Что такое Квантовая электроника?

Блок

Что такое оптоэлектроника ?

Оптоэлектроника – область науки и техники, которая исследует и применяет процессывзаимодействия оптического излучения с веществом для передачи, приема, переработки,хранения и отображения информации. К оптическому излучению относится электромагнитное излучение в видимомдиапазоне (с длиной волны 0,4 - 0,8 мкм), инфракрасном (0,8 - 103 мкм) и ультрафиолетовом (10-3- 0,4 мкм).

К основным элементам оптоэлектронных устройств относятся источники излучения (некогерентного или когерентного), оптические среды и приемникиизлучения. Оптоэлектроника отличие от полупроводниковой электроники наличием в цепи сигнала оптического звена (оптической связи). Поэтому достоинства оптоэлектроники определяются теми возможностями, которые открываются в результате использованияразнообразных физических явлений, обусловленных взаимодействием излучения с веществом.

Приборы оптоэлектроники:

1. Для преобразования света в электрический ток-фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры, фотоэлектронные умножители (ФЭУ).
2. Для преобразования тока в световое излучение — различного рода лампы накаливания,электролюминесцентные индикаторы, полупроводниковые светодиоды и лазеры (газовые, твердотельные, полупроводниковые).
3. Для изоляции электрических цепей (последовательного преобразования «ток-свет-ток») служат отдельные устройства оптоэлектроники — оптопары — резисторные, диодные, транзисторные, тиристорные, оптопары на одно-переходных фототранзисторах и оптопары с открытым оптическим каналом.
4. Для применения в различных электронных устройствах служат оптоэлектронные интегральные схемы

В настоящее время оптоэлектроника возглавляет список полупроводниковых приборов с наибольшим объемом продаж. Значительный объем продаж приходится на рынок светоизлучающих диодов (СИД).

Оптоэлектронные приборы являются перспективными элементами сотовых телефонов, а именно портативных дисплеев, к которым предъявляются следующие основные требования:

· снижение стоимости, веса и энергопотребления;

· повышение надежности и долговечности;

· улучшение качества воспроизведения информации;

· повышение быстродействия.

 

Что такое Квантовая электроника?

Квантовая электроника – область электроники, которая исследует и применяет явления генерации, усиления электромагнитных колебаний на основе эффекта вынужденного излучения и явления нелинейного взаимодействия мощного излучения с веществом.

Излучениеи поглощение происходит отдельными порциям, квантами – фотонами. При испусканиифотона энергия атома уменьшается, а при поглощении фотона – увеличивается.Электрон при испускании фотона переходит вниз на более низкий уровень, а припоглощении фотона электрон переходит вверх на более высокий уровень.

Квантовые переходы валентных (связанных) электронов с одного уровня на другойсопровождаются излучением или поглощением электромагнитной энергии, частотакоторой удовлетворяет соотношение

hνmn =E_m-E_n ,

где h – постоянная Планка, ν_mn - частота излучения (поглощения) при квантовом переходеэлектрона с уровня E_m на уровень E_n , (E_m>E_n).

Переходы при взаимодействии с фотонами могут быть спонтанными(самопроизвольными)и вынужденными(индуцированными).

Испускание фотона при спонтанном переходе не зависит от внешних факторов. Здесь направление излучения и поляризация фотонов могут быть любыми.

Вынужденные квантовые переходы происходят под воздействием внешнего излучения частоты ν. Они генерируют фотоны. Фотон – копия имеет направление излучения и поляризацию такие же, как и у фотона, стимулирующего усиление электромагнитногоизлучения. При этом частота испущенного электрона совпадает с частотой вынужденногоизлучения.

Квантовый генератор – источник когерентного излучения, основанный на использовании явления вынужденного излучения.