2010年10月24日DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)專業(yè)導論(IntroductiontoSpeciality

)武漢理工大學理學院物理科學與技術系光電子技術簡介專業(yè)基本情況介紹DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)諾貝爾物理學獎

高錕在“有關光在纖維中的傳輸以用于光學通信方面”取得了突破性成就博伊爾和史密斯發(fā)明了半導體成像器件——電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器2010光信科專業(yè)導論(光電子)

一、專業(yè)介紹2010光信科專業(yè)導論(光電子)DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)

電子具有荷電性，會受到經典物理效應RC延遲的限制，難以突破納秒(ns)的門檻，成為制約超高速電子學發(fā)展的“瓶頸”。

光子不具荷電性，不存在RC瓶頸效應的制約，光波具有最快的傳播速度，光波又具有抗電磁干擾、定向傳輸?shù)奶匦?，它所攜帶的信息有很高的安全度。DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)光信息的采集DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)光信息的顯示DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)光信息的傳輸光纖通信無線激光通信DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)光信息的存儲DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)光互聯(lián)光信息的處理并行處理DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)光學圖像的識別點讀機DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)課程設置公共基礎課素質培養(yǎng)能力培養(yǎng)知識培養(yǎng)學科基礎課專業(yè)課實踐教學環(huán)節(jié)DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)物理課程普通物理學量子力學電動力學半導體物理學固體物理DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)計算機文化基礎電子信息類信號與線性系統(tǒng)電路理論面向對象程序設計計算機網絡計算機技術基礎計算機類模擬(數(shù)字)電子技術基礎通信原理數(shù)字信號處理光電圖像處理微處理器與微控制器應用微處理器與微控制器原理光纖光學光學及光電子類物理光學應用光學信息光學薄膜光學光電技術激光原理與技術光纖通信原理與技術光纖傳感測試技術半導體光電子學三大平臺DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)實踐教學環(huán)節(jié)課程實驗課程設計強化訓練專業(yè)調查畢業(yè)實習畢業(yè)設計DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)光學/光電儀器

光子學技術

作為視覺功能的延伸（圖像視覺的延伸）的工具，包括光學/光電儀器的結構設計，光學鏡頭與系統(tǒng)設計及其工藝等，各種專用光學儀器。

利用光子原理或光電相互作用原理的器件。它包括各種激光器，光電器件及紅外探測器，光電成像器件，紅外與夜視技術，超高速攝影，光閥，發(fā)光光源，短波及X射線光學等。

DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)信息光學技術光學技術及工程

主要研究光信息的產生、傳輸、處理及圖像顯示技術。它包括光信息及圖像處理術，圖像及模式自動識別，全息術，自適應光學技術，光傳輸及通信技術，光學遙感技術，目標及傳輸特征數(shù)據庫、光計算術等。

主要研究光能應用、光加工及有關工程。它包括光武器工程，激光加工（工業(yè)），激光核聚變，照明工程，光學材料、薄膜、工藝、特殊光器件，光刻技術（用于微電子技術），微機械中的微光學技術。DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)光電交叉學科

主要研究光與物質的作用、新型光電材料、生物醫(yī)學光學、視光學、能量學科與光電學科的交叉、環(huán)境學科與光電學科的交叉、海洋學科與光電學科的交叉等等。

DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)物理學(一級學科)光學(二級學科)光學工程(一級學科)通信與信息工程(一級學科)光信息科學與技術本科專業(yè)研究生學科考研與出國留學情況DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)中國科學院北京大學、清華大學、浙江大學、天津大學、華中科技大學、北京理工大學、南開大學、上海交大、東南大學、武漢大學、中山大學、武漢理工大學、重慶大學等上海光機所、長春光機所、西安光機所、成都光機所、安徽光機所高校DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)二、光電子技術簡介DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)光電子技術是由光學技術和電子技術相結合而形成的一門嶄新的技術。它的主要內容是利用光電結合的原理和方法，實現(xiàn)信息的獲取、發(fā)送、探測、傳輸、變換、存儲、處理和重現(xiàn)等。DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)1、信息光電子DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)寬帶綜合業(yè)務光纖接入網拓撲結構光通信融合包括有線(光纖或HFC)、無線等不同接入類型、不同業(yè)務規(guī)模的各種接入網所形成的一個靈活、大容量的綜合網其中全光通信網(AON)是主體，不久的將來，全光網中的傳輸和交換容量均達到Tbit/s量級，將比現(xiàn)有傳輸速率提高1000倍以上。密集波分復用(DWDM)為基礎光核心網2.5/10Gbit/s40Gbit/sDepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)光纖線路光源光調制器光檢測器基帶處理基帶處理基帶電信號基帶電信號調制電信號解調電信號已調光信號光發(fā)射機光接收機波分復用器光纖通信及其相應的光子材料、器件、系統(tǒng)設備在內的市場在今后10年內會以高速率持續(xù)增長連接器附件和元件耦合器衰減器隔離器光纖DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)2、能量光子DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)單色性相干性方向性高亮度－激光2.1能量光子DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)激光切割激光焊接激光打孔激光熱處理激光熔覆激光打標激光快速制模工藝光刻集成電路及制造微型零件激光常規(guī)產業(yè)DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)2004奧運開幕的激光水幕表演，是由德國TARM公司制作激光表演DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)2.2能量光電子－－太陽能DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)太陽能應用DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)BIPV并網光伏系統(tǒng)瑞士學生公寓上的玻璃幕墻德國旭格國際集團安裝的一個建筑屋頂項目太陽能應用DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)日本sanyo1MW的屋頂太陽能應用DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)太陽能應用DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)太陽能電池板DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)Hondadream,thewinningcarinthe1996WorldSolarChallenge.太陽能應用DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)太陽能應用DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)太陽能應用DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)3、光子存儲器件DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)

20世紀末期興起的光存儲，特別是光盤存儲技術將對信息的存取產生重大影響。數(shù)字光盤存儲技術正向更高存儲密度和更高存儲速度方向發(fā)展。發(fā)展三維存儲技術，如光子引發(fā)的電子俘獲三維存儲光盤和光盤燒孔存儲等高密度存儲等。研制和生產藍光半導體激光器并用于光盤存儲讀寫，利用近場光學掃描顯微鏡（NSOM）進行高密度信息存儲，運用角度多功、波長多功、空間多功與移動多功等的全息存儲代替聚焦光束逐點存儲的方法等等，可以實現(xiàn)和作為緩沖海量信息存儲。DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)體積光學存儲容量：達到TB／cm3；存取時間：毫秒或亞毫秒；

數(shù)據傳輸速率：Gbit／s-Tbit／s。DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)4、光傳感器件DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)5、光顯示器件DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)顯示技術液晶顯示等離子體顯示電致發(fā)光顯示YAG激光顯示DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)液晶顯示DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)兩組高科技顯示屏寬均為50米，高7﹒5米，采用點間距16毫米的全彩色LED像素，整屏分辨率3072x320點遠程同步控制，高清數(shù)字顯示，其橫向3072點像素是迄今為止世界上廣場LED顯示屏之最。DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)電致發(fā)光顯示DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)全彩色LED電子顯示屏三星LED光源DLP背投電視

DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)6、光圖像傳感器件DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)固體成像器件電荷耦合器件CCD(ChargeCoupledDevice,CCD)互補金屬氧化物半導體CMOS圖像傳感器（ComplementaryMetalOxideSemiconductor,CMOS）

線陣CCD

面陣CCDDepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)CCD立體相機前中后三層影像合成三維圖片激光高度計(高度5m、分辨率1m)干涉成像光譜儀γ射線相機X射線相機微波探測儀(土壤厚度、氦-3)高能粒子探測器低能離子探測器元素探測探測地月間的環(huán)境嫦娥二號繞月衛(wèi)星DepartmentofPhysics物理系2010光信科專業(yè)導論(光電子)

DC基本上都是由鏡頭、圖像傳感器（使用CCD/CMOS）、模擬/數(shù)字信號轉換器（A/D）、微處理器（MPU）、內置存儲器、液晶顯示器（LCD）、電子取景器（EVF）、可移動存儲器（基本上是各種存儲卡