光电子技术的应用和发展前景 姓名：曾倬 学号：14021050128 专业：电子信息科学与技术 指导老师：黄晓莉
摘要：光电子技术确切称为信息光电子技术，本文论述了一些新型光电子器件及其发展方向 20世纪60年代激光问世以来，最初应用于激光测距等少数应用，光电子技术是继微电子技术之后近30年来迅猛发展的综合性高新技术。1962年半导体激光器的诞生是近代科学技术史上一个重大事件。经历十多年的初期探索，到70年代，由于有了室温下连续工作的半导体激光器和传输 损耗很低的光纤，光电子技术才迅速发展起来。现在全世界敷设的通信光纤总长超过1000万公里，主要用于建设宽带综合业务数字通信网。以光盘为代表的信息存储和激光打印机、复印机和发光二极管大屏幕现实为代表的信息显示技术称为市场最大的电子 产品。人们对光电神经网络计算机技术抱有很大希望，希望获得功耗的、响应带宽很大，噪音低的光电子技术。
目录 （一）光电子与光电子产业概况 （二）光电子的地位与作用 （三）二十一世纪信息光电子产业将成为支柱产业 （四）国际光电子领域的发展趋势 （五）光电子的应用
（一），光电子及光电子产业概况 光电子技术是一个比较庞大的体系，它包括信息传输，如光纤通信、空间和海底光通信等；信息处理，如计算机光互连、光计算、光交换等；信息获取，如光学传感和遥感、光纤传感等；信息存储，如光盘、全息存储技术等；信息显示，如大屏幕平板显示、激光打印和印刷等。其中信息光电子技术是光电子学领域中最为活跃的分支。在信息技术发展过程中，电子作为信息的载体作出了巨大的贡献。但它也在速率、容量和空间相容性等方面受到严峻的挑战。 采用光子作为信息的载体，其响应速度可达到飞秒量级、比电子快三个数量级以上，加之光子的高度并行处理能力，不存在电磁串扰和路径延迟等缺点，使其具有超出电子的信息容量与处理速度的潜力。充分地综合利用电子和光子两大微观信息载体各自的优点，必将大大改善电子通信设备、电子计算机和电子仪器的性能。 今天，光电子已不再局限传统意义上的用于光发射、光调制、光传输、光传感等的电子学的一
?光电子信息技术? 基于SOA啁啾管理的连续可调谐色度色散补偿的研究33张立台33,于晋龙,李 岩,胡 浩,王文睿,张爱旭,杨恩泽 (天津大学电子信息工程学院光纤通信实验室,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津300072) 摘要:提出了一种新型的可小范围连续调谐的色度色散(CD)补偿方案。该CD补偿方案包括一个半导体光放 大器(SOA)和一段固定长度的色散补偿光纤(DCF)。利用SOA的交叉相位调制(XPM)效应,通过调节SOA的 偏置电流和控制脉冲光的强度,可以对进入SOA的光信号引入不同大小的附加啁啾量,从而可以利用固定长 度的DCF得到补偿后的无啁啾光信号。实验中,实现了10G b/s可调谐CD补偿器,在无需替换DCF的情况 下,实现了补偿范围为-40ps/nm到60ps/nm的连续可调谐CD补偿。 关键词:色散补偿;啁啾控制;半导体光放大器;交叉相位调制;光纤通信 中图分类号:TN929.11 文献标识码:A 文章编号:100520086(2008)1121463204 T u nab le ch rom atic disp ersion compens ation using chirp control b ased on XPM in a S OA ZHANG Li2tai33,YU Jin2long,LI Y an,HU Hao,W ANG Wen2rui,ZHANG Ai2xu, Y ANG En2ze (School of E lectronic&Information Engineering,Tianjin University,Tianjin300072,P.R.China;K ey Laboratory of Opto2electronics Information and T echnical Science(Tianjin University)Ministry of Education,Tianjin300072,Chi2 na) Abstract:We demonstrate a tunable chromatic dispersion(CD)compensation technique using a sem iconductor optical ampli2 fier(SOA)and a coil of dispersion compensation fiber(DCF).Based on cross2phase modulation(XPM)in the SOA,the tran2 sient chirp of the received signal can be adjusted by tuning the drive current of the SOA and the power of clock pulse.In this way,a10G bit/s tunable CD compensation setup,ranging from-40ps/nm to60ps/nm,is realized without changing the length of the DCF. K ey w ords:chromatic dispersion(CD)compensationp;chirp control;semiconductor optical amplifier(SOA);cross2 phase modulation(XPM);optical communication 1 引 言 随着光纤通信系统传输速度的不断提高,色度色散(CD)已经成为制约高速光纤通信系统发展的一个重要因素。