国际上少数几个有能力研制 PIC 和 OEIC 的国家.808nm 大功率激 光器及其泵浦的固体绿光激光器, 670nm 红光激光器已产品化和商品化并 批量占领国际市场.国内移动通信的光纤直放站所用的光电器件,90%使用国产器件,国 产 1.55mDFB 激光器 战胜了国外器件,占领了 100%的国内市场.但是,我们应当认识到在我国光电子技术发展中,光电子器件,部件虽是光通信,光显 示,光存储等高技术产业的关键部分,但在整个系统和设备成本中所占的比重较小,其产值 较低,目前科研开发主要处于跟踪和小批量生产阶段,光电子产业所需的规模化,产业化生 产技术目前还未有实质突破;国内研究生产的光电器件和部件有相当部分还未能满足整机和 系统的要求,导致国外器件占据国内市场相当多的份额;在机制上仍未摆脱科研,生产,市 场相互脱离的状况.我国在光电子技术方面是与国际水平差距相对较小的一个领域, 与世界发达国家几乎同 时起步.但是我们应该清醒地认识到我国制造技术的落后和材料水平有限, 而国际上光电子 产业已经进入加速发展阶段, 留给我们的时间只有三到五年, 如果我们不在目前产业化的技 术发展阶段进入,就会失去大好时机.机不可失,时不再来,到产业化后期时将要花数倍的 力量才能弥补,也许会彻底失去时机,受制于人.如果一个国家在一代元件上没有足够的投资以发展自主能力, 就会给外国竞争者提供进 入并占领下几代技术市场的机会.因而在关键器件,部件等方面,要通过引进社会资金和风 险投资,知识产权入股,开发人员持股等方式加快我国光电子成果的产业化步伐,鼓励科研 人员成果转化.只要贯彻有“有所为,有所不为”的方针,狠抓创新和高技术成果转化,打破 行业界限,按市场机制联合国内相关研究和开发单位,共同作好光电子产业化的工作,就一 定能发展我国的光电子事业,有望在研究上取得突破,在产业上形成规模 经济 ,取得我国 在该领域应有的市场份额.1

第四篇：光电子技术实习心得

实习报告

专业：光电子技术

实习单位：中国电子科技集团公司第五十五研究所

为期第六个月的实习结束了，我在这六个月的实习中学到了很多在课堂上根本就学不到的知识，受益非浅。现在我就对这几个月的实习做一个实习报告。

我的工作岗位是刻蚀工艺，在半导体制造中有两种基本的刻蚀工艺：干法刻蚀和湿法刻蚀，而我所在的工艺属于干法刻蚀。干法刻蚀是把硅片表面暴露在气态中产生的等离子体通过光刻胶中开出的窗口，与硅片发生物理或化学反应（或这两种反应），从而去掉暴露的表面材料，按材料来分，刻蚀主要分三种：金属刻蚀，介质刻蚀和硅刻蚀，刻蚀工艺的正确进行是很关键的，不像光刻，高温清洗等工艺可返工，一旦材料被刻蚀去掉（过刻），在刻蚀过程中所犯的错误将难以纠正，在这段实习期间，我多多少少犯了不少错误，尤其严重的是上次，选错刻蚀工艺要求的设备里的程序，导致硅片报废，致使前面大家的工作全都白做了。

实习是每一个大学毕业生必须拥有的一段经历，他使我们在实践中了解社会，让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识，也打开了视野，长了见识，为我们以后进一步走向社会打下坚实的基础。实习使我开拓了视野，实习是我们把学到的理论知识应用在实践中的一次尝试。实习时把自己所学的理论知识用于实践，让理论知识更好的与实践相结合，在这结合的时候就是我们学以致用的时候，并且是我们扩展自己充实自己的时候。

实习期间，我利用此次难得的机会，努力工作，严格要求自己，遇到不懂的问题就虚心地向师傅们请教，搞清原理，找到方法，然后再总结经验，让自己能很快融入到工作中去，更好更快的完成任务。同时我也利用其他时间参考一些书籍、搜索一些材料来完善自己对策划管理工作的认识，这也让我收获颇多，让我在应对工作方面更加得心应手。

