光电学是研究光与物质相互作用及其应用的科学,涉及光学、物理学、电子学、材料科学和工程学等多学科领域。其核心研究内容可归纳为以下几个方面:
光的基本性质
研究光的波动性、粒子性、偏振性、干涉与衍射等现象,理解光在不同介质中的传播规律。
光与物质的相互作用机制
包括吸收、发射(如光电效应)、散射等过程,解释物质对光的响应特性。
光电转换
探索光能向电能的转换(如太阳能电池)和电能向光能的转换(如激光器),涉及半导体材料、光学系统设计等。
其他能量转换
包括热光源、化学发光、生物发光、电致发光等特殊光现象的研究。
核心器件
设计与制造光电探测器(如光电二极管、CCD)、激光器、光纤通信设备等,研究其原理与性能优化。
集成技术
探索光电器件的集成方案,如激光器阵列、光纤传感器网络等。
信息传输与存储
研究光信号的调制、解调技术,以及光存储介质(如光盘、光纤存储)的原理。
信号处理与显示
包括图像处理、数据压缩、激光显示(如OLED)等应用。
通信技术 :光纤通信、激光雷达(LiDAR);
能源转换 :太阳能电池、氢燃料电池;
医疗健康 :激光手术、光疗设备;
显示技术 :液晶显示(LCD)、有机发光二极管(OLED)。
光学原理 :波动光学、几何光学、量子光学;
半导体技术 :PN结理论、激光器物理;
信号处理 :傅里叶变换、数字信号处理。
光电学通过理论研究与工程实践,推动光通信、能源、医疗、显示等领域的发展,是现代科技的重要支柱之一。其综合性特点要求学生掌握多学科知识,具备创新设计与系统集成能力。