尤其是在高速光网络中,动态网络配置、周围环境温度、元件的老化、光源的频率漂移等都能引起光纤通信系统中色度色散值的动态变化,从而产生传统的固定CD补偿方案无法消除的冗余色散。因此,动态可调节CD补偿技术已经成为新一代光纤通信系统中的一项关键技术[1]。 为此,研究人员已经提出了多种可调谐CD补偿器的实现方案,包括:温度或应力调谐型啁啾光纤光栅(FBG)[2],虚像相位阵列(VIPA)[3],G ires2T ournois干涉仪标准具[4],平面光波导器件(PLC)[5],阵列波导光栅(AWG)[6],光开关阵列[7]等。上述各种CD补偿技术各有优势,基于VIPA的CD补偿器对正、负色散均有很大的补偿范围[3],基于FBG的CD补偿器可实现对多波长光信号的同时补偿[2]等。 本文提出了一种新型的可小范围连续调谐的色度色散(CD)补偿方案,采用半导体光放大器(SOA)和一段固定长度的色散补偿光纤(DCF)。利用SOA的交叉相位调制(XPM)效应引入附加啁啾,通过固定长度的DCF得到补偿后的无啁啾光信号。系统的CD补偿控制通过调节SOA的偏置电流和控制光的强度实现,因此具有调谐速度快、调谐精度高的优点。实验中,在无需替换DCF的情况下,实现了10G b/s、补偿范围为-40ps/nm到60ps/nm的连续可调谐CD补偿器。 光电子?激光 第19卷第11期 2008年11月 Journal of Optoelectronics?Laser Vol.19No.11 Nov.2008 3收稿日期:2008207211 修订日期:2008209204 3 基金项目:国家自然科学基金资助项目(60572013);国家自然科学基金重点资助项目(60736035);国家“863”资助项目(2007AA01Z272);教育部新世纪人才计划资助项目 33E2m ail:zhanglitai@https://www.doczj.com/doc/6118321670.html,
附件4 “光电子与微电子器件及集成”重点专项 2019年度项目申报指南 为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》《2006—2020年国家信息化发展战略》提出的任务，国家重点研发计划启动实施“光电子与微电子器件及集成”重点专项（以下简称“本重点专项”）。根据本重点专项实施方案的部署，现提出2019年度项目申报指南。 本重点专项的总体目标是：发展信息传输、处理与感知的光电子与微电子集成芯片、器件与模块技术，构建全链条光电子与微电子器件研发体系，推动信息领域中的核心芯片与器件研发取得重大突破，支撑通信网络、高性能计算、物联网等应用领域的快速发展，满足国家发展战略需求。 本重点专项按照硅基光子集成技术、混合光子集成技术、微波光子集成技术、集成电路与系统芯片、集成电路设计方法学和器件工艺技术6个创新链（技术方向），共部署49个重点研究任务。专项实施周期为5年（2018—2022年）。 2019年度项目申报指南在核心光电子芯片、光电子芯片共性支撑技术、集成电路与系统芯片、集成电路设计方法学和器件工 —1—
艺技术5个技术方向启动19个研究任务，拟安排国拨总经费概算6.75亿元。凡企业牵头的项目须自筹配套经费，配套经费总额与专项经费总额比例不低于1：1。 各研究任务要求以项目为单元整体组织申报，项目须覆盖所申报指南方向二级标题（例如：1.1）下的所有研究内容并实现对应的研究目标。除特殊说明外，拟支持项目数均为1~2项。指南任务方向“1.核心光电子芯片”和“2.光电子芯片共性支撑技术”所属任务的项目实施周期不超过3年；指南任务方向“3.集成电路与系统芯片”、“4.集成电路设计方法学”和“5.器件与工艺技术”所属任务的项目实施周期为4年。基础研究类项目，下设课题数不超过4个，参研单位总数不超过6个；共性关键技术类和应用示范类项目，下设课题数不超过5个，参与单位总数不超过10个。项目设1名项目负责人，项目中每个课题设1名课题负责人。 指南中“拟支持项目数为1~2项”是指：在同一研究方向下，当出现申报项目评审结果前两位评分评价相近、技术路线明显不同的情况时，可同时支持这2个项目。2个项目将采取分两个阶段支持的方式。建立动态调整机制，第一阶段完成后将对2个项目执行情况进行评估，根据评估结果确定后续支持方式。 1.核心光电子芯片 1.1多层交叉结构的光子集成芯片（基础研究类） 研究内容：聚焦基于硅基多维度交叉结构的光子集成芯片，—2—
光电子技术安毓英习题答案-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