以下是我在实习中得到的心得体会：

一．在社会上要善于与别人沟通。经过一段时间的寻找工作让我认识更多的 1

人。如何与别人沟通好，这门技术是需要长期的练习。以前工作的机会不多，使我与别人对话时不会应变，会使谈话时有冷场，这是很尴尬的。在珠海免税公司工作时，因为是纪念品销售，与别人谈话的时候变多了。如何与顾客沟通，通过介绍纪念品的材质，收藏价值以及纪念意义，向顾客推销纪念品，使顾客接受你的意见和建议。与同事的沟通也同等重要。人在社会中都会融入社会这个团体中，人与人之间合力去做事，使其做事的过程中更加融洽，更事半功倍。别人给你的意见，你要听取、耐心、虚心地接受。

二．在社会中要有自信。自信不是麻木的自夸，而是对自己的能力做出肯定。在多次的面试中，明白了自信的重要性。你没有社会工作经验没有关系。重要的是你的能力不比别人差。社会工作经验也是积累出来的，没有第一次又何来第二、第三次呢？有自信使你更有活力更有精神。

三．在社会中要克服自己胆怯的心态。开始实习的时候，自己觉得困难挺多的，自己的社会经验缺乏，学历不足等种种原因使自己觉得很渺小，自己懦弱就这样表露出来。几次的尝试就是为克服自己内心的恐惧。如工作的领班所说的“在社会中你要学会厚脸皮，不怕别人的态度如何的恶劣，也要轻松应付，大胆与人对话，工作时间长了你自然就不怕了。”其实有谁一生下来就什么都会的，小时候天不怕地不怕，尝试过吃了亏就害怕，当你克服心理的障碍，那一切都变得容易解决了。战胜自我，只有征服自己才能征服世界。有勇气面对是关键，如某个名人所说：“勇气通往天堂，怯懦通往地狱。”

四．工作中不断地丰富知识。知识犹如人体血液。人缺少了血液，身体就会衰弱，人缺少了知识，头脑就要枯竭。在今后我要进行正式工作，磨练自己的同时让自己认识得更多，不要以单纯的想法去理解和认识社会。而是要深入地探索，为自己的打好基础。

实习之后，我感到自己有很大收获：

一、待人要真诚

踏进店里，只见几个陌生的脸孔。我微笑着和他们打招呼。从那天起，我养成了一个习惯，每天早上见到他们都要微笑的说声“早晨”或“早上好”，那是我心底真诚的问候。我总觉得，经常有一些细微的东西容易被我们忽略，比如轻轻的一声问候，但它却表达了对同事对朋友的关怀，也让他人感觉到被重视与被

关心。仅仅几天的时间，我就和同事们打成一片，我心变成“透明人”的事情根本没有发生。我想，应该是我的真诚，换取了同事的信任。他们把我当朋友，也愿意把工作分配给我。

二、要善于沟通

沟通是一种重要的技巧和能力，时时都要巧妙运用。认识一个人，首先要记住对方的名字。了解一个人，则需要深入的交流。而这些，都要自己主动去做。

三、要有热情和信心

其实，不管在哪个行业，热情和信心都是不可或缺的。热情让我们对工作充满激情，愿意为共同的目标奋斗；耐心又让我们细致的对待工作，力求做好每个细节，精益求精。激情与耐心互补促进，才能碰撞出最美丽的火花，工作才一能做到最好。

四、要主动出击

当你可以选择的时候，把主动权握在自己手中。我想很多人和我一样，刚进实习单位的时候，都做过类似复印打字的“杂活”。或许同事们认为你是小字辈，要从小事做起，但有些时候，是因为他们心中没底，不知道你能做什么。做“ 杂活”是工作的必需，却无法让我学到什么。我决定改变自己的命运。有些东西不能选择，有些东西却可以选择。份内的工作当然要认真完成，但勇敢的“主动请缨”却能为你赢得更多的机会。只要勤问、勤学、勤做，就会有意想不到的收获。

五、要讲究条理

如果你不想让自己在紧急的时候手忙脚乱，就要养成讲究条理性的好习惯。其它的工作也一样，讲究条理能让你事半功倍。一位在美国电视领域颇有成就的中大师兄讲过这么一个故事：他当部门经理时，总裁惊讶于他每天都能把如山的信件处理完毕，而其他经理桌上总是乱糟糟堆满信件。师兄说，“虽然每天信件很多，但我都按紧急性和重要性排序，再逐一处理。”总裁于是把这种做法推广到全公司，整个公司的运作变得有序，效率也提高了。养成讲究条理的好习惯，能让我们在工作中受益匪浅。

