上海光辉电子元件有限公司

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半导体快速发展,目前光电子技术如何?
发布时间:2020-08-04 23:40 来源:互联网

光电子技术作为科技领域的一颗闪耀的明珠,为推动社会的发展做出了突出贡献。光电子元件作为光电子技术研究的基本单位,既是光电子技术研究的核心,也是光电子技术快速发展的关键。近几年来,新生代光电子元器件的发展与诞生如雨后春笋,势如破竹。在光电子技术发展领域使用最广泛的新型光电子元器件包括光电子通信元器件、光电子图像传感器件和光电子无源器件。

人们的生活水平不断提高、社会的工业化生产和产能升级都受益于科技的进步。其中,光电子技术已经广泛地深入到人们的生活和生产的方方面面。光电子技术的飞速发展和创造的科技成果对民用生产、生活和军工生产产生了重大的积极影响。

21 世纪是科技飞速发展的时代。科技是社会第一生产力,是决定人们生产、生活的主导产业。其中,光电子技术产业对整个社会生态的发展影响巨大。例如,随着光电子通信技术的快速发展,我国顺利从 3G 时代进入 4G 时代,目前已经进入 5G 时代,这就是光电子通信技术改变人类社会生产生活方式的典型案例。

在 20 世纪,虽然国际范围内科技的发展处于活跃状态,但具体到每一个科技领域的发展水平却参差不齐。科技的发展和技术的突破,面临着很大的挑战,也面临着许多的机遇和发展空间。光电子技术作为科技的重要部分之一,依托于自身的科技优势和市场优势实现了飞速的发展。因此一大批新型的光纤通信、光显示、光图像、光传感器、光互联网、激光打印机、激光医疗、激光生产等光电子技术成功问世并投入正式生产。预计在未来,光电子技术产业会为社会发展创造更多的科技成果,为社会的发展做出突出贡献。

考虑到光电子技术具有很强的抗干扰能力、探测硬技术精准度高、信息传播载量大、信息传播效率快、可操作性强和可探索发展空间大等技术优势。已经被广泛地运用于激光、微光、红外夜视、战略预警、导航定位、光电通信、光电成像、光电探测等技术方面的研究。其中,光电子元器件作为光电子技术研究的核心和关键因素,是光电子研究领域的重要研究对象。

红外焦平面阵列技术是近几年在军工企业中尤为关注的新型光电子技术。红外焦平面阵列技术最大的优势在于可以更好地替代和提升现代军事电子装备的性能和作战效果。适应极端温度能力强,红外焦平面阵列技术为军事设备提供了先进的制导性能。

红外焦平面阵列技术根据扫描设备和信号接收端获取的红外线信号强弱,在经过中央处理器处理后,可以对探测目标进行准确的定位和图像描述,并且工作机理受温度变化的影响很小,在成像制导和精确打击方面利用红外焦平面阵列技术无疑是最好的选择。

相比于传统的一些探测设备,光电子红外焦平面阵列技术已经完全可以在没有冷却辅助的情况下胜任许多恶劣的高温工作环境进行正常的性能展示。成像分辨率极高。传统的光电子成像设备,虽然它的分辨率已经有了突破性的提高,但是在应对实际战事环境和任务时,依然显得力不从心。而红外焦平面阵列技术,它的成像分辨率非常高,成像效果已经远远高出现有的其他成像技术。

信息技术的飞跃发展最核心的因素是光纤通信技术的成熟。相比于传统的通信手段和技术。光纤通信具有广泛的优势,主要表现为光纤通讯的载量非常大,信息传递性能稳定,光信号传播速度快,光纤通讯设备制造成本低,企业化生产效率高等。这些是光纤通讯取代传统通信技术和传统通讯方式的主要原因。

光发射器件和光接收器件,而是目前光有源器件的主要代表产品。目前对于超多波长模拟同步光源研制已经突破了 1000 多个波长范围,光纤激光发射器的功率也达到了2000W ,光纤放大器的最大增益纽带达到了 150 nm 的宽度。

目前半导体激光器的研发已经从同质结发展到异质结、量子阱、双异质结的程度。激光发射波段已经从可见光、近红外光发展到由红外到紫外光的研究阶段。单个器件的输出功率从几百毫瓦发展到了几瓦,性能方面有了质的飞跃。