第一章 1. 设在半径为R c 的圆盘中心法线上，距盘圆中心为l 0处有一个辐射强度为I e 的点源S ，如图所示。试计算该点源发射到盘圆的辐射功率。 解：因为 ΩΦd d e e I = ， 且 ()??? ? ??+- =-===Ω?22000212cos 12sin c R R l l d d r dS d c πθπ?θθ 所以??? ? ??+-=Ω=Φ220012c e e e R l l I d I π 2. 如图所示，设小面源的面积为A s ，辐射亮度为L e ，面源法线 与l 0的夹角为s ；被照面的面积为A c ，到面源A s 的距离为l 0。若c 为辐射在被照面A c 的入射角，试计算小面源在A c 上产生的辐射照度。 解：亮度定义: r r e e A dI L θ?cos = 强度定义:Ω Φ =d d I e e 可得辐射通量：Ω?=Φd A L d s s e e θcos 在给定方向上立体角为：2 cos l A d c c θ?= Ω 则在小面源在?A c 上辐射照度为：20 cos cos l A L dA d E c s s e e e θθ?=Φ= 3.假如有一个按朗伯余弦定律发射辐射的大扩展源（如红外装置面对的天空背景），其各处的辐亮度L e 均相同，试计算该扩展源在面积为A d 的探测器表面上产生的辐照度。 答：由θcos dA d d L e ΩΦ = 得θcos dA d L d e Ω=Φ，且() 2 2cos r l A d d +=Ωθ 则辐照度：()e e e L d r l rdr l L E πθπ =+=? ?∞ 20 0222 2 4. 霓虹灯发的光是热辐射吗？ l 0 S R c L e A s A c l 0 s c 第1.2题图
Maya菜单中英文对照表Standard标准菜单File文件 .. New Scene 建立新场景 Open Scene 打开场景 Save Scene 保存场景 Save Scene As 另存场景为 Archive Scene Save Preferences 保存参数Optimize Scene Size 优化场景尺寸 Import 导入 Export All 全部导出 Export Selection 导出选定项目Export Proxy Container View Image 查看图像 View Sequence 查看序列帧 Create Reference 创建参照 Reference Editor 参照编辑器 Project 方案 New 新建 Edit Current 编辑当前 Set 设置 Recent Files 最近使用文件 Recent Increments 最近增加 Recent Projects 最近使用方案 Exit退出 Edit编辑
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File文件 New Scene建立新场景 Open Scene打开场景 Save Scene存盘场景 Save Scene As改名存盘 Import导入 Export All导出所有 Export Selection导出选定物体 Create Reference引入场景文件 Reference Editor引入场景编辑器 Project项目 New建立新项目 Edit Current编辑当前项目 Set指定当前项目 Exit退出 Edit编辑 Undo取消上一次操作 Redo恢复上一次操作 Repeat重复最后一次操作 Keys关键帧 Cut Keys裁剪关键帧 Copy Keys拷贝关键帧 Paste Keys粘贴关键帧 Delete Keys删除关键帧 Scale Keys缩放关键帧 Bake Simulation模拟复制 Delete删除 Delete by Type根据类型删除 History构造历史 Channels通道 Static Channels静帧通道 Motion Paths运动路径 Expressions表达式 Constraints约束 Rigid Bodies刚体 Delete All by Type根据类型删除所有 Unused Transforms未用变形 Joints连接 IK Handles逆向运动控制柄 Lattices车削
Clusters族 Sculpt Objects雕刻物体 Wires网格 Lights灯光 Cameras照相机 Image Planes图像板 Shading Groups and Materials阴影组和材质 Particles粒子 Rigid Bodies刚体物体 Rigid Constraints刚体约束 Select All选择所有 Select All by Type根据类型选择所有 Joints连接 IK Handles逆向运动控制柄 Lattices车削 Clusters族 Sculpt Objects雕刻物体 Wires网格 Transforms变形 Geometry几何体 NURBS Geometry NURBS几何体 Polygon Geometry多边形几何体 Lights灯光 Cameras照相机 Image Planes图像板 Particles粒子 Rigid Bodies刚体物体 Rigid Constraints刚体约束 Quick Select Set快速选择集 Layers层 New Layers建立新层 Rename Layer更改层名称 Remove Current Layer移去当前层 Layer Editor层编辑器 Transfer to Layer转化为层 Select All on Layer选择层上所有物体 Hide Layer隐藏层 Hide All Layers隐藏所有层 Show Layer显示层