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。社会实践使同学们找到了理论与实践的最佳结合点。尤其是我们学生，只重视理论学习，忽视实践环节，往往在实际工作岗位上发挥的不很理想。通过实践所学的专业理论知识得到巩固和提高。

就是紧密结合自身专业特色，在实践中检验自己的知识和水平。通过实践，原来理论上模糊和印象不深的得到了巩固，原先理论上欠缺的在实践环节中得到补偿，加深了对基本原理的理解和消化。

短期的实习让我从中领悟到了很多的东西，而这些东西将让我终生受用。实习加深了我与社会各阶层人的感情，拉近了我与社会的距离，也让自己在实习中开拓了视野，增长了才干，进一步明确了我们青年人的成材之路与肩负的历史使命。社会才是学习和受教育的大课堂，在那片广阔的天地里，我们的人生价值得到了体现，为将来更加激烈的竞争打下了更为坚实的基础。

第五篇：光电子技术复习要点

第1章

1.电磁波的性质：横波、偏振、色散

2.光辐射：以电磁波形式或粒子形式传播的能量，它们可以用光学元件反射、成像或色散，这种能量及其传播过程称为光辐射，波长在10nm-1mm，分为可见光（390nm-770nm）,紫外辐射（1nm-390nm）,红外辐射（0.77-1000um）

3.表1-

44.光视效能：同一波长下测得的光通量与辐射通量比值。

光视效率是光视效能归一化的结果。

5.光与物质相互作用的三个过程：自发辐射、受激辐射、受激吸收。图1-7

自发辐射：处在高能级的原子，没有任何外界激励，自发地跃迁到低能级，并发射光子。受激辐射：处在高能级的原子，受到外来光子的激励，跃迁到低能级并发射光子。受激吸收：处在低能级的原子，受到光子的照射时，吸收光子而跃迁到高能级。

6．粒子数的反转，增益系数，增益曲线，损耗系数，激光器的三部分

7.典型激光器

组成：工作物质、泵浦源、谐振腔。作用：

工作物质：在这种介质中可以实现粒子数反转。

泵浦源（激励源）：将粒子从低能级抽运到高能级态的装置。

谐振腔：(1)使激光具有极好的方向性(沿轴线)

(2)增强光放大作用(延长了工作物质

(3)使激光具有极好的单色性(选频)

8.习题1-

2Le

亮度定义:

强度定义:IedIeArcosr ded

可得辐射通量：deLeAscossd 在给定方向上立体角为：d第1.2题图 Accosc 2l0

deLeAscosscosc则在小面源在A上辐射照度为：Ee2dAl0c

第2章

1.大气衰减包括四个部分，瑞利散射和米氏散射

2.大气湍流效应

3.电光效应，相位延迟两种方式，相位差，半波电压，两种方式比较

纵向调制器优点: 具有结构简单、工作稳定、不存在自然双折射的影响等。

缺点: 电场方向与通光方向相互平行, 必须使用透明电极, 且半波电压达8600伏,特别在调制频率较高时，功率损耗比较大。

横向调制器优点: 半波电压与晶体的长宽比(L/d)有关增大L 或减小d 就可大大降低半波电压。

缺点: 存在自然双折射引起的相位延迟，对环境温度敏感。必须采用两块晶体，结构复杂，而且其尺寸加工要求高

4.拉曼纳斯衍射和布拉格衍射的区分，布拉格角，衍射效率

产生拉曼-纳斯衍射的条件：当超声波频率较低，光波平行于声波面入射，声光互作用长度L较短时，在光波通过介质的时间内，折射率的变化可以忽略不计，则声光介质可近似看作为相对静止的“平面相位栅”。由出射波阵面上各子波源发出的次波将发生相干作用，形成与入射方向对称分布的多级衍射光，这就是拉曼-纳斯衍射的特点。

产生布喇格衍射条件：声波频率较高，声光作用长度L较大，光束与声波波面间以一定的角度斜入射，介质具有“体光栅”的性质。衍射光各高级次衍射光将 互相抵消，只出现0 级和+1 级（或-1 级）衍射光，这是布喇格衍射的特点。

5.法拉第旋转效应

法拉第磁光效应是指：一束线偏振光在磁场作用下通过磁光材料时它的偏振面将发生旋转旋转角θ正比于磁场沿着偏振光通过材料路径的线积分θ＝V·l式中V——材料的Verdet常数

