在王中林教授領(lǐng)導(dǎo)下,王兆娜、于若蒙博士等研究人員通過(guò)氧化鋅/硫化鎘納米異質(zhì)結(jié)與光纖纖芯的直接集成首次實(shí)現(xiàn)了雙工作模式的壓電光電子學(xué)光電探測(cè)器。該探測(cè)器可通過(guò)簡(jiǎn)單的光纖熔接技術(shù)實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)光纖系統(tǒng)的無(wú)能量損失連接,這一特性使得無(wú)耦合器件的新型高效光纖通訊系統(tǒng)成為可能。利用光纖優(yōu)良的導(dǎo)光性能,該光電探測(cè)器可以在軸向探測(cè)和離軸探測(cè)兩種模式下工作;通過(guò)引入應(yīng)變來(lái)調(diào)控氧化鋅/硫化鎘納米異質(zhì)結(jié)界面處的壓電電荷即壓電光電子學(xué)效應(yīng),光電探測(cè)器的探測(cè)靈敏度和光響應(yīng)度可以分別提高718%和 2067%。該設(shè)計(jì)有望在遠(yuǎn)距離或人類無(wú)法到達(dá)區(qū)域的光探測(cè)、高效光纖通訊系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)應(yīng)力檢測(cè)、無(wú)損探測(cè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域起到舉足輕重的作用。相關(guān)研究成果于2015年1月14日在線發(fā)表在《Advanced Materials》雜志中。
在現(xiàn)代化的生活模式中,光纖通訊已成為我們?nèi)粘I詈凸ぷ髦胁豢苫蛉钡闹匾M成部分。而在傳統(tǒng)的光纖通訊系統(tǒng)中,光纖中的光信號(hào)需要經(jīng)過(guò)耦合器進(jìn)入光電探測(cè)器,從而實(shí)現(xiàn)光信號(hào)向電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。在此耦合過(guò)程中,存在較大的能量損失,不利于高效光纖通訊系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。因此,不通過(guò)耦合器便可直接與光纖耦合的光電探測(cè)器具有極其重要的價(jià)值。
光纖通信、光電子學(xué)、電路分析基礎(chǔ)哪個(gè)容易一點(diǎn)?
個(gè)人覺得是光纖通信,這一個(gè)專業(yè)比較容易一點(diǎn)。
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回顧了近10年基于半導(dǎo)體中量子限制效應(yīng)紅外探測(cè)器的進(jìn)展.主要關(guān)注的是二維限制結(jié)構(gòu),即量子阱結(jié)構(gòu),形成的區(qū)別與傳統(tǒng)紅外光子探測(cè)的子帶躍遷機(jī)理.在紅外光電子領(lǐng)域作為新族的量子阱紅外探測(cè)器(quantum well infrared photo-detector,QWIP)與最典型的紅外探測(cè)器代表碲鎘汞紅外探測(cè)器進(jìn)行了各自特色的分析,包括基本工作機(jī)理和材料與器件的制備技術(shù)等方面.對(duì)于QWIP發(fā)展的回顧提升了與碲鎘汞紅外探測(cè)器之間的互補(bǔ)關(guān)系.也給出了對(duì)于QWIP在未來(lái)發(fā)展方面的基本趨勢(shì).