电子封装技术发展现状及趋势 摘要 电子封装技术是系统封装技术的重要容，是系统封装技术的重要技术基础。它要求在最小影响电子芯片电气性能的同时对这些芯片提供保护、供电、冷却、并提供外部世界的电气与机械联系等。本文将从发展现状和未来发展趋势两个方面对当前电子封装技术加以阐述，使大家对封装技术的重要性及其意义有大致的了解。 引言 集成电路芯片一旦设计出来就包含了设计者所设计的一切功能，而不合适的封装会使其性能下降，除此之外，经过良好封装的集成电路芯片有许多好处，比如可对集成电路芯片加以保护、容易进行性能测试、容易传输、容易检修等。因此对各类集成电路芯片来说封装是必不可少的。现今集成电路晶圆的特征线宽进入微纳电子时代，芯片特征尺寸不断缩小，必然会促使集成电路的功能向着更高更强的方向发展，这就使得电子封装的设计和制造技术不断向前发展。近年来，封装技术已成为半导体行业关注的焦点之一，各种封装方法层出不穷，实现了更高层次的封装集成。本文正是要从封装角度来介绍当前电子技术发展现状及趋势。
正文 近年来，我国的封装产业在不断地发展。一方面，境外半导体制造商以及封装代工业纷纷将其封装产能转移至中国，拉动了封装产业规模的迅速扩大；另一方面，国芯片制造规模的不断扩大，也极推动封装产业的高速成长。但虽然如此，IC的产业规模与市场规模之比始终未超过20%，依旧是主要依靠进口来满足国需求。因此，只有掌握先进的技术，不断扩大产业规模，将国IC产业国际化、品牌化，才能使我国的IC产业逐渐走到世界前列。 新型封装材料与技术推动封装发展，其重点直接放在削减生产供应链的成本方面，创新性封装设计和制作技术的研发倍受关注，WLP 设计与TSV技术以及多芯片和芯片堆叠领域的新技术、关键技术产业化开发呈井喷式增长态势，推动高密度封测产业以前所未有的速度向着更长远的目标发展。 大体上说，电子封装表现出以下几种发展趋势：（1）电子封装将由有封装向少封装和无封装方向发展；（2）芯片直接贴装（DAC）技术，特别是其中的倒装焊（FCB）技术将成为电子封装的主流形式；（3）三维（3D）封装技术将成为实现电子整机系统功能的有效途径；（4）无源元件将逐步走向集成化；（5）系统级封装（SOP或SIP）将成为新世纪重点发展的微电子封装技术。一种典型的SOP——单级集成模块（SLIM）正被大力研发；（6）圆片级封装（WLP）技术将高速发展；（7）微电子机械系统（MEMS）和微光机电系统（MOEMS）正方兴未艾，它们都是微电子技术的拓展与延伸，是集成电子技术与
第一章 2. 如图所示，设小面源的面积为?A s ，辐射亮度为L e ，面源法线与l 0 的夹角为?s ；被照面的面积为?A c ，到面源?A s 的距离为l 0。若?c 为辐射在被照面?A c 的入射角，试计算小面源在?A c 上产生的辐射照度。 解：亮度定义: r r e e A dI L θ?cos = 强度定义:Ω Φ =d d I e e 可得辐射通量：Ω?=Φd A L d s s e e θcos 在给定方向上立体角为： 2 cos l A d c c θ?= Ω 则在小面源在?A c 上辐射照度为：2 cos cos l A L dA d E c s s e e e θθ?=Φ= 3.假如有一个按朗伯余弦定律发射辐射的大扩展源（如红外装置面对 的天空背景），其各处的辐亮度L e 均相同，试计算该扩展源在面积为A d 的探测器表面上产生的辐照度。 答：由θcos dA d d L e ΩΦ = 得θcos dA d L d e Ω=Φ，且() 2 2cos r l A d d +=Ωθ 则辐照度：()e e e L d r l rdr l L E πθπ =+=? ?∞ 20 0222 2 7.黑体辐射曲线下的面积等于等于在相应温度下黑体的辐射出射度M 。试有普朗克的辐射公式导出M 与温度T 的四次方成正比，即 M=常数4T ?。这一关系式称斯特藩-波耳兹曼定律，其中常数为5.67?10-8W/m 2K 4 解答：教材P9，对公式2 1 5 1 ()1 e C T C M T e λλλ= -进行积分即可证明。 第二章 3．对于3m 晶体LiNbO3，试求外场分别加在x,y 和z 轴方向的感应主折射率及相应的相位延迟（这里只求外场加在x 方向上） 解：铌酸锂晶体是负单轴晶体，即n x =n y =n 0、n z ＝n e 。它所属的三方晶系3m 点群电光系数有四个，即γ22、γ13、γ33、γ51。电光系数矩阵为： 第1.2题图
Maya8.5菜单中英文对照表 General 通用菜单 Ⅰ.File 文件 01.New Scene 新建场景 02.Open Scene 打开场景 03.Save Scene保存场景 04.Save Scene As 另存场景为 05.Save Preferences 保存首选项 06.Optimize Scene Size 优化场景大小 07.Import 导入 08.Export All 全部导出 09.Export Selection 导出选定项目 10.View Image 查看图象 11.View Sequence 查看序列 12.Create Preference 创建参照 13.Preference Editor 参照编辑器 14.Project 工程 New 新建 Editor Current 编辑当前 Set 设置 15.Recent Files 最近使用的文件 16.Recent Increments 最近增加
