光电子学(清华)综述

光电子技术基础•光电子技术概述•光源与光辐射•光电探测器与光电转换目录•光学系统与光路设计•光电子器件与工艺•光电子技术应用实例光电子技术概述01CATALOGUE光电子技术的定义与发展光电子技术的定义光电子技术是研究光与电子相互作用及其应用的科学领域，涉及光的产生、传输、调制、检测和处理等方面。

光电子技术的发展历程自20世纪初爱因斯坦提出光电效应以来，光电子技术经历了从基础研究到应用研究的逐步发展，现已成为现代科技领域的重要分支。

光电子技术在通信领域的应用主要包括光纤通信、无线通信和卫星通信等，实现了高速、大容量的数据传输。

通信领域光电子技术在显示技术方面的应用如液晶显示、有机发光显示等，为现代电子产品提供了丰富多彩的视觉体验。

显示技术光电子技术在太阳能利用、光伏发电等领域的应用，为可再生能源的开发和利用提供了技术支持。

能源领域光电子技术在生物医学领域的应用如光学成像、光动力疗法等，为疾病的诊断和治疗提供了新的手段。

生物医学随着微电子技术的发展，光电子器件将越来越微型化、集成化，实现更高的性能和更小的体积。

微型化与集成化人工智能和自动化技术的引入将进一步提高光电子系统的智能化水平，实现更高效的运行和管理。

智能化与自动化环保意识的提高将推动光电子技术向更环保的方向发展，如开发低能耗、无污染的光电子器件和系统等。

绿色环保光电子技术与材料科学、生物医学等学科的融合将产生更多的交叉学科和创新应用。

跨学科融合光源与光辐射02CATALOGUE利用物体加热到高温后产生的热辐射发光，如白炽灯、卤钨灯等。

具有连续光谱、色温低、显色性好等特点。

热辐射光源利用气体放电时产生的可见光辐射发光，如荧光灯、高压汞灯等。

具有高效、节能、长寿命等优点。

气体放电光源利用固体发光材料在电场或光场激发下产生的发光现象，如LED 、OLED 等。

具有节能环保、响应速度快、可调控性强等特点。

固体发光光源光源的种类与特性表示光源发出的总光能量，单位是流明（lm ）。

Frontier Science8有机光电材料研究进展与发展趋势◆邱勇(清华大学，北京100084）摘要：本文综述了有机光电材料的研究进展，及其在有机发光二极管、有机场效应晶体管、有机太阳电池、有机传感器和有机存储器等领域的应用；介绍了清华大学在有机发光技术方面取得的进展。

关键词：有机光电材料，有机发光二极管，有机场效应晶体管，有机太阳电池中图分类号：O62; O484 文献标识码：A0 前言有机光电材料是一类具有光电活性的有机材料，广泛应用于有机发光二极管、有机晶体管、有机太阳能电池、有机存储器等领域。

有机光电材料通常是富含碳原子、具有大π共轭体系的有机分子，分为小分子和聚合物两类。

与无机材料相比，有机光电材料可以通过溶液法实现大面积制备和柔性器件制备。

此外，有机材料具有多样化的结构组成和宽广的性能调节空间，可以进行分子设计来获得所需要的性能，能够进行自组装等自下而上的器件组装方式来制备纳米器件和分子器件。

有机光电材料与器件的发展也带动了有机光电子学的发展。

有机光电子学是跨化学、信息、材料、物理的一门新型的交叉学科。

材料化学在有机电子学的发展中扮演着一个至关重要的角色，而有机电子学未来面临的一系列挑战也都有待材料化学研究者们去攻克。

1 有机发光二极管有机电致发光的研究工作始于20纪60年代[1]，但直到1987年柯达公司的邓青云等人采用多层膜结构，才首次得到了高量子效率、高发光效率、高亮度和低驱动电压的有机发光二极管（O LE D）[2]。