光電倍增管、熱電探測(cè)器、半導(dǎo)體光探測(cè)器等。
由光電陰極和裝在真空管內(nèi)的倍增器組成,有很高的增益和很低的噪聲,但尺寸較大且需要較高的偏置電壓,不適合光纖通信系統(tǒng)。
包含了從熱能到光能的轉(zhuǎn)換,這種探測(cè)器的響應(yīng)在相當(dāng)寬的光譜范圍內(nèi)都是平坦的,但響應(yīng)速度很慢也不適合光纖通信系統(tǒng)。
在半導(dǎo)體光探測(cè)器中光電二極管體積小,靈活度高,響應(yīng)速度快,在光纖通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用,常見的光電二極管有倆種:PIN光電二極管和雪崩光電二極管(APD)
又名"光檢測(cè)器",是光接收機(jī)的首要部分,光探測(cè)器是光纖傳感器構(gòu)成的一個(gè)重要部分,它的性能指標(biāo)將直接影響傳感器的性能。能檢測(cè)出入射到其面上的光功率,并把這個(gè)光功率的變化轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流。由于光信號(hào)在光纖中有損耗和失真所以對(duì)光探測(cè)器的性能要求很高。其中最重要的要求是在所用的光源的波長(zhǎng)范圍內(nèi)有較高的靈敏度、較小的噪聲,響應(yīng)速度快以適應(yīng)速率傳輸。
光探測(cè)器一般要滿足以下要求:
(1)在系統(tǒng)工作要求的波長(zhǎng)區(qū)域范圍內(nèi),有高的量子效率;
(2)響應(yīng)速度快;
(3)具有好的線性輸入-輸出性質(zhì);
(4)能在通常條件下可靠的工作。
光電子學(xué)optoelectronics
以光波代替無(wú)線電波作為信息載體,實(shí)現(xiàn)光發(fā)射、控制、測(cè)量和顯示等。通常有關(guān)無(wú)線電頻率的幾乎所有的傳統(tǒng)電子學(xué)概念、理論和技術(shù),如放大、振蕩、倍頻、分頻、調(diào)制、信息處理、通信、雷達(dá)、計(jì)算機(jī)等,原則上都可延伸到光波段。在激光領(lǐng)域中,激光器提供光頻的相干電磁振蕩源,光電子學(xué)是指光頻電子學(xué)。光電子學(xué)有時(shí)也狹義地指光-電轉(zhuǎn)換器件及其應(yīng)用的領(lǐng)域。光電子學(xué)還包括光電子能譜學(xué),它利用光電子發(fā)射帶出的信息研究固體內(nèi)部和表面的成分和電子結(jié)構(gòu)。光電子學(xué)及其系統(tǒng)的發(fā)展,依賴于光-電和電-光轉(zhuǎn)換、光學(xué)傳輸、加工處理和存儲(chǔ)等技術(shù)的發(fā)展,其關(guān)鍵是光電子器件。光電子器件主要有作為信息載體的光源(半導(dǎo)體發(fā)光二極管、半導(dǎo)體激光器等)、輻射探測(cè)器(各種光-電和光-光轉(zhuǎn)換器)、控制與處理用的元器件(各種反射鏡、透鏡、棱鏡、光束分離器,濾光片、光柵、偏振片、斬光器、電光晶體和液晶等)、光學(xué)纖維(一維信息傳輸光纖波導(dǎo)、二維圖像傳輸光纖束、光能傳輸光纖束、光纖傳感器等)以及各種顯示顯像器件(低壓熒光管、電子束管、白熾燈泡、發(fā)光二極管、場(chǎng)致發(fā)光屏、等離子體和液晶顯示器件等)。將各類元器件按各種可能方式組合起來(lái)可構(gòu)成各種具有重大應(yīng)用價(jià)值的光電子學(xué)系統(tǒng),如光通信系統(tǒng)、電視系統(tǒng)、微光夜視系統(tǒng)等。
由光學(xué)和電子學(xué)相結(jié)合而形成的新技術(shù)學(xué)科。電磁波范圍包括 X射線、紫外線、可見光和紅外線。它涉及將這些輻射的光圖像、信號(hào)或能量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或電能,并進(jìn)行處理或傳送;有時(shí)則將電信號(hào)再轉(zhuǎn)換成光信號(hào)或光圖像。它以光波代替無(wú)線電波作為信息載體,實(shí)現(xiàn)光發(fā)射、控制、測(cè)量和顯示等。通常有關(guān)無(wú)線電頻率的幾乎所有的傳統(tǒng)電子學(xué)概念、理論和技術(shù),如放大、振蕩、倍頻、分頻、調(diào)制、信息處理、通信、雷達(dá)、計(jì)算機(jī)等,原則上都可以延伸到光波段。在激光領(lǐng)域中,激光器提供光頻的相干電磁振蕩源,光電子學(xué)是指光頻電子學(xué)。光電子學(xué)有時(shí)也狹義地專指光- 電轉(zhuǎn)換器件及其應(yīng)用的領(lǐng)域。光電子學(xué)還包括光電子能譜學(xué)。它是利用光電子發(fā)射帶出的信息來(lái)研究固體內(nèi)部和表面的成分和電子結(jié)構(gòu),如X射線光電子能譜學(xué)和紫外光電子能譜學(xué)。