17. Recent Projects 最近使用方案 18.Exit 退出 Ⅱ.Edit 编辑 01.Undo 返回上一步操作 02.Redo 返回上一步撤消的操作 03.Repeat 重复执行上一次的操作 04.Recent Commands List 最近使用命令列表 05.Cut 剪切 06.Copy 拷贝 07.Paste 粘贴 08.Keys 关键帧 Cut Keys 剪切关键帧 Copy Keys 拷贝关键帧 Paste Keys 粘贴关键帧 Delete Keys 删除关键帧 Delete FBIK Keys 删除完整躯体IK关键帧 Delete All FBIK Keys 删除全部FBIK关键帧 Delete Body Part Keys 删除躯体部分关键帧 Delete Selected FBIK Keys 删除选定FBIK关键帧Scale Keys 缩放关键帧 Snap Keys 捕捉关键帧
光电子技术又是一个非常宽泛的概念，它围绕着光信号的产生、传输、处理和接收，涵盖了新材料（新型发光感光材料，非线性光学材料，衬底材料、传输材料和人工材料的微结构等）、微加工和微机电、器件和系统集成等一系列从基础到应用的各个领域。光电子技术科学是光电信息产业的支柱与基础，涉及光电子学、光学、电子学、计算机技术等前沿学科理论，是多学科相互渗透、相互交叉而形成的高新技术学科。 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。现在光子学和光子技术在信息、能源、材料、航空航天、生命科学和环境科学技术中的广泛应用，必将促进光子产业的迅猛发展。光电子学是指光波波段，即红外线、可见光、紫外线和软X射线（频率范围3×1011Hz~3×1016Hz或波长范围1mm~10nm）波段的电子学。光电子技术在经过80年代与其相关技术相互交叉渗透之后，90年代，其技术和应用取得了飞速发展，在社会信息化中起着越来越重要的作用。光电子技术研究热点是在光通信领域，这对全球的信息高速公路的建设以及国家经济和科技持续发展起着举足轻重的推动作用。国内外正掀起一股光子学和光子产业的热潮。 1.1可见光的波长、频率和光子的能量范围分别是多少？ 波长：380~780nm 400~760nm 频率：385T~790THz 400T~750THz 能量：1.6~3.2eV 1.2辐射度量与光度量的根本区别是什么？为什么量子流速率的计算公式中不能出现光度量？ 为了定量分析光与物质相互作用所产生的光电效应，分析光电敏感器件的光电特性，以及用光电敏感器件进行光谱、光度的定量计算，常需要对光辐射给出相应的计量参数和量纲。辐射度量与光度量是光辐射的两种不同的度量方法。根本区别在于：前者是物理（或客观）的计量方法，称为辐射度量学计量方法或辐射度参数，它适用于整个电磁辐射谱区，对辐射量进行物理的计量；后者是生理（或主观）的计量方法，是以人眼所能看见的光对大脑的刺激程度来对光进行计算，称为光度参数。因为光度参数只适用于0.38~0.78um的可见光谱区域，是对光强度的主观评价，超过这个谱区，光度参数没有任何意义。而量子流是在整个电磁辐射，所以量子流速率的计算公式中不能出现光度量.光源在给定波长λ处，将λ～λ+d λ范围内发射的辐射通量dΦe，除以该波长λ的光子能量hν，就得到光源在λ处每秒发射的光子数，称为光谱量子流速率。 1.3一只白炽灯，假设各向发光均匀，悬挂在离地面1.5m的高处，用照度计测得正下方地面的照度为30lx，求出该灯的光通量。 Φ=L*4πR^2=30*4*3.14*1.5^2=848.23lx 1.4一支氦-氖激光器（波长为63 2.8nm）发出激光的功率为2mW。该激光束的平面发散角为1mrad,激光器的放电毛细管为1mm。 求出该激光束的光通量、发光强度、光亮度、光出射度。 若激光束投射在10m远的白色漫反射屏上，该漫反射屏的发射比为0.85，求该屏上的光亮度。
光电信息技术新进展及感想 20世纪后期是现代光学和光电技术取得辉煌成就的时代。电子学与光学的结合，产生和建立了光电信息学科，在高新技术领域里的发展势头迅猛，使人类进入了信息时代。“20世纪是电子的世纪，21世纪是光子的世纪”；“光电信息是朝阳产业” ；通过《光电世界》课上老师的讲解，我们了解了许多光电信息技术的内容。如沈京玲讲的：太赫兹科学与技术，何敬锁老师讲的：信息传递的载体----电和光，张岩老师讲的：光学信息处理，苏波老师讲的：太阳能光伏电池、LED应用技术，崔海林讲的：微电子技术、通信网技术。这些内容让我对光电信息技术的领域有了大致的了解，并且在老师的精彩的讲说下激发了我对于世界的兴趣。 光电 在众多光电信息技术中，我对光电子技术这一领域是十分感兴趣的，并且我也十分看好这一领域的发展前景。 光电子技术是指激光在电子信息技术中的应用而形成的技术。光电子技术确切称为信息光电子技术。20世纪60年代激光问世以来，最初应用于激光测距等少数应用，到70年代，由于有了室温下连续工作的半导体激光器和传输损耗很低的光纤，光电子技术才迅速发展起来。 在上网的查找中，我了解到世界光电子产业的总体发展情况，其结果更是让每个人欣慰。正是由于上世纪60年代激光技术的产生，极大地推动了光电子技术的发展。