这一突破性进展使OLED 成为发光器件研究的热点。

与传统的发光和显示技术相比较，OLED 具有驱动电压低、体积小、重量轻、材料种类丰富等优点，而且容易实现大面积制备、湿法制备以及柔性器件的制备。

近年来，OLED 技术飞速发展。

2001 年，索尼公司研制成功13英寸全彩OLED 显示器，证明了OLED 可以用于大型平板显示；2002 年，日本三洋公司与美国柯达公司联合推出了采用有源驱动OLED 显示的数码相机，标志着OLED 的产业化又迈出了坚实的一步；2007 年，日本索尼公司推出了11英寸的OLED 彩色电视机，率先实现OLED 在中大尺寸、特别是在电视领域的应用收稿日期：2010-7-2 修订日期：2010-8-25作者简介：邱勇（1964-），男，清华大学教授、博士生导师，清华大学党委常委、副校长，“国家杰出青年科学基金”获得者，长江学者特聘教授，有机光电子与分子工程教育部重点实验室主任，国家“十一五”863“新型平板显示技术”重大项目总体专家组组长。

物理学毕业论文文献综述引言物理学作为一门独立的学科，一直以来都受到广泛的关注和研究。

随着科技的进步，物理学在各个领域都发挥着重要的作用，为人类社会的发展做出了巨大的贡献。

本篇文献综述旨在回顾物理学领域近年来的研究进展，以及对未来研究方向的展望，以期为物理学毕业论文的写作提供参考和指导。

一、量子物理学研究进展量子物理学作为物理学的一个重要分支，研究微观世界的性质和现象，对于解释微观世界的奇异行为具有重要意义。

近年来，量子计算、量子通信和量子模拟等领域的研究成果引起了广泛的注意。

例如，基于量子态的编码和测量技术为量子计算机的发展提供了重要的基础；量子纠缠和量子隐形传态等现象为量子通信的实现提供了可行的途径。

此外，量子模拟也在材料科学、生物学和化学等领域展示出巨大的潜力。

二、高能物理学研究进展高能物理学研究宏观宇宙和基本粒子的性质和相互作用。

在这一领域，近年来的研究主要集中在粒子物理学、宇宙学和弦理论等方面。

例如，欧洲核子中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）实验取得了重要的突破，发现了希格斯玻色子，进一步验证了标准模型；宇宙学研究发现了暗物质和暗能量等神秘的宇宙成分；弦理论提出了关于宇宙起源和基本粒子理论的统一架构。

三、凝聚态物理学研究进展凝聚态物理学研究物质的宏观性质和相变规律，对于新材料的合成和功能设计具有重要的意义。

最近，研究者们在拓扑绝缘体、二维材料和超导材料等领域取得了重要突破。

例如，诺贝尔物理学奖的授予，肯定了三种新物态的发现，即拓扑绝缘体、共轭化四面体体系和半电导多层石墨烯。

此外，二维材料的研究表明了新材料在光电子学和量子计算领域的巨大潜力。

四、核物理学研究进展核物理学研究原子核和核反应的性质和规律，对于了解宇宙演化和核能的应用具有重要意义。

目前，核物理学的研究主要集中在核结构、核反应和核天体物理等方面。

例如，通过实验和理论计算，揭示了核壳模型、原子核的高自旋状态和超重元素的合成；核反应的研究为核能的应用和放射治疗提供了理论依据；核天体物理的研究揭示了宇宙的产生和演化过程。

清华考研复试班-清华大学电子科学与技术考研复试经验分享初试排名靠前并不等于录取，压线也并不等于没戏。

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在学院多学科交叉背景下，该专业培养基础深厚、专业面宽，具有自主学习能力、创新意识的综合型人才。

电子科学与技术专业培养具备微电子、光电子、集成电路等领域宽理论厚基础、实验能力和专业知识，能在电子科学与技术及相关领域从事各种电子材料、元器件、集成电路、电子系统、光电子系统的设计、制造、科技开发，以及科学研究、教学和生产管理工作的复合型专业人才。

