什么是光电子学?(optoelectronics?)

光电子学是电子学的一个分支,涉及将电能转化为光能,以及通过称为半导体的材料将光能转化为电能。半导体是固体晶体材料,其导电性能低于金属,但高于绝缘体。它们的物理特性可以通过暴露于不同类型的光或电而改变。除可见光外,人眼不可见的紫外线和红外线等形式的辐射也会影响这些材料的特性。...
Solar panels use optoelectronics to turn light into energy.

光电子学是电子学的一个分支,涉及将电能转化为光能,以及通过称为半导体的材料将光能转化为电能。半导体是固体晶体材料,其导电性能低于金属,但高于绝缘体。它们的物理特性可以通过暴露于不同类型的光或电而改变。除可见光外,人眼不可见的紫外线和红外线等形式的辐射也会影响这些材料的特性。

Optoelectronic devices play a critical role in applications and products from computers to communications.

导致现代光电子学发展的最早的物理学发现之一被称为光电效应。光电效应是指一种材料在暴露于某些类型的光时发射电子。当材料以光的形式吸收足够的能量时,电子可以从材料的表面被撞开,从而产生电流并留下电子空穴。一个相关的现象是光伏效应,其中吸收的光导致材料的电子改变能量状态,从而产生一个可以产生电流的电压。

Photocopier machines were made possible through the application of optoelectronics.

通过吸收太阳光的太阳能电池进行的太阳能发电是利用这些效应的常见应用。以这种方式产生的电力可以直接使用或储存在电池中供以后使用。太阳能电池的实际应用包括在地球上的发电,如在偏远地区的离网家庭,以及在太空中的发电,如卫星。

Optoelectronics can be used to automate administrative work in a number of ways.

电致发光是光电子学中利用的另一个重要效应。当电力应用于某些材料时,它促使高能状态的电子与电子空穴结合,并落入更稳定的低能状态,从而以光的形式释放出能量。发光二极管(LED)是使用电致发光的一个常见例子。各种颜色的LED被用作电源开启指示灯,用于计算器和家用电器等物品的数字显示,用于照明标志和交通灯,作为汽车的前灯和信号灯,等等。汽车的仪表板也通常使用电致发光进行照明。

光导率是指在光照下材料的导电性增加的现象。这种效应随着更大的光强度在某些材料中产生更多的电子和电子洞而变化,从而提高了这些材料的导电性。复印机是通过应用光电子学的这一特殊现象而实现的。当复印机中的光电导表面暴露在图像下时,在不包含图像的照明区域和包含图像的非照明区域之间产生了导电性差异。因此,机器中的粉末以图像的形式分布,之后它被熔化在一张纸上,完成复印过程。

这些和其他光电效应被整合到大量的设备和应用中,有许多组合,甚至更多的组合正在开发中。许多行业已经被光电子学的应用所彻底改变。光电子器件在从计算机到通信、从医疗技术到军事装备、从摄影和其他成像技术等应用和产品中发挥着关键作用。

  • 发表于 2022-02-10 10:37
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  • 分类:科学

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