第一章光電學(xué)緒論

1、光電子學(xué)余健輝暨南大學(xué)光電工程系第一章 緒論l光電子學(xué)的內(nèi)涵（重點(diǎn)）研究?jī)?nèi)容和理論方法光電子學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域l光電子學(xué)研究動(dòng)態(tài)l本課程的內(nèi)容安排光電子學(xué)內(nèi)涵光電子學(xué)（Optoelectronics）是一門(mén)光子學(xué)和電子學(xué)的交叉學(xué)科，主要研究電子器件產(chǎn)生、控制和探測(cè)光子的過(guò)程，是光子學(xué)的子學(xué)科。半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生控制探測(cè)電光調(diào)制器光電二極管更多資料 /wiki/Optoelectronics光電子學(xué)的研究?jī)?nèi)容和理論方法光的本質(zhì)光與物質(zhì)相互作用光子學(xué)半經(jīng)典量子理論全量子理論相對(duì)論量子理論光電子學(xué)電子學(xué)電磁波理論量子理論量子統(tǒng)計(jì)論半導(dǎo)體物理量子力學(xué)統(tǒng)計(jì)熱力力學(xué)光電

2、子學(xué)-光子與物質(zhì)的相互作用理論方法理論方法光子光子物質(zhì)物質(zhì)適用范圍適用范圍經(jīng)典波動(dòng)理論 經(jīng)典電磁波宏觀(guān)唯象方法（物質(zhì)方程）忽略微觀(guān)瞬態(tài)相干過(guò)程，給出穩(wěn)態(tài)的宏觀(guān)描述半經(jīng)典理論經(jīng)典電磁波量子力學(xué)（Bloch方程、 能帶理論） 對(duì)大多數(shù)光與物質(zhì)的相互作用都能解釋。但不能解釋自發(fā)輻射、真空態(tài)、壓縮態(tài)等現(xiàn)象全量子理論光場(chǎng)量子化 二次量子化物質(zhì)場(chǎng)不考慮相對(duì)論情況下，當(dāng)今人們發(fā)現(xiàn)最精確的理論光電子學(xué)光電子學(xué)涉及的應(yīng)用領(lǐng)域光纖通信光電效應(yīng)光電導(dǎo)效應(yīng)受激輻射電光效應(yīng)光學(xué)傳感“光路”集成當(dāng)今光電子學(xué)的科研動(dòng)態(tài)新型光學(xué)器件超小型光學(xué)器件人工特異材料Metamaterial科研動(dòng)態(tài)人工特異材料左手材料左手材料二維左手

3、材料0, 0uJ.B. Pendry, Phy.Rev.Lett.,85,3966(2000)D.R. Smith, Phy.Rev.Lett.,84,4184(2000)D.R. Smith, Phy.Rev.Lett.,85,2933(2000)人工特異材料II捕捉彩虹捕捉彩虹K. L. Tsakmakidis, A. D. Boardman & O. Hess, Nature,450,397(2007)人工特異材料III隱形衣隱形衣隱形衣結(jié)構(gòu)理論與實(shí)驗(yàn)D.R. Smith, Nature,314,977(2006)K1K2光學(xué)器件全光開(kāi)關(guān)全光開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置皮秒低功率全開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果X

4、. HU, P.JIANG, C.DING, H. YANG AND Q. GONG,Nature Photonics,2,185(2008)光力驅(qū)動(dòng)全光光開(kāi)關(guān)Jianhui Yu et al. ,Optics Express,2009 17(6),4640-4645新型光學(xué)器件腔耦合波導(dǎo)光學(xué)器件等離子體器件F. Xia, L. Sekaric, and Y. Vlasov. ,Nature Photonics,1,65(2007)超小型光學(xué)器件等離子體器件S. Lal, S. Link and N.J. HaLas,Nature Photonics,1,641(2007)超小型光學(xué)器件微納光

5、纖器件IX. Xing, H. Zhu, Y. Wang, and B. Li, NanoLett.,8,2839(2008) 超小型光學(xué)器件微納光纖器件IIY. Li and L. Tong,Opt. Lett.,33,303(2008)超小型光學(xué)器件微納光纖耦合型起偏器IIIJianhui Yu et al. ,Optics Express,2012 20(15),17258-17270當(dāng)今光電子學(xué)的研究趨勢(shì)大型器件 功耗更大光功率更高（kW量級(jí)）體積更大微型器件響應(yīng)速度更高（ps量級(jí)）光功率更低（pW量級(jí)）體積更?。╱m量級(jí)）本課程的內(nèi)容結(jié)構(gòu)基本理論典型器件原理理論元件電磁波理論基礎(chǔ)常用

6、光學(xué)元件掌握使用晶體光學(xué)基礎(chǔ)電光、聲光、磁光器件運(yùn)用掌握激光原理基礎(chǔ)激光器、光放大器原理和特性掌握了解非線(xiàn)性光學(xué)簡(jiǎn)介二次諧波的產(chǎn)生掌握了解波導(dǎo)光學(xué)基礎(chǔ)波導(dǎo)與定向耦合器運(yùn)用使用量子力學(xué)基礎(chǔ)量子阱電吸收調(diào)制器運(yùn)用了解半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)常用光電探測(cè)器、半導(dǎo)體激光器等掌握了解參考書(shū)目l朱京平，光電子技術(shù)基礎(chǔ)，北京：科學(xué)出版社(2003) lS. O. Kasap，Optoelectronics and Photonics: Principles and Practices，北京：電子工業(yè)出版社（2003）l張克潛，李德杰，微波與光電子學(xué)中的電磁理論，北京：電子工業(yè)出版社（2001）l亞里夫（A. Yariv） 美 ，光電子學(xué)導(dǎo)論，北京：科學(xué)出版社（1983）l豪斯（H.A. Haus）美,光電子學(xué)中的波和場(chǎng)，上海：上海翻譯出版社（1990）考試方式l作業(yè)：認(rèn)真獨(dú)立完成，最好提出自己見(jiàn)解與課本不一樣。（占30）l課程論文：針對(duì)某一問(wèn)題，寫(xiě)一篇小論文闡述自己的見(jiàn)解；或者調(diào)研當(dāng)今科研動(dòng)態(tài)寫(xiě)一份某個(gè)領(lǐng)域的綜述。（要求自己完成，不許copy）（占30）l閉卷考試：考察基本知識(shí)點(diǎn)（占40）作業(yè)l請(qǐng)