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2018-2019年考研时，电子科学与技术专业考研学校排名是广大考研学子十分关心的问题，2017年12月28日，教育部学位与研究生教育发展中心发布了最新第四轮电子科学与技术学科评估结果，是目前比较权威的排名数据。

从榜单中我们可以看出，全国共有74所开设电子科学与技术类专业的大学参与了排名，其中排名第四的是清华大学。

光电子学基础及其在信息科学中的应用光电子学是一门研究光与电相互作用以及在半导体、光纤、光电器件等领域中应用的学科。

在信息科学中，光电子学的应用越来越广泛，例如光纤通信、激光印刷、光学存储等等。

本文将从基础方面介绍光电子学的涉及内容，并探讨其在信息科学中的应用。

1. 光的性质光的基本性质是电磁波，具有电场和磁场的特性。

其中电场是与光传播方向相垂直的振荡性质，磁场也遵循相同的规律。

光的波长决定了它在介质中的速度，光在真空中的速度是光速，约为3×10^8 m/s。

2. 半导体物理半导体在光电子学中起着核心作用。

它是指在晶体中，某些能级缺失电子（空穴）或多余电子（自由电子），可以带电的固体物质。

半导体材料的最优字段是红外区域，从而实现高响应、大量产和低成本的光电器件。

3. 光电器件光电器件是指那些具有光电转换功能的器件。

常见的光电器件有光电二极管和光敏电阻。

光电二极管是利用半导体材料进行光电转换，将光信号转化成电信号；光敏电阻则是根据光的强度对电阻进行调节。

4. 光纤通信光纤通信是将信号转换成光信号进行传输的通信方式。

在光纤通信中，信息通过激光器转换成光信号，再通过光纤进行传输，通过光电探测器转换回电信号，接收端再将其转换为原始信息。

相比其他通信方式，光纤通信的传输速度更快、距离更远、更稳定。

5. 激光印刷激光印刷是一种通过通过激光器制作模板来给物体表面直接刻画的印刷。

激光印刷可以制造精细图案或文字，并且可以在许多材料上使用，例如金属、塑料和玻璃。

激光印刷取代了传统的印刷方式，更加灵活和高效。

6. 光学存储光学存储是一种利用光记录信息并在之后读取的存储方式。

在光学存储中，光通过激光器发送到介质上，然后烧录或烤制物质以记录信息。

读取时，激光通过介质并检测跟踪光信号。

总之，光电子学在信息科学中的应用日趋广泛。

它在通信、印刷、存储和其他领域都有着重要的作用。

我们期望光电子学在未来得到更广泛的应用，为人们带来更多的便利。

光电子学基础及应用光电子学指的是研究光和电子相互作用的学科，是光学、电子学、电磁学等学科相互交叉的产物。

随着社会经济的发展和科技的进步，光电子学的应用越来越广泛，已经渗透到各个领域。

本文将从基础知识出发，讨论光电子学的应用。

一、基础知识1.光和电子的相互作用光和电子的相互作用可以分为两种类型：光和电子的直接相互作用和光和电子的间接相互作用。

直接相互作用指的是光子和电子的相互作用，它们之间可以发生散射、吸收、发射等过程。

例如：用激光束扫描金属表面，可以把表面的金属原子吸收能量后发生电离，形成离子。

间接相互作用指的是光子和电子通过中介物质相互作用的过程。

例如：在半导体材料中，激子是一种由电子和空穴共同组成的粒子，在吸收光子后会形成激子，然后再逐渐衰减，在这个过程中光子能量被电子和空穴吸收，并最终被转化为热能。

2.光电子学器件光电子学器件是将光电子学理论转化为可见的实验室装置的产物。

其中包括激光器、光伏电池、光电探测器、光通信用器件、光刻机等。

其中光通信用器件是当前应用最广泛的光电子学器件，包括光纤、光放大器、光调制器和光接收器等，将光信号转换为电信号再进行传输，具有高速度、大带宽、低噪声和抗干扰性能好等优点，已经成为信息通信领域发展的重要动力。