该技术的成熟对于高频率火控激光测距仪,扫描式激光等军用固体激光器的研发。提供了成熟的技术支持,该技术在军工技术的运用属于比较先进的研发领域。光电探测器又叫光电接收器,是光电子技术当中非常重要的光接收器件,它的主要作用在激光通信,光信息储存光信息转化,激光探测和激光制导等方面有着广泛的运用和发挥着不可替代的作用。

目前很多的炭光电探测器已经实用化,二极管的研发实现技术突破,而且它的研发朝着更高频率方向继续前进。光电子器件的类型很多。包括拉波导行、背照型、平面折叠型、渐变耦合型、谐振腔、增强型。

光放大器的全称又叫光纤放大器。他在光纤通信系统中扮演十分重要的角色。它在功能上最直接的特点就是可以将光纤通讯所转载的光纤信号进行直接放大,可以最大限度地保持光纤通信系统具有输出功率高、噪声小、信号增强信号宽带宽。随着现代光纤通讯系统的普及,光纤放大器的制造和使用越来越广泛。

光纤放大器中除了掺铒光纤放大器以外,还有喇曼光纤放大器。目前对于光纤放大器的研究重点是带宽超过 80 nm 宽度的超级光纤信号。现在已经研制出可以实现速度交换达到纳米级的光纤放大器。

在日常的生活和生产中,用到无源光电子器件的地方很多,例如光电子开关光纤连接器、光电子耦合器等。除此之外,无源光电子器件在军工光电子技术和设备研发中的运用也很多目前的光电子技术已经可以实现制造出全光纤型结构、办光纤型结构、分立电子元件组合型结构、镜面波导型结构等无源电子器件。

随着光电子技术的不断升级和深入的探究,无源光电子器件的研发开始朝着连接器小型化、光纤耦合智能化、光波分离器密集化、光电子开关矩阵化以及无源光电子器件集成化方向发展。在军用光电子系统研发中,光电子开关对于光纤信号的传播可以进行通断切换控制,根据光电子研究中实际功能的需要,已经开发出了机械型开关、磁电开关、热能开关、电动开关、声控开关、微光机械智能开关。发展的新方向是朝着光强智能开关、电磁调制开关和光电矩阵化。

光纤维开关的优势在于它工作时插损率很低、功能操控时间极短、机械化操控效率极高、智能化开关过程能耗很低。

社会的发展为光电子技术和光电子元件的研发提供了市场。随着社会化进程的不断推进。社会发展的方方面面需要科学技术作为功能实现基础。整个庞大的市场,对于半导体、光电子元器件和部件技术的需求量越来越大,作为整个科技

发展领域中快速增长的电子产业,半导体光电子元器件的研发与生产对经济的发展有着重大的影响。20 世纪 70 年代,全球的光电子技术进入发展初期,直到 90 年代以后,该领域的发展实现了技术性的突破。

许多功能化先进的半导体电子元器件逐渐被运用到广大的生产生活中。例如,固体摄像器件技术取代了传统的电真空摄像技术,为摄像领域的技术性革命奠定了基础。除此之外,半导体光电子器件已经广泛地运用在农业生产工业生产医疗航天航空事业,交通运输事业,并为此发挥了不可替代的科技力量。

就目前而言,在人们的生产生活的方方面面都离不开各种各样的半导体光电子元器件所发挥的作用。科技是时代发展的力量,社会发展的脚步不会停止,人类文明的建设不会停止,所以人类对于科学技术的研究与探索脚步也永远不会停止。众多的科研机构、社会科研团体对光电子技术的探索与研究开展更加深入的工作。现有的光电子技术研发成果不仅服务人们的生活生产、航空事业、交通运输业和医疗社事业,而且光电子领域后续的发展奠定了坚实的基础。

这也标志着半导体光电子技术的研究与探索已经突破了技术瓶颈期。结合社会未来发展的需要,光电子器件和技术的研发与制造会朝着微型化、集成化、智能化、多功能化、可操作性强、低碳环保、高效率的方向发展,在整个人类社会历史发展的潮流中。光电子技术在未来的研发中将面临更加广阔的发展空间,更加强劲的研发动力,更加辉煌的历史时刻。

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