概念
光電子光電子學是指光波波段，即紅外線、可見光、紫外線和軟X射線（頻率範圍3×1011Hz~3×1016Hz或波長範圍1mm~10nm）波段的電子學。光電子技術在經過80年代與其相關技術相互交叉滲透之後，90年代，其技術和套用取得了飛速發展，在社會信息化中起著越來越重要的作用。
在光碟技術的促進下，近年來可見光半導體雷射二極體和發光二級管得到了較快的發展。藍綠光可見光半導體雷射二級管（LD）和藍綠光半導體發光二極體、黃橙紅光可見光雷射二極體和高亮度黃橙紅綠光發光二極體都已商品化。今後的發展需要繼續解決提高亮度，降低價格，提高使用壽命等問題。
原理
光電子1.3μm和1.55μm近紅外半導體雷射和發光二極體是現行通信系統、高速光纖通信系統的重要光器件，已成為廣為研究開發的光源。日本NEC已開發出在單晶片上製造不同發射波長的近紅外雷射二極體，採用它可大大降低多波長長途通信設備的價格。近年來，國外又相繼開發出半導體孤子雷射器、量子阱線或點雷射器和垂直腔表面發射雷射器等新型半導體雷射二極體。
發展
雷射技術是一項前沿科學技術發展不可缺少的支柱。作為光電子主導產品的雷射器的發展，經歷了原理上的四次變革，體積日益變小，功率不斷增大，可靠性和功率得到了很大的提高。半導體二級管雷射器和固體雷射器技術
光電子光纖是隨著光通信的發展而不斷發展的，各種結構和類型的光纖支持著光通信產業的發展。目前，單根光纖傳輸的信息量已達到萬億位。光纖作為光通信信息傳輸的介質，它的色散和損耗將直接影響到通信系統的傳輸容量和中繼距離，而常規的單模光纖已不能滿足新一代通信技術的要求，因此光纖技術又有了新的發展。迄今，光纖已經經歷了由短波長（0.85μm）到長波長（1.3~1.55μm），由多模到單模光纖以及特種光纖的發展過程，並開發出了色散移位光纖、非零色散光纖和色散補償光纖。
平板顯示（FPD）技術包括液晶顯示（LCD）、電漿顯示（PDP）、電致發光顯示（EL）、真空螢光顯示（VFD）和發光二極體顯示（LED）等，除在民用領域的廣泛套用外，已在虛擬顯示、高清晰度顯示、語言和圖形識別等軍用領域套用。近年來，液晶顯示以及其他平板顯示器件和技術正在大力地改進，如為解決電漿顯示發光效率、亮度、壽命、光串擾和對比度等問題，正在進行諸如大面積精細圖形製作和保護層等工藝方面的改進，並取得了較快進展。從整體來說，平板顯示技術將繼續向著彩色化、高解析度、高亮度、高可靠、高成品率和廉價方向發展。
隨著半導體技術的迅速發展，各種類型的光電探測器，如電荷耦合器件、光位置敏感器件、光敏陣列探測器等應運而生，取得了重大進展。進入90年代，光電探測器的發展方向除了開發高速回響光電探測器外，其重點是開發焦平面陣列為代表的光電成像器件。紅外焦平面陣列製作技術的日臻完善，使紅外探測技術進入了第二代。當前，降低成本是紅外探測器在民用領域得到廣泛套用的關鍵。21世紀，紅外焦平面陣列開發方向，一是在現有基礎上提高解析度，二是開發多功能和智慧型化焦平面陣列。
隨著光通信、光信息處理、光計算等技術的發展，加之材料科學和製造技術的進展，使得在單一結構或單片襯底上集成光學、光電和電子元器件成為可能，形成具有單一功能或多功能的光電子集成迴路（OEIC）和集成光路（IOC）。目前，商品化的集成光路產品有調製器、開關和分路器以及採用集成光路相干通信系統、光纖陀螺、雷射光纖都卜勒干涉儀等系統，以及用於光纖傳輸試驗的單片集成光電子集成迴路。預計到2020年，光電子集成迴路和集成光路的發展速度將相當於20世紀70年代的微電子技術，多功能集成光學器件和光電子集成器件將系列化，集成光學信號處理速度將達到1GHz。
在微電子技術蓬勃發展的同時，人們發現可以利用光電各自的優勢來為我們服務。比如雷射器，光電探測器，太