在生物医学方面应用也很广泛，例如激光在治疗癌症和皮肤病上的应用，光学成像技术在无创检测和治疗中的应用等。

二、应用1.光伏发电光伏发电是指将太阳能转化为电能的过程。

光伏电池是将太阳能直接转化为电能的一种器件。

其主要原理是将太阳光辐照到光伏电池表面时，光伏电池中的光伏元件（P-N结）会将光子能量转化为电能，产生电流，从而实现电能的转化。

目前，光伏发电技术已经在全球广泛应用，是可再生能源的一种重要形式。

2.光通信光通信是通过光信号传递信息的一种通信方式。

由于光的传输速度快且传输距离远，具有高速、大带宽、低噪声和抗干扰等优点，因此被广泛应用于通信和数据传输领域。

随着数码化、网络化的发展，人们对于宽带网络、高速数据传输等需求越来越高，因此光通信技术的应用空间也越来越大。

光电子理论与技术的五个前沿领域介绍摘要：人们都达成这样一个共识，即21世界时生物时代与光的时代。

光电子理论的研究已经有了很多的成果，来自不同领域的科学家都在各自的领域里对光电子的理论有一定的贡献，不断丰富着光电子理论的内容，而且在技术上已经有很大的应用。

光电子学在21世纪必定引导着技术革命的先潮。

现在以及未来交叉学科的研究必然会使得光电子学更进一步的发展。

本文主要就光电子理论与技术的五个前沿领域介绍：生物医学光子学，光纤通信技，集成光学，等离子体光学，微纳光学。

这五个方面的理论研究很成熟，而且实际应用的技术也非常之多。

其技术应用在生活，医疗的方面为我们所熟悉，此文特点在于对理论进行一些简单介绍，而注重的是这五个方面在实际中的应用举例，以开阔视野为主要目的。

关键字：光电子理论生物医学光子学光纤通信技集成光学等离子体光学微纳光学Abstract: People have reached a consensus that the 21st century when the era of biological age and light. Optoelectronics research has had a lot of theoretical results, the scientists from different fields in their respective fields on the photoelectron contribution to the theory of a certain, and constantly enrich the content of photoelectron theory, but also has great application of technology . Optoelectronics in the 21st century will lead the first wave of technological revolution. Current and future cross-disciplinary research is bound to make further development of optoelectronics. This review focuses on theory and technology of optoelectronic five fronts: Biomedical photonics, optical fiber communication technology, integrated optics, plasma optics, micro-nano optics. Theoretical Study of these five areas are mature and practical application of the technology is also very much. The technology used in life, the medical aspects familiar to us, the article is characterized by a brief introduction on some of the theory, and focus on five aspects is in the practical application example, the primary purpose to broaden our horizons.Keywords: Biomedical Photonics, Optoelectronics theory technology integrated optical fiber communication optical micro-nano optical plasma一．生物医学光子学生物医学光子学(Biomedical Photonics)作为光子学与生命科学交叉形成的新的学科分支，将研究对象直指高等生命活体，特别是人类生活中所面临的一些重大问题。

光电子学技术的发展与应用光电子学技术是一种基于光电效应和光电子器件原理的技术，它与信息和通信技术紧密关联，被广泛应用于照明、光通信、太阳能电池、荧光材料、液晶显示器等领域，成为当今世界最为前沿的科技领域之一。