并由此形成规模宏大、内容丰富的光电子产业。近十余年来，光电子相关技术突飞猛进，产品种类也不断推陈出新，其应用更是无远弗届，层面扩及通讯、信息、生化、医疗、工业、能源、民生等领域。展望未来，在轻量化、便携性、低耗能、高效益、整合强的特性下，光电子产业将更深入各领域应用范围，是影响未来社会发展的战略性产业之一。 此外，随着信息化的发展,大型信息化工程的建设,及其带动起来的覆盖世界的在政府部门、企业和家庭的应用,使光电子市场连年保持12.8%以上的高速增长。从1996年至1999年四年间平均增长50%,成为世界光电子迅速发展的阶段。从光电子产业世界市场情况可以看出,光电子市场在几年来是一直保持着强劲的增长势头,其中世界通信行业的发展将光通讯市场推到了前所未有的高度。而光电子技术其他方面的应用也在迅速增长，它对全面提高整个经济层次和运作效率,促进经济各环节的协调整合,发挥着越来越重要的作用。 看一下这两个世纪的产业技术。二十世纪的主导产业是微电子技术，而二十一世纪的主导产业就将是光电子技术。光电子技术不仅能够推动世界光纤通信技术的革命和医疗及生命科学的进步，而且还能更有效地应用于国防建设和探索诸多新的科学前沿领域。它将以我们今天完全无法想象的方式改变我们的生活。而21世纪，我们将进入信息时代，光电子技术及其产业必将有高速的发展；第一，光电子器件在军事和民用方面将得到更大的发展和广泛应用；第二，互联网的发展要求建立更完善的以光纤联接的数字综合服务网络；第三，要进行高度并行运算和自由空间中不受串扰的互连能力的光子计算机的研发必需大力发展光电子技术。在21 世纪的知识经济时代，光电子技术和产业的发展必将对人类产生深远的影响。 在规模宏大、内容丰富的光电子领域，近年来其产业发展呈现出四大热点，即光通信与光网络的创新不断，光存储与光显示的潜力无穷，固态照明未来发展顺畅，多晶硅材料供不应求。
微电子封装技术综述论文 摘要：我国正处在微电子工业蓬勃发展的时代，对微电子系统封装材料及封装技术的研究也方兴未艾。本文主要介绍了微电子封装技术的发展过程和趋势，同时介绍了不同种类的封装技术，也做了对微电子封装技术发展前景的展望和构想。 关键字：微电子封装封装技术发展趋势展望 一封装技术的发展过程 近四十年中，封装技术日新月异，先后经历了3次重大技术发展。 IC封装的引线和安装类型有很多种，按封装安装到电路板上的方式可分为通孔插入式TH 和表面安装式SM，或按引线在封装上的具体排列分为成列四边引出或面阵排列。微电子封装的发展历程可分为3个阶段： 第1阶段，上世纪70年代以插装型封装为主。70年代末期发展起来的双列直插封装技术DIP，可应用于模塑料，模压陶瓷和层压陶瓷封装技术中，可以用于IO数从8~64的器件。这类封装所使用的印刷线路板PWB成本很高，与DIP相比，面阵列封装，如针栅阵列PGA，可以增加TH类封装的引线数，同时显著减小PWB的面积。PGA系列可以应用于层压的塑料和陶瓷两类技术，其引线可超过1000。值得注意的是DIP和PGA等TH封装由于引线节距的限制无法实现高密度封装。 第2阶段，上世纪80年代早期引入了表面安装焊接技术，SM封装，比较成熟的类型有模塑封装的小外形，SO和PLCC型封装，模压陶瓷中的CERQUAD层压陶瓷中的无引线式载体LLCC和有引线片式载体LDCC，PLCC，CERQUAD，LLCC和LDCC都是四周排列类封装。其引线排列在封装的所有四边，由于保持所有引线共面性难度的限制PLCC的最大等效引脚数为124。为满足更多引出端数和更高密度的需求，出现了一种新的封装系列，即封装四边都带翼型引线的四边引线扁平封装QFP 与DIP，相比QFP的封装尺寸大大减小且QFP具有操作方便，可靠性高，适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线，封装外形尺寸小，寄生参数减小适合高频应用。Intel公司的CPU，如Intel80386就采用的PQFP。 第3阶段，上世纪90年代，随着集成技术的进步，设备的改进和深亚微米技术的使用，LSI，VLSI，ULSI相继出现，对集成电路封装要求更加严格，IO引脚数急剧增加，功耗也随之增大。因此，集成电路封装从四边引线型向平面阵列型发展，出现了球栅阵列封装BGA，并很快成为主流产品。90年代后期，新的封装形式不断涌现并获得应用，相继又开发出了各种封装体积更小的芯片尺寸封装CSP。与时，多芯片组件MCM发展迅速，MCM是将多个半导体集成电路元件以裸芯片的状态搭载在不同类型的布线基板上，经过整体封装而构成的具有多芯片的电子组件。封装技术的发展越来越趋向于小型化，低功耗，高密度，典型的主流技术就是BGA技术和CSP技术。BGA技术有很多种形式如陶瓷封装BGA，CBGA塑料封装，BGA PBGA以及Micro BGA。BGA与PQFP相比，BGA引线短，因此热噪声和热阻抗很小，散热好。耦合的电噪声小，同时BGA封装面积更小，引脚数量更多，且BGA封装更适于大规模组装生产，组装生产合格率大大提高。随着对高IO引出端数和高性能封装需求的增长，工业上已经转向用BGA球栅阵列封装代替QFP。 随着封装技术的发展及进步，我国科研院所从事电子封装技术研究是与电子元器件的研制同时起步的，随着电子元器件技术的发展，电子封装技术同步发展。特别是集成电路技术的发展，促进了电子封装技术日新月异的变化。目前，全国从事封装技术研究的科研院所有33家，其中信息产业部系统16家，其他系统17家。从事封装研究的从业人员1890余人，其中技术人员900余人，主要从事：陶瓷外壳封装、塑料外壳封装、金属外壳封装、金属-
