光电子市场调查报告

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1、光子学也可称光电子学，它是研究以光子作为信息载体和能量载体的科学，主要研究光子是如何产生及其运动和转化的规律。所谓光子技术，主要是研究光子的产生、传输、控制和探测的科学技术。光电子产品广泛应用于工业、农业、国防、科学技术、医疗卫生、消费等国民经济和人民生活等各领域。对于国民经济、科技和国防事业都具有重要的战略意义。尤其是光电子晶体元器件行业属于光电子产业的基础材料行业，拥有巨大的发展前景。下面介绍几种市场上的激光器和光电子器件1、液体激光器              液体激光器的工作物质是一些有机染料溶液，如若丹明、香豆素、碳化青等，或是一些无机液体

2、，如掺钕离子的三氯氧化磷等，也有以蒸气状态工作的。液体中的能带宽，发出的激光波长范围宽达0.05μm。利用如图所示的装置，调节光栅衍射角，只使某一波长光在谐振腔纵轴方向产生衍射极大形成光振荡，并最后输出，以获得单一波长激光。因此，液体激光器输出的波长连续可调的，其输出功率较高且稳定，制备简单，价格便宜。二氧化碳激光打标机2、半导体激光器          半导体物理学的迅速发展及随之而来的晶体管的发明，使科学家们早在50年代就设想发明半导体激光器，60年代早期，很多小组竞相进行这方面的研究。在理论分析方面，以莫斯科列别捷夫物理研究所的尼古拉·巴索夫的

3、工作最为杰出。足够可靠的半导体激光器则直到70年代中期才出现。        半导体激光器体积非常小，最小的只有米粒那样大。工作波长依赖于激光材料，一般为0.6～1.55微米，由于多种应用的需要，更短波长的器件在发展中。据报道，以Ⅱ～Ⅳ价元素的化合物，如ZnSe为工作物质的激光器，低温下已得到0.46微米的输出，而波长0.50～0.51微米的室温连续器件输出功率已达10毫瓦以上。但迄今尚未实现商品化。       3、气体激光器      气体激光器是应用最广泛的一种激光器，气体激光器一般采用电激励源，常使用在连续工作方式上。常见的气体激光器有氦－氖

4、激光器，CO2激光器等。气体激光器效率较高，能以脉冲和连续两种方式工作，常用于精密测量、全息照相等领域。4、固体激光器（红宝石激光器）     固体激光器一般采用光激励源。工作物质多为掺有杂质元素的晶体或玻璃。最常见的固体激光器有红宝石激光器、钕玻璃激光器、掺钕钇铝石榴石激光器等，固体激光器输出能量高，小而坚固，在激光设备、激光武器等方面有重要应用能量高，输出功率大，但工作物质种类较少，而且单色性差。    正向结光电子器件　　在正向大偏置下半导体PN结结区附近将注入大量非平衡载流子，利用复合发光效应可制成各种颜色发光二极管。电子仪表上普遍使用的红、

5、绿色半导体指示灯、数码管，就是用GaAsP、GaP、AlGaAs等材料制成的。固态发光管功耗低、体积小、寿命长，已逐步取代真空管。用GaAs制成的发光管，发光效率很高，发射波长约9000埃，属人眼不灵敏的近红外波段，广泛用作光电控制和早期光通信的光源。第一只半导体激光器就是用高掺杂GaAs的PN结制成的，虽然现代半导体激光器已被异质结器件所取代，但基本上仍属正向结结构。[反向结光电子器件　　PN结中由于两侧电荷的转移在结区建立很强的内场（达104伏/厘米以上），导致能带弯曲，形成PN结势垒。光生载流子一旦扩散入结区即被内场扫向两侧构成光生电流。硅光电

6、池和光敏二极管就是利用反向结特性工作的器件。硅光电池作为太阳能电源在人造卫星上已得到应用，中国“东方红”2号人造卫星就使用了硅光电池。目前硅光电池能量转换效率已接近15%的理论值。光敏二极管是广泛使用的光检测器件，为了提高量子效率和响应速度，必须尽量扩大耗尽区（即电场区），因此实用的半导体光电二极管都施加反向偏置，量子效率可达到80%以上，响应时间可小于纳秒，光纤通信系统使用的Si-PIN检测器就是典型的一种。　　如果施加足够大的反向偏置，光生载流子在结附近某区域的强电场下加速，其能量可达到引起晶格碰撞电离的阈值。这种电离过程呈雪崩式链锁反应，因而可

7、得到内部增益。利用这种过程可制出快速灵敏的光检测器，称半导体雪崩光电二极管(APD)。它在长距离、大容量光纤通信系统中得到应用。异质结光电子器件　　60年代以来，半导体外延生长技术迅速发展。利用外延生长技术可以把不同半导体单晶薄膜控制生长在一起，形成异质结或异质结构。适当选择异质结构可以获得一些新的电学特性，如单向注入特性、载流子定域限制效应、负电子亲和势等，在光学上具有窗口效应、光波导特性等。异质结的新特性不仅使原有的光电子器件性能得到很大改善，同时还借以研制成许多新功能器件（如量子阱激光器、双稳态光器件等）。双异质结激光器的发明是异质结研究方面的

8、一个重大成就。采用异质结构以后，激光器有源区可精确控制在0.1微米量级。把注入载流子和光都局限在这个薄层中，