一、光电子学技术的发展随着科技的不断进步，光电子学技术得到了快速的发展。

其中，光通信技术是光电子学技术领域的典型代表。

在这个领域里，光纤通讯充分体现了光电子技术在信息传输上的优越性能。

相比于传统的铜线通讯，光通讯的数据传输速度可达到全球最高的10Tbps，且信道的容量更为大，信号传输的稳定性和抗干扰性能也更佳。

太阳能电池是另一个光电子学技术领域的重要应用。

光电效应原理的应用使得太阳能电池将太阳能转化为电能成为可能。

随着技术的不断提高，太阳能电池的效率逐年提高，成本逐年降低，逐渐成为一种重要的替代能源。

二、光电子学技术的应用1. 照明领域光电子学技术的应用与照明领域有着密切关系。

LED（Light Emitting Diode）灯、氙气灯、镭射灯等都属于光电子学技术领域中的照明器材。

与传统照明器材相比，光电子学技术的照明器材能够更好地节约能源和保护环境。

同样是1W的电能，使用LED 灯泡比传统灯泡寿命长10倍以上，能效提高约90%以上，从而让我们在照明领域中更好的保存能源。

2. 光通信领域光电子学技术的另一大应用就是光通信。

由于传输速度块、容量大、成本低、抗干扰性强等优点，光纤通信已经成为传统通信方式的主流。

与传统通信方式相比，光通信的主要优势在于光作为传输介质，传播速度快、信号扩散小、信道容量大。

随着社会的不断发展，光通信的需求将会不断增大，因此光电子技术将有着更为广阔的应用前景。

3. 太阳能电池领域太阳能电池是光电子学技术在太阳能领域的应用。

光电效应原理的使用让太阳能电池能够将太阳能转换为电能。

目前，太阳能电池已成为一种新型的再生能源，在全世界得到广泛应用。

与传统的化石能源相比，太阳能电池的使用不会产生二氧化碳等有害的废气，因此更好的保护了环境。

光电子学：由光学和电子学结合形成的技术学科。

电磁波范围包括X射线、紫外光、可见光和红外线。

光电子学涉及将这些辐射的光图像、信号或能量转换成电信号或电能，并进行处理或传送；有时则将电信号再转换成光信号或光图像。

光电子技术：由光子技术和电子技术结合而成的新技术，涉及光显示、光存储、激光等领域，是未来信息产业的核心技术非线性光学：现代光学的一个分支，研究介质在强相干光作用下产生的非线性现象及其应用。

激光问世之前，基本上是研究弱光束在介质中的传播，确定介质光学性质的折射率或极化率是与光强无关的常量，介质的极化强度正比于光波的电场强度E，光波叠加时遵守线性叠加原理（见光的独立传播原理）。

在上述条件下研究光学问题称为线性光学。

对很强的激光，例如当光波的电场强度可与原子内部的库仑场相比拟时，光与介质的相互作用将产生非线性效应，反映介质性质的物理量（如极化强度等）不仅与场强E的一次方有关，而且还决定于E的更高幂次项，从而导致线性光学中不明显的许多新现象。

强光光学效应：强相干光辐射与物质相互作用过程中的各种非线性光学效应。

电光效应：所谓电光效应是指某些各向同性的透明物质在电场作用下显示出光学各向异性，物质的折射率因外加电场而发生变化的现象。

电光效应是在外加电场作用下，物体的光学性质所发生的各种变化的统称。

与光的频率相比，通常这一外加电场随时间的变化非常缓慢。

新的科学技术的出现和发展，磁光效应越来越受到重视，在研究的广度和深度上都有了极大的提升。

磁光效应是指处于磁化状态的物质与光之间发生相互作用而引起的各种光学现象。

包括法拉第效应、克尔磁光效应、塞曼效应和科顿-穆顿效应等。

这些效应均起源于物质的磁化，反映了光与物质磁性间的联系。

弹光效应：当外力或振动作用于弹性体产生应变时，弹性体的折射率发生变化，呈现双折射性质，这种有内应力的透明介质中o光和e光折射率不相等，它与应力分布有关。

这种现象即为光弹性效应。

半导体光电子学：半导体光电子学是研究半导体中光子与电子相互作用、光能与电能相互转换的一门科学，涉及量子力学、固体物理、半导体物理等一些基础物理，也关联着半导体光电子材料及其相关器件，在信息和能源等领域有着广泛的应用。