第一章 2. 如图所示，设小面源的面积为?A s ，辐射亮度为L e ，面源法线与l 0 的夹角为θs ；被照面的面积为?A c ，到面源?A s 的距离为l 0。若θc 为辐射在被照面?A c 的入射角，试计算小面源在?A c 上产生的辐射照度。 解：亮度定义: r r e e A dI L θ?cos = 强度定义:Ω Φ =d d I e e 可得辐射通量：Ω?=Φd A L d s s e e θcos 在给定方向上立体角为： 2 cos l A d c c θ?= Ω 则在小面源在?A c 上辐射照度为：2 cos cos l A L dA d E c s s e e e θθ?=Φ= 3.假如有一个按朗伯余弦定律发射辐射的大扩展源（如红外装置面对 的天空背景），其各处的辐亮度L e 均相同，试计算该扩展源在面积为A d 的探测器表面上产生的辐照度。 答：由θcos dA d d L e ΩΦ = 得θcos dA d L d e Ω=Φ，且() 2 2cos r l A d d +=Ωθ 则辐照度：()e e e L d r l rdr l L E πθπ =+=? ?∞ 20 0222 2 7.黑体辐射曲线下的面积等于等于在相应温度下黑体的辐射出射度M 。试有普朗克的辐射公式导出M 与温度T 的四次方成正比，即 M=常数4T ?。这一关系式称斯特藩-波耳兹曼定律，其中常数为 5.6710-8W/m 2K 4 解答：教材P9，对公式2 1 5 1 ()1 e C T C M T e λλλ=-进行积分即可证明。 第二章 3．对于3m 晶体LiNbO3，试求外场分别加在x,y 和z 轴方向的感应主折射率及相应的相位延迟（这里只求外场加在x 方向上） 解：铌酸锂晶体是负单轴晶体，即n x =n y =n 0、n z ＝n e 。它所属的三方晶系3m 点群电光系数有四个，即γ22、γ13、γ33、γ51。电光系数矩阵为： L e ?A s ?A c l 0 θs θc 第1.2题图
光电信息实验（二）学生姓名：代中雄 专业班级：光电1001 学生学号：U201013351 指导老师：黄鹰&陈晶田
实验一阿贝原则实验 一、实验目的 1.熟悉阿贝原则在光学测长仪中的应用。 二、基本原理 1.阿贝比较原则 万能工具显微镜结构及实物图所示。 万能工具显微镜的标准件轴线与被测件轴线不在一条直线上，而处于平行状况。产生的阿贝误差如下： 1=tan a δ? g 35 =(13215) a??? +++??? g a? ≈g 一阶误差，即阿贝误差 2．结论 1）只有当导轨存在不直度误差，且标准件与被测件轴线不重合才产生阿贝误差（一阶误差）。 2）阿贝误差按垂直面、水平面分别计算。 3）在违反阿贝原则时，测量长度为τ的工件所引起的阿贝误差是总阿贝误差的L τ。 4）为了避免产生阿贝误差，在测量长度时，标准件轴线应安置在被测件轴线的延长线上（阿贝原则）。
5）满足阿贝原则的系统，结构庞大。 3.阿贝测长仪 阿贝测长仪中，标准件轴线与被测件轴线为串联形式，无阿贝误差，为二阶误差，计算形式如下： 22=C ?δ 三、 实验内容 1. 万能工具显微镜进行测长实验 1）仪器：万能工具显微镜，精度：1微米。 用1元、5角、1角的硬币，分别测它们的直径，用数字式计量光栅读数及传统的目视法读数法。每个对象测8次，求算数平均值和均方根值。 2）实验步骤： 瞄准被测物体一端，在读数装置上读一数；瞄准被测物体另一端，在读数装置上再度一数（精度1微米）；两次读数之差即为物体长度。 3）实验结果： 数据处理： 由8次测量结果可以算出硬币的平均直径，算数平均值： ()1 11.45311.45111.45611.45811.46411.43811.44511.4508 11.452D mm =?+++++++=
本设计主要阐述了国内外的新型封转技术，包括电子封转技术以及光电子封装技术在现阶段的发展和未来的发展方向和趋势。光电子封装在光通信系统下的不同类级别的封装，从而更快的传输速率，更高的性能指标、更小的外形尺寸和增加光电集成的水平和低成本的封装工艺技术。使得光电子封装系统拥有高效、稳定、自动化程度高的特点，从而适合市场的变换跟需求。 关键词光电子封装光通信系统高性能低成本高效自动化
摘要 (2) 绪言 (4) 一.新型封装技术 (5) 1.1电子封装技术 (5) 1.2光电子封装技术 (6) 二.光电子封装技术的现状 (6) 三.光电子器件封装技术 (7) 四.光电子封装在未来的生产中的发展前景 (9) 五.国内外光电子封装设备厂家 (10) 参考文献11
绪言 光电子封装是把光电器件芯片与相关的功能器件和电路经过组装和电互连集成在一个特制的管壳内,通过管壳内部的光学系统与外部实现光连接。光电子封装是继微电子封装之后的一项迅猛发展起来的综合高科技产业,光电子封装不但要求将机械的、热的及环境稳定性等因素在更高层次结合在一起,以发挥电和光的功能;同时需要成本低、投放市场快。随着电子技术的飞速发展，封装的小型化和组装的高密度化以及各种新型封装技术的不断涌现，对电子组装质量的要求也越来越高。所以电子封装的新型产业也出现了，叫电子封装测试行业。可对不可见焊点进行检测。还可对检测结果进行定性分析，及早发现故障。现今在电子封装测试行业中一般常用的有人工目检，在线测试，功能测试，自动光学检测等，其人工目检相对来说有局限性，因为是用肉眼检查的方法，但是也是最简单的。电子封装的主要制造技术，内容包括电子制造技术概述、集成电路基础、集成电路制造技术、元器件封装工艺流程、元器件封装形式及材料、光电器件制造与封装、太阳能光伏技术、印制电路板技术以及电子组装技术。使用光电子封装，对于产品的有效性使用，及保养性，都是具有十分重要的意义的。
