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光电子学是一个科技名词。

中华文明是一种独特的文明，其文字也是非常独特的。在世界上所有的国家中，只有中国由于其民族文化强大的包容性与同化性而始终没有间断过的文化传承，这使汉字成为世界上较少的没有间断过的文字形式。约公元前14世纪殷商后期出现的甲骨文被广泛认为是汉字的第一种形式，一直发展到今日，有三四千年的历史。

名词解释

由光学和电子学结合形成的技术学科。电磁波范围包括X射线、紫外光、可见光和红外线。光电子学涉及将这些辐射的光图像、信号或能量转换成电信号或电能，并进行处理或传送；有时则是将电信号再转换成光信号或光图像。

基本介绍

以光波代替无线电波作为信息载体，实现光发射、控制、测量和显示等。通常有关无线电频率的几乎所有的传统电子学概念、理论和技术，如放大、振荡、倍频、分频、调制、信息处理、通信、雷达、计算机等，原则上都可延伸到光波段。在激光领域中，激光器提供光频的相干电磁振荡源，光电子学是指光频电子学。光电子学有时也狭义地指光-电转换器件及其应用的领域。光电子学还包括光电子能谱学，它利用光电子发射带出的信息研究固体内部和表面的成分和电子结构。光电子学及其系统的发展，依赖于光-电和电-光转换、光学传输、加工处理和存储等技术的发展，其关键是光电子器件。光电子器件主要有作为信息载体的光源（半导体发光二极管、半导体激光器等）、辐射探测器(各种光-电和光-光转换器)、控制与处理用的元器件（各种反射镜、透镜、棱镜、光束分离器，滤光片、光栅、偏振片、斩光器、电光晶体和液晶等）、光学纤维（一维信息传输光纤波导、二维图像传输光纤束、光能传输光纤束、光纤传感器等）以及各种显示显像器件（低压荧光管、电子束管、白炽灯泡、发光二极管、场致发光屏、等离子体和液晶显示器件等）。将各类元器件按各种可能方式组合起来可构成各种具有重大应用价值的光电子学系统，如光通信系统、电视系统、微光夜视系统等。

由光学和电子学相结合而形成的新技术学科。电磁波范围包括 X射线、紫外线、可见光和红外线。它涉及将这些辐射的光图像、信号或能量转换成电信号或电能，并进行处理或传送；有时则将电信号再转换成光信号或光图像。它以光波代替无线电波作为信息载体，实现光发射、控制、测量和显示等。通常有关无线电频率的几乎所有的传统电子学概念、理论和技术，如放大、振荡、倍频、分频、调制、信息处理、通信、雷达、计算机等，原则上都可以延伸到光波段。在激光领域中，激光器提供光频的相干电磁振荡源，光电子学是指光频电子学。光电子学有时也狭义地专指光- 电转换器件及其应用的领域。光电子学还包括光电子能谱学。它是利用光电子发射带出的信息来研究固体内部和表面的成分和电子结构，如X射线光电子能谱学和紫外光电子能谱学。

器件类别

光电子器件主要有作为信息载体的光源、辐射探测器、控制与处理用元件器件、光学纤维、显示显像器件。

作为信息载体的光源，热辐射的过程是很难进行快速控制的，但可以对它发出的光束加以调制、滤波或其他处理，使光束在传播途中带上信息。热辐射以外的发光光源自然也可以在传播过程中带上信息，但更主要的是在发射过程中就带上信息。通常，采用低压即可驱动的半导体PN结发光二极管，尤其是高亮度半导体发光二极管和半导体激光器。它们具有反应快、易调制、体积小和光强大等优点。激光具有良好的单色性、相干性、方向性和高光强，这些性能有利于光通信和其他应用。