光电子信息材料发展综述目前蓬勃发展并且广泛普及的计算技术、工业自动化以及信息网络技术均离不开电子信息材料的应用。

而这一领域的涉及规模还有所处的水平被视为观测一个国家未来前进趋势的关键指标，同时也是体现国家综合实力的重要参考点，其可以归类于创新领域还有国际竞争显著的材料领域。

伴随电子学朝着光电子学进军，光电子信息材料于今后的若干年中同样将处于主导地位，并迅速成为应用最广泛以及前途最明朗的信息材料。

本文由光电子信息材料的发展状况入手，分析了这一领域多类应用的特性，并解读了今后该领域的发展趋势。

标签：光电子信息；信息材料；前景1前言处于社会持续进步以及经济突飞猛进的现代生活中，信息技术不断革新着我们的生活状态。

这一领域由诞生到目前的蓬勃发展，均离不开无线电电子学还有微电子学的基本原理。

伴随科技水平的显著提升，超大容量以及便捷的信息技术迅速更新换代，这给电子学以及微电子学提出了相应的挑战。

另一方面，由于电子学朝着光电子学的进军，使得信息技术的拓展获得了新的曙光。

由光学结合电子学而诞生了光电子学技术，随即带来了新兴的信息材料。

2发展进程有关光电子的激增能够追溯到1986年，日本在这一领域的进程推进了超过百分之三十，而美国紧跟其后，仅1987年砷化镓半导体的销售金额高达4.8亿美元。

到了1992年这一数据更新到了19.2亿美元。

日本在设定探索规划中的发展优先级时将前沿新材料以及生物工程摆在前列。

这里面的先进信息处理技术涵盖了光电子材料，日本在这一领域的推进明显走在了世界的前列。

3光电子检测和传感材料由外界获得诸如光、电、机械还有化学的目标量，同时把它们变换成合理的，并且让操作相对便捷的信息形式，这一过程就是光电子检测以及传感材料发挥的基本作用。

而面向这一模块的基本要求为抗干扰以及高速響应。

未来信息载体从电朝着光过渡是大势所趋。

（1）光电子探测和传感器材料。

光电探测器一直集中于光电倍增管的应用，依照波长情况相应地使用Cs-O及Sb-Cs等材料来组建光电阴极面，同时利用玻璃纤维面板沟通每一级增强器，通过带有Ph的微通道管刺激电子束。

2023年度人工智能领域国家自然科学基金项目申请与资助情
况综述
谢国;王乐;宋和平;肖斌;廖清;王志衡;吴国政
【期刊名称】《模式识别与人工智能》
【年(卷),期】2024(37)2
【摘要】对2023年度国家自然科学基金人工智能领域(申请代码F06)下的“人才”和“研究”两大项目系列中部分项目的申请与资助情况进行统计分析,并从申请代码、依托单位分布及其近五年(2019~2023)的变化趋势等角度进行分析,同时介绍
本领域按科学问题属性分类的评审情况以及相关评审原则与举措.最后进行总结和
展望,旨在为相关研究人员了解该领域的研究热点和未来发展方向提供参考.
【总页数】11页(P95-105)
【作者】谢国;王乐;宋和平;肖斌;廖清;王志衡;吴国政
【作者单位】国家自然科学基金委员会信息科学部信息科学二处;西安交通大学人
工智能学院;江苏大学计算机科学与通信工程学院;重庆邮电大学计算机科学与技术
学院;哈尔滨工业大学(深圳)计算机科学与技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP183
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3.“信息获取与处理”领域2022年度国家自然科学基金项目申请与资助情况综述
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5.2023年度自动化领域(F03)国家自然科学基金项目申请与资助情况综述
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