光電子由於光子具有電子所不具備的許多特性所以光子學有它獨特的優勢。尤其在信息領域。比如通信，我們現在大部分主幹網用的都是光纖，信息的載體都是光。由於密集波分復用技術的發展，一根頭髮絲粗細的光纖就可以傳輸一億門電話線路。這是電纜無法比擬的。再如信息存儲技術，光碟由VCD發展到DVD，容量增大了好幾倍，未來如果研製出能夠商用的藍光雷射器，採用藍光波段的光來作為信息的載體，就又可以使同樣大小的光碟的容量增大近十倍。而且光具有相干性，可以實現全息存儲，在不到一個平方厘米的晶片上，我們可以把北京圖書館的所有的書都存進去。在計算機方面，未來的發展趨勢是光要進入計算機中，發揮光子的優勢實現開關的互聯，利用光來消除電子傳輸帶來的瓶頸效應。
研究
《光電子》Optoelectronics是一本關注光電子領域最新進展的國際中文期刊，由漢斯出版社發行。主要刊登國內外光電子技術及套用相關領域的學術論文。本刊支持思想創新、學術創新，倡導科學，繁榮學術，集學術性、思想性為一體，旨在為了給世界範圍內的科學家、學者、科研人員提供一個傳播、分享和討論光電子領域內不同方向問題與發展的交流平台。
研究領域：
光電子研究光電技術
光電工程
電子工程
光電系統
光電探測
光電器件與材料
紅外光電子學
光纖通信與光纖元件
雷射生物學
生物醫學光子學
仿真技術
圖像與信號處理
光電信息處理
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編委
主編
梁安輝教授南京郵電大學(Prof.AnhuiLiang,NanjingUniversityofPostsandTelecommunications)
楊銀堂教授西安電子科技大學(Prof.YintangYang,XidianUniversity)
副主編
姜淳教授上海交通大學(Prof.ChunJiang,ShanhaiJiaoTongUniversity)
曹祥東教授華中科技大學、千人計畫入選者(Prof.XiangdongCao,HuazhongUniversityofScienceandTechnology)
劉學峰研究員中國科學院光電技術研究所、千人計畫入選者(Dr.XuefengLiu,TheInstituteofOpticsandElectronics,TheChineseAcademyofSciences)
葉陳春教授廈門大學(Prof.ChenchunYe,XiamenUniversity)
編委會
董鳳忠研究員中國科學院合肥物質科學研究院(Dr.FengzhongDong,HefeiInstitutesofPhysicalscience,ChineseAcademyofSciences)
李曙光教授燕山大學(Prof.ShuguangLi,YanshanUniversity)
姚斌教授吉林大學(Prof.BinYao,JilinUniversity)
鄭小平教授清華大學(Prof.XiaopingZheng,TsinghuaUniversity)
周維虎研究員中國科學院光電研究院(Dr.WeihuZhou,AcademyofOpto-Electronics,ChineseAcademyofSciences)
單崇新教授中科院長春光學精密機械與物理研究所(Prof.Chong-XinShan,ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciences)
王向榮教授香港科技大學(Prof.XiangrongWang,HongKongUniversityofScienceandTechnology)
劉承宜教授華南師範大學(Prof.TimonCheng-YiLiu,SouthChinaNormalUniversity)
譚平恆研究員中國科學院半導體研究所(Dr.pinghengTan,InstituteofSemiconductors,ChineseAcademyofSciences)
蘭勝教授華南師範大學(Prof.shengLan,SouthChinaNormalUniversity)
沈國震教授華中科技大學(Prof.GuozhenShen,HuazhongUniversityofScienceandTechnology)
郭磊教授東北大學(Prof.LeiGuo,NortheasternUniversity)