辐射探测器

即光-电和光-光转换器，分为利用光电效应的和热效应的两类。

①光电效应：分为外光电效应和内光电效应。外光电效应就是光电子发射效应，利用这种效应的器件都是真空电子器件。例如，光电倍增管，其光电阴极能将光信号转换成一维（时间）电子信号,经多次次级发射,电子倍增电极把信号增强后从阳极输出。这种器件的灵敏度高，甚至可用它组成光子计数器，用以探测单个光子。已研制成二维（空间）光子计数器，用以检测极微弱的光信息。又如像增强管，将 X射线或紫外线转换成光电阴极敏感的光，或采用对红外线灵敏的光电阴极，它使成像光电阴极上的光图像发射出相应的光电子，这些光电子经加速并成像后轰击荧光屏，输出可见光，发出更亮的光图像。它是一种光－光转换器件。这就是 X射线或紫外线像增强管和红外变像管的工作原理。这种器件能起扩展人眼对电磁波波段敏感范围的作用。利用内光电效应的器件，都是半导体器件。其主要原理是光电导和光生电动势两种效应。光电导型探测器由单一半导体制成，或制成二极管，称为半导体光电二极管。受光照时，其电阻发生变化。其中光电二极管通常在反向偏压条件下工作。如果反向偏压足够高，载流子通过PN结的电流直接反映出单位时间内探测器所接收的光能。光电二极管也可在不加偏压的条件下工作。这时，辐射的照射将使PN结的两端产生电动势，其短路电流正比于所接受的辐射功率。红外热成像系统的探测器通常是光电导型。常用的有碲镉汞、碲锡铅、锗掺汞探测器等。它们都必须在低温下工作，以降低探测器的热噪声。

②热效应：利用热效应的探测器通称为热敏型探测器，主要是利用物体因受辐射照射后温度升高所引起的电阻的改变、温差电动势的产生、自发极化的改变等效应来测量辐射功率。这类探测器都用在红外波段，优点是响应率与波长无关,在室温下也能探测长波辐射等,但响应时间比光电型探测器长得多。

控制与处理用元器件

光的主要特征有强度、光谱、偏振、发光时间和相干性等。光束在传播中，则有方向性、发散或会聚等特征。控制元件的功能在于改变光的这些特征。为了使光束偏转、聚焦和准直等，常使用反射镜、透镜、棱镜和光束分离器等。反射镜常使用金属膜或介质膜，后者的反射系数高并具有选择性。利用全反射可制成反射镜，用于倒像、转像、分束和全反射等。为改变光束的其他特征，常用的元件有滤光片、棱镜、光栅、偏振片、斩光器、受电场控制的电光晶体和液晶等。

电光开关不仅可以改变光强和偏振，还可控制光通过的持续时间，是广泛应用的一种器件。其结构是在相互正交的两块偏振片之间放进一块双折射晶体，在晶体上加一电场，则通过晶体的光偏振方向将发生旋转，转角的大小决定于电场的强度。因此，调节电场的强度就可以改变透射光的强度；改变电场的作用时间则可调制光的持续时间。

利用声波对光的衍射效应，可控制光束的频率、光强和传播方向。在接近布喇格衍射的条件下，声光的相互作用使光束偏转。声频改变时，偏转角也相应地按比例变化。在衍射效应较小时，衍射光的强度与声波的强度成正比。利用信息调制声波的强度，就可以通过这种比例关系调制衍射光的强度。这种控制方法已在光的传播、显示和信息处理方面得到广泛应用。

在光数字处理系统中，关键是研制光学晶体管或光学双稳态器件。已研制出的光学双稳态器件，大体上可分为两类：本征型或称全光学型和光电混合型。一般地说，这种器件由非线性介质、反馈系统和光源三部分组成。可以把出射光强的高态和低态，相应地视为“开”和“关”状态。光晶体管可进行光放大、调制、限幅和整形，并可构成光逻辑门。

光存储器包括光盘和全息超微存储底片等，可用于光录像电视和大容量信息存储，也可用于图书资料存储。