专业导论-光电子

2010年10月24日DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)专业导论(IntroductiontoSpeciality

)武汉理工大学理学院物理科学与技术系光电子技术简介专业基本情况介绍DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)诺贝尔物理学奖

高锟在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得了突破性成就博伊尔和史密斯发明了半导体成像器件——电荷耦合器件(CCD)图像传感器2010光信科专业导论(光电子)

一、专业介绍2010光信科专业导论(光电子)DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)

电子具有荷电性，会受到经典物理效应RC延迟的限制，难以突破纳秒(ns)的门槛，成为制约超高速电子学发展的“瓶颈”。

光子不具荷电性，不存在RC瓶颈效应的制约，光波具有最快的传播速度，光波又具有抗电磁干扰、定向传输的特性，它所携带的信息有很高的安全度。DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)光信息的采集DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)光信息的显示DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)光信息的传输光纤通信无线激光通信DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)光信息的存储DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)光互联光信息的处理并行处理DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)光学图像的识别点读机DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)课程设置公共基础课素质培养能力培养知识培养学科基础课专业课实践教学环节DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)物理课程普通物理学量子力学电动力学半导体物理学固体物理DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)计算机文化基础电子信息类信号与线性系统电路理论面向对象程序设计计算机网络计算机技术基础计算机类模拟(数字)电子技术基础通信原理数字信号处理光电图像处理微处理器与微控制器应用微处理器与微控制器原理光纤光学光学及光电子类物理光学应用光学信息光学薄膜光学光电技术激光原理与技术光纤通信原理与技术光纤传感测试技术半导体光电子学三大平台DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)实践教学环节课程实验课程设计强化训练专业调查毕业实习毕业设计DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)光学/光电仪器

光子学技术

作为视觉功能的延伸（图像视觉的延伸）的工具，包括光学/光电仪器的结构设计，光学镜头与系统设计及其工艺等，各种专用光学仪器。

利用光子原理或光电相互作用原理的器件。它包括各种激光器，光电器件及红外探测器，光电成像器件，红外与夜视技术，超高速摄影，光阀，发光光源，短波及X射线光学等。

DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)信息光学技术光学技术及工程

主要研究光信息的产生、传输、处理及图像显示技术。它包括光信息及图像处理术，图像及模式自动识别，全息术，自适应光学技术，光传输及通信技术，光学遥感技术，目标及传输特征数据库、光计算术等。

主要研究光能应用、光加工及有关工程。它包括光武器工程，激光加工（工业），激光核聚变，照明工程，光学材料、薄膜、工艺、特殊光器件，光刻技术（用于微电子技术），微机械中的微光学技术。DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)光电交叉学科

主要研究光与物质的作用、新型光电材料、生物医学光学、视光学、能量学科与光电学科的交叉、环境学科与光电学科的交叉、海洋学科与光电学科的交叉等等。

DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)物理学(一级学科)光学(二级学科)光学工程(一级学科)通信与信息工程(一级学科)光信息科学与技术本科专业研究生学科考研与出国留学情况DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)中国科学院北京大学、清华大学、浙江大学、天津大学、华中科技大学、北京理工大学、南开大学、上海交大、东南大学、武汉大学、中山大学、武汉理工大学、重庆大学等上海光机所、长春光机所、西安光机所、成都光机所、安徽光机所高校DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)二、光电子技术简介DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)光电子技术是由光学技术和电子技术相结合而形成的一门崭新的技术。它的主要内容是利用光电结合的原理和方法，实现信息的获取、发送、探测、传输、变换、存储、处理和重现等。DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)1、信息光电子DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)宽带综合业务光纤接入网拓扑结构光通信融合包括有线(光纤或HFC)、无线等不同接入类型、不同业务规模的各种接入网所形成的一个灵活、大容量的综合网其中全光通信网(AON)是主体，不久的将来，全光网中的传输和交换容量均达到Tbit/s量级，将比现有传输速率提高1000倍以上。密集波分复用(DWDM)为基础光核心网2.5/10Gbit/s40Gbit/sDepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)光纤线路光源光调制器光检测器基带处理基带处理基带电信号基带电信号调制电信号解调电信号已调光信号光发射机光接收机波分复用器光纤通信及其相应的光子材料、器件、系统设备在内的市场在今后10年内会以高速率持续增长连接器附件和元件耦合器衰减器隔离器光纤DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)2、能量光子DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)单色性相干性方向性高亮度－激光2.1能量光子DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)激光切割激光焊接激光打孔激光热处理激光熔覆激光打标激光快速制模工艺光刻集成电路及制造微型零件激光常规产业DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)2004奥运开幕的激光水幕表演，是由德国TARM公司制作激光表演DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)2.2能量光电子－－太阳能DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)太阳能应用DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)BIPV并网光伏系统瑞士学生公寓上的玻璃幕墙德国旭格国际集团安装的一个建筑屋顶项目太阳能应用DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)日本sanyo1MW的屋顶太阳能应用DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)太阳能应用DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)太阳能电池板DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)Hondadream,thewinningcarinthe1996WorldSolarChallenge.太阳能应用DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)太阳能应用DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)太阳能应用DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)3、光子存储器件DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)

20世纪末期兴起的光存储，特别是光盘存储技术将对信息的存取产生重大影响。数字光盘存储技术正向更高存储密度和更高存储速度方向发展。发展三维存储技术，如光子引发的电子俘获三维存储光盘和光盘烧孔存储等高密度存储等。研制和生产蓝光半导体激光器并用于光盘存储读写，利用近场光学扫描显微镜（NSOM）进行高密度信息存储，运用角度多功、波长多功、空间多功与移动多功等的全息存储代替聚焦光束逐点存储的方法等等，可以实现和作为缓冲海量信息存储。DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)体积光学存储容量：达到TB／cm3；存取时间：毫秒或亚毫秒；

数据传输速率：Gbit／s-Tbit／s。DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)4、光传感器件DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)5、光显示器件DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)显示技术液晶显示等离子体显示电致发光显示YAG激光显示DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)液晶显示DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)两组高科技显示屏宽均为50米，高7﹒5米，采用点间距16毫米的全彩色LED像素，整屏分辨率3072x320点远程同步控制，高清数字显示，其横向3072点像素是迄今为止世界上广场LED显示屏之最。DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)电致发光显示DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)全彩色LED电子显示屏三星LED光源DLP背投电视

DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)6、光图像传感器件DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)固体成像器件电荷耦合器件CCD(ChargeCoupledDevice,CCD)互补金属氧化物半导体CMOS图像传感器（ComplementaryMetalOxideSemiconductor,CMOS）

线阵CCD

面阵CCDDepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)CCD立体相机前中后三层影像合成三维图片激光高度计(高度5m、分辨率1m)干涉成像光谱仪γ射线相机X射线相机微波探测仪(土壤厚度、氦-3)高能粒子探测器低能离子探测器元素探测探测地月间的环境嫦娥二号绕月卫星DepartmentofPhysics物理系2010光信科专业导论(光电子)

DC基本上都是由镜头、图像传感器（使用CCD/CMOS）、模拟/数字信号转换器（A/D）、微处理器（MPU）、内置存储器、液晶显示器（LCD）、电子取景器（EVF）、可移动存储器（基本上是各种存储卡