硅基光电子集成芯片（Si OEIC） 主要应用于光通信或微电子电路的光互连。硅基光子学通过将光学器件和电子回路（IC）集成到一块普通芯片上降低了光学系统成本，或者从长远来讲，在高性能芯片中引入光学部件增强IC的性能。 我们正处在一个将电子领域和光子领域二者合为一体的黄金时期。作为电子材料，硅基微电子学已经显示出巨大的威力；现在，作为光子材料，硅基光子学将再 次发挥威力，其潜在的高性能器件和广泛应用将在硅中延伸。 用成熟的CMOS工艺，在 硅衬底上制作光学器件， 例如发射器，调制器，探 测器，波导，光纤耦合器 MUX/DEMUX等无源器件。 最终目的是在一块硅芯片 上实现CMOS IC，射频和 所有光学模块的的集成。 当然每一种集成都需耗费 大量的人力和资源进行器 件改良和工艺研究。
硅基光电子集成芯片 有源 无源：发射器：（L D ，L E D ） 调制器：（马赫泽德干涉仪） 探测器： （锗探测器） 只有I I I -V 族解决方案，硅材料目前为止显得无 能为力。芯片集成的最终可能解决方案应该是：h y b r i d S i O E I C c h i p ，即光源部分由I I I -V 族制作，并通过f l i p -c h i p 或者其他办法与硅芯片封装到一起，其他光学部分和I C 部分全部由硅工艺完成。 通过结构参数优化和工艺改进，我们已经拥有制作高速（10 G H z ）硅光学调制器的一整套设计方案和工艺集成方案，在8英寸0.13微米工艺线上，芯片成品率达到90%以上。在硅表面外延高质量单晶锗，我们可以制造出高速率，高响应度，高灵敏度的红外探测器(波段为0.8u m -1.6u m )，其性能完全可以跟市场上I I I -V 族探测器媲美。在8英寸0.13微米工艺线上，芯片成品率达到90%以上。产品形式可以有：P I N 锗探测器，锗硅雪崩二极管探测器，波导型锗探测器（集成类产品） 在硅基上已经实现，并且达到可应用的程度 主要为波导类器件，包括直波导，弯曲波导，交叉波导，滤波 器，谐振器，阵列波导光栅等等
1.1可见光的波长、频率和光子的能量范围分别是多少？ 波长：380~780nm 400~760nm 频率：385T~790THz 400T~750THz 能量：1.6~3.2eV 1.2辐射度量与光度量的根本区别是什么？为什么量子流速率的计算公式中不能出现光度量？ 为了定量分析光与物质相互作用所产生的光电效应，分析光电敏感器件的光电特性，以及用光电敏感器件进行光谱、光度的定量计算，常需要对光辐射给出相应的计量参数和量纲。辐射度量与光度量是光辐射的两种不同的度量方法。根本区别在于：前者是物理（或客观）的计量方法，称为辐射度量学计量方法或辐射度参数，它适用于整个电磁辐射谱区，对辐射量进行物理的计量；后者是生理（或主观）的计量方法，是以人眼所能看见的光对大脑的刺激程度来对光进行计算，称为光度参数。因为光度参数只适用于0.38~0.78um 的可见光谱区域，是对光强度的主观评价，超过这个谱区，光度参数没有任何意义。而量子流是在整个电磁辐射，所以量子流速率的计算公式中不能出现光度量.光源在给定波长λ处，将λ～λ+d λ范围内发射的辐射通量 d Φe ，除以该波长λ的光子能量h ν，就得到光源在λ处每秒发射的光子数，称为光谱量子流速率。 1.3一只白炽灯，假设各向发光均匀，悬挂在离地面1.5m 的高处，用照度计测得正下方地面的照度为30lx ，求出该灯的光通量。 Φ=L*4πR^2=30*4*3.14*1.5^2=848.23lx 1.4一支氦-氖激光器（波长为63 2.8nm ）发出激光的功率为2mW 。该激光束的平面发散角为1mrad,激光器的放电毛细管为1mm 。 求出该激光束的光通量、发光强度、光亮度、光出射度。 若激光束投射在10m 远的白色漫反射屏上，该漫反射屏的发射比为0.85，求该屏上的光亮度。 322 51122()()()6830.2652100.362()()22(1cos )()0.362 1.15102(1cos )2(1cos 0.001) 1.4610/cos cos cos 0 ()0.3v m e v v v v v v v v v v v K V lm d I d S Rh R R I cd dI I I L cd m dS S r d M dS λλλλλππθλπθπθθπλ-Φ=Φ=???=Φ?Φ= =Ω?Ω ??Ω===-?Φ===?--??====??Φ==52262 4.610/0.0005lm m π=??'2' ''22 2' '2'2 '100.0005(6)0.850.850.85cos 0.85155/cos 2v v v v v v v v l m r m P d r M E L dS l r L d dM l L cd m d dS d πθπθπ =>>=Φ===??Φ====ΩΩ