樂孜純教授浙江工業大學(Prof.ZichunLe,ZhejiangUniversityofTechnology)
李寶軍教授中山大學(Prof.BaojunLi,SunYat-SenUniversity)
田文懷教授北京科技大學(Prof.WenhuaiTian,UniversityofScienceandTechnologyBeijing)
田修波教授哈爾濱工業大學(Prof.XiuboTian,HarbinInstituteofTechnology)
鄭志剛教授北京師範大學(Prof.ZhigangZheng,BeijingNormalUniversity)
童葉翔教授中山大學(Prof.YexiangTong,SunYat-SenUniversity)
武保劍教授電子科技大學(Prof.BaojianWu,UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina)
劉育梁研究員中國科學院(Dr.YuliangLiu,ChineseAcademyofSciences)
楊坤濤教授華中科技大學(Prof.KuntaoYang,HuazhongUniversityofScienceandTechnology)
吳波教授福州大學(Prof.BoWu,FuzhouUniversity)
鄧文禮教授華南理工大學(Prof.WenliDeng,SouthChinaUniversityofTechnology)
高曉明教授中國科學院(Prof.XiaomingGao,ChineseAcademyofSciences)
朱俊傑教授南京大學(Prof.JunjieZhu,NanjingUniversity)
孫軍強教授華中科技大學(Prof.JunqiangSun,HuazhongUniversityofScienceandTechnology)
王一丁教授吉林大學(Prof.YidingWang,JilinUniversity)
張保平教授廈門大學(Prof.BaopingZhang,XiamenUniversity)
王鳴魁教授華中科技大學(Prof.MingkuiWang,HuazhongUniversityofScienceandTechnology)
盛新志教授北京交通大學(Prof.XinzhiSheng,BeijingJiaotongUniversity)
現狀
我國光電子行業在科研上起步較早，也有一批水平較高的套用成果，其中光纖通信的發展尤快。在國防上的套用也開展較早，如靶場用的雷射、紅外、電視等光測設備，以及紅外導引裝置、紅外熱像儀、雷射測距儀、微光夜視儀等。但民用市場開發較晚，真正能形成較大生產規模的產品不多。我國在"八五"計畫期間對一些光電器件企業進行了技術改造，已在"九五"計畫中產生了效益。例如，12英寸彩色液晶顯示屏已經在1996年投產。國家重大成套通信設備2.5Gbps同步數字系列（SDH）光通信系統，於1997年研製開發成功，現已廣泛套用於國家通信骨幹網的建設。
鑒於上述情況，我國光電子技術發展戰略總的指導思想是：有限目標、突出重點、科技領先、形成規模、開拓市場，在"八五"、"九五"計畫基礎上，使有基礎的企業和研究所分別形成規模生產和研究開發中心，使我國光電子元器件初步形成基本配套的產業，滿足市場的需要。
套用
光電子在感測器技術中的套用
光電子新型光學應變感測器的突出特點是：
①非接觸測量（讀出），應變信息用光學方法由光柵傳送到信號處理單元；
②應變規長度是可變的，由雷射束直徑確定，而雷射束大小是可調的；
③應變測量範圍大，從小的應變到較大的應變可連續地測量；
④可對待測試樣的各不同點進行應變測量，能以極高的空間解析度監測整個待測物體。