6.图2-15，子午光线，斜射光线，自聚焦光纤，光纤的衰减和色散

7.习题2.10

’ 第3章

1.调制和解调，调幅、调频、调相及强度调制

2.电光调制两种方式比较

答：等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，它是除去固、液、气态外，物质存在的第四态。等离子体显示搬是利用气体放电产生发光现象的平板显示的统称。等离子体显示技术的基本原理：显示屏上排列有上千个密封的小 低压气体室（一般都是氙气和氖气的混合物），电流激发气体，使其发出肉眼看 不见的紫外光，这种紫外光碰击后面玻璃上的红、绿、蓝三色荧光体，它们再 发出我们在显示器上所看到可见光。

3.声光调制器的组成及工作原理

声光体调制器是由声光介质、电—声换能器、吸声(或反射)装置及驱动电源等所组成。首先是由电—声换能器把电振荡转换成超声振动，再通过换能器和声光介质间的粘合层把振动传到介质中形成超声波，当光波通过声光介质时，由于声光作用，使光载波受到调制而成为“携带”信息的强度调制波。

3.LD和LED直接调制

LD就是背光源发光液晶电视，缺点是屏幕厚度大，制造工艺复杂，发光是整体发光技术，耗电量大，黑色背景显示失真。LED的背光源采用了LED发光二级管，耗电小，发光技术是有画面的地方才发光，黑色画面不会失真，缺点是新上市产品价格虚高，4.机械扫描，电光扫描，声光扫描原理

5.习题3.3,3.5，3.7

3.3一块晶体的y'和z轴分别与另一块晶体的z和y'轴平行，这样排列后第一块和第三块晶体的光轴平行，第二

x'z213(n0nen063Ez)L经过第二块后，其相位差2块和第四块晶体的光轴平行。经过第一块晶体后，亮光束的相位差

12zx'213(nen0n063Ez)L2于是，通过两块晶体之后的相位差为

12

总的相位差为'23n063VL由于第一块和第三块晶体的光轴平行，第二块和第四块晶体的光轴平行，故d422(12)

LM2PsH3n063VLdV(3)d4n063Ls

3.5Lsin2I02I1

计算可得71.1％

n

2LL0s

403.7解：⑴由公式证明不是拉曼-纳斯衍射。

2cos2BIs22ML2⑵ PsHLIs，2cos2BH2M2L，答案功率为0.195W。

n7P222PsBfs2sf0f3cosHv2nv sBs⑶ 若布喇格带宽f=125MHz，衍射效率降低多少？，fsNN(R)vsR计算。答案：148。⑷ 用公式和

第4章

1.物理效应分类表4-1，光子效应和光热效应概念特性，光电发射，光电导，光伏概念光照射到物体上使物体发射电子，或电导率发生变化，或产生电动势，这些因光照引起物体电学特性改变的现象，统称为光电效应

光电导效应是光照变化引起半导体材料电导变化的现象。

光伏效应指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象。

2.光电转换定律，性能参数

3.光伏探测器的工作模式图4-20

4.习题4.4 4.54.44.5

（1）guSP0i510106u5106g（u为光照功率5 W时所对应的电u10u''gu''SP''

压）ugu''uSP''ugu''u''SP0uSP''u''SP0u5u''14Vu''7

将各参数代入公式得：GpS(P''P0)2gu''5106GLGpg10106RL105 2(Vu'')

（2PHS(P''P0)21S(P''P0)2112GLuHMGL[]GL[]22GPGLg22(GPg)

11[S(P''P0)]2

1.59105 PH0.0001125（3）fc2RLCj8GL

第5章

1.固体摄像器件分类CCDCMOSCID

2.CCD基本原理：电荷存储、电荷转移（图5-3）、电荷检测

电荷耦合器件的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其他大多数器件是以电流或者电压为信号。所以CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。它存储由光或电激励产生的信号电荷，当对它施加特定时序的脉冲时，其存储的信号电荷便能在CCD内作定向传输。CCD工作过程的主要问题是信号电荷的产生，存储，传输，和检测。

3.CCD器件分类：线阵CCD、面阵CCD

4.CMOS摄像器的像素结构

5.红外焦平面器件结构

6.红外成像系统的综合特性