二、工作原理圖1表示利用衍射光柵和位敏探測器的光學應變感測器的應變測量原理。衍射光柵粘附在試樣的表面，當單色準直光束垂直入射到線性光柵（>40line/mm）平面上時，照亮了光柵平面上的一個點，而在平行於光柵平面的屏上可觀察到一組衍射光斑。在圖1中，雷射束垂直於試樣表面入射到反射型衍射光柵上。對於高頻衍射光柵只能觀察到實際用於應變測量的±1衍射級的衍射光束。這種衍射光束由距光柵L的高解析度敏位探測器接收。當光柵跟隨試樣形變時，平面內的形變和平面外沿光束入射方向的位移將引起衍射光束的移動。
對於垂直於試樣表面的入射雷射束，±1級衍射光束沿感測器長度的位移由下式給出：(1)式中，p—光柵的空間頻率。b—±1級衍射光束的衍射角；l—雷射波長；如果試樣發生小的形變，光柵線距（空間頻率）將改變Dp，按照方程(1)，衍射角改變Db，因此可得：(2)這就是說：(3)式中，ex是沿x方向的正應變。假定衍射光束垂直於位敏感測器平面，沿感測器1的位移為：(4)對於感測器2，只要將b換成-b，可得：(5)因此，由方程(4)和方程(5)可得基本應變測量方程為：
三、感測器系統和測量方法
1、感測器系統硬體圖2所示為感測器系統配置，可套用於實驗室和工業現場，，由雷射源、2個位敏感測器、2個633nm帶通濾波器、會聚透鏡和光柵組成。光柵的空間頻率為1200line/mm，粘附於試樣的表面。直徑約1mm的He-Ne雷射束(632.8mm)入射到光柵平面上的任一點。位敏探測器是基於單片光電二極體的光電子器件。該系統的主
光電子2、調節方法如果雷射束不能垂直入射到試樣表面，將引起嚴重的測量誤差。這種雷射束的誤準直是難以消除的，除非光柵到雷射器的反射零級光束與入射光束重合。這種光束的重合必須沿垂直方向，確保±1級衍射光束對稱分布。系統調節的關鍵是使入射雷射束垂直於試樣表面，必須仔細檢查光柵是否牢固地粘附於試樣表面，試樣是否完全定位。此外還可調節位敏感測器使衍射±1級光束正好位於兩個位敏感測器平面的中心。
3、測量方法主要測量步驟如下：①試樣與衍射光柵的準備工作類似於莫爾干涉儀；②在100~500mm之間確定位敏感測器到光柵的距離L，並輸入到計算機軟體。不能選擇L=250mm；③加負荷前的初始試驗是測量x10和x20的平均值；④對試樣加壓，測量新的x1和x2的平均值；⑤利用方程(6)計算應變。所有的計算都是由計算機軟體自動完成的。
4、接口軟體流程是用LABVIEW完成的，包括數據採樣、濾波、計算、讀出和寫入存儲器、顯示屏等。數據處理速度很高，整個處理周期約0.1s。所有的信號處理和數據採集都是自動的。應變測量結果以數字和圖線的形式連續地顯示在PC屏上。
四、系統特性對感測器系統產生重要影響的是位敏探測器噪聲引起的誤差和A/D轉換器噪聲誤差以及入射雷射束與試樣法線方向的偏離引起的系統誤差。
1、無規噪聲誤差感測器系統的無規噪聲限制了系統的測量靈敏度和空間解析度。位敏探測器的4個主要噪聲源是：①與光源有關的強度噪聲；②放大器電壓噪聲；③反饋電阻產生的熱噪聲；④直流光電流引起的散粒噪聲，其大小隨光斑位置在位敏探測器接收面上位置的變化而改變，中心的噪聲最小，邊緣的噪聲最大。A/D轉換器噪聲方差為D2/12，式中D是數位化值，12是所用轉換器為12位。
2、位置解析度如果使用記錄儀，位敏探測器的相對解析度為1/5000。位敏探測器的雙端輸出電壓信號為-5V~+5V，對應於光斑中心坐標為-5mm~+5mm。12位A/D轉換器只能分辨2.4mm，考慮到位敏探測器噪聲的影響，整個感測器系統的位置解析度約為0.3mm。
光電子五、感測器系統技術參數和特性感測器系統的技術參數和特性如下：①靈敏度為1me；②空間解析度是可變的，其
光電子六、結論新型實用的應變感測器系統可以只利用一個位敏探測器，這時可用下式計算應變：(17)無規噪聲引起的應變誤差的標準偏差為：(18)對比方程(18)和方程(9)可知：利用兩個位敏探測器可大大減少無規噪聲誤差，也可顯著地減小由於雷射束與試樣法線方向的偏離所引起的系統誤差。因此，利用兩個位敏探測器不僅可增加應變測量靈敏度和精度，而且可消除無規噪聲誤差和系統噪聲誤差。這種新型應變感測器優於現有的同類儀器，是精密測量領域的一種實用感測器系統，可套用於微電子學、高等材料力學、微米力學和納米力學等領域。
