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基本光学资料下载
《普通物理实验—光学部分》实验教学大纲课程编号：&&&&&&&&&&&& 学时：24&&&&&&&& 学分：0.8开课对象：物理学专业&&&&nbsp...
光学变焦与数字变焦光学变焦与数字变焦
光学变焦英文名称为OpticalZoom，数码摄像机依靠光学镜头结构来实现变焦。数码摄像机的光学变焦方式与传统35mm相机差不多，就是通过镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物，光学变焦倍数越大，能拍摄的景物就越远。
在买数码摄像机的时候，很多用户都会问，什么是数码变焦，什么是光学变焦，下面，我们就用图示来解释一下...
镜头主要参数对成像质量的影响镜头分不同类型，但即使对于同一类型的镜头，其成像质量也有着很大的差异，这主要是由于材质、加工精度和镜片结构的不同等因素造成的，同时也导致不同档次的镜头价格从几百元到几万元的巨大差异。比较著名的如四片三组式天塞镜头、六片四组式双高斯镜头。对于镜头设计及生产厂家，一般用光学传递函数OTF（Optical TransferFunction...
光学名词的解释光学名词中英文对照光圈(Iris)：位于摄像机镜头内部的、可以调节的光学机械性阑孔，可用来控制通过镜头的光线的多少。可变光圈(Irisdiaphragm)：镜头内部用来控制阑孔大小的机械装置。或指用来打开或关闭镜头阑孔，从而调节镜头的f-stop的装置。隔离放大器(Isolationamplifier)：输入和输出电路经过特殊设计，可以避免两...
光纤耦合器是利用光学冷加工（机械抛磨）除去光纤的部分包层，使光纤波导能相互靠近，以形成消失场互相渗透。通过这种方法制作分光比可调的耦合器，其原理与上一种方法类似，也是通过改变耦合区的长度来改变分光比。例如可以使一根光纤对另一根光纤做相对运动，就可以适当调节耦合区的长度。 图2 磨抛型光耦合器模型
上述两种方法原理相似，但是施加的应力和光纤的相对运动都难以精确控制，并且可调范围小、偏振相关度高...
使用SNA法进行直下型背光光学效能最佳化设计本章阐述以“Sequential Neural-Network Approximation Method”－SNA法，与Speos光学模拟软体进行最佳化的研究架构与流程，首先以一个2个离散设计变数的直下型背光光学效能最佳化的问题为例，来说明本研究使用SNA法的程序，接着以4个离散变数进行直下型背光光学效能最佳化设计。5.1 SNA基本架构SNA法最早...
本文首先概括了自动光学检测（AOI）的测试优点, 然后结合具体产品讨论了AOI（包括AXI）的最新技术和发展，以及图像处理算法应用概况。接着对国外几家著名公司AOI 产品作了简单介绍，并对国内目前AOI 产品的研制情况进行了综述。最后介绍了几种基于AOI 的电子组装综合检测技术。关键词:自动光学检测 AOI 有参考比较算法 X 射线检测 AXI PCB通常的自动光学检测（AOI...
&&&&&&&&新型光学材料是指光电数码及信息产品所应用的技术含量高、制作难度大、光学性能优越的光学材料，一般是指镧系光学玻璃、环保系列光学玻璃、低熔点及磷酸盐光学玻璃等。...
液晶显示器之直下型背光光学结构设计薄膜电晶体液晶显示器(Thin Film Transistor - Liquid Crystal Display, TFT-LCD)的快速发展，使的大尺寸的液晶显示器逐渐的取代了原有的阴极射线管(Cathode-RayTube, CRT)的显示器。近几年来由於日本、韩国、台湾在薄膜电晶体液晶显示器上的竞争，使得薄膜电晶体液晶显示器的价格大众化，嘉惠了一般的使用者...
简述了光学电流传感器的工作原理, 介绍了块状光学玻璃型电流传感器传感头的设计方案和它们的优缺点, 指出了光学电流传感器存在的问题及解决方法, 给出了光学电流传感器的发展方向。关键词　光学电流传感器　块状光学玻璃型电流传感器　法拉第效应...
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CrossLight Apsys v 1CD（电子.光学激光2D/3D有限元分析及模形化装置软件
Visual Vessel...
，采用前后双滑盖设计，前面是显示操作面板，后面是电池更换处。这种人性化设计，在操作时间简单便捷，只需轻轻向上滑动即可操作。介于传统光学指纹头存在指纹识别差、易复制等问题，公司老总毫不犹豫做了一个决定，做产品就要坚持自己的理念，皇迪品牌的愿景就是做一把中国人喜欢的智能锁，所以采用目前主流瑞典进口FPC半导体指纹头，与华为手机指纹头同款。
目前这款皇迪A4销售比较好的有2个颜色，分别是青古铜和黄古铜...
很多类型，除了可见光波段使用的光谱仪外，还有红外光谱仪和紫外光谱仪。而根据色散元件的不同分为棱镜光谱仪、光栅光谱仪和干涉光谱仪等。若按探测方法分，可直接用眼观察分光镜，用感光片记录摄谱仪，以及用光电或热电元件探测光谱的分光光度计等。而单色仪主要通过狭缝输出单色谱线的光谱仪器，常常与其他分析仪器配合应用。摄谱仪能观察到的光谱范围决定于棱镜等光学元件对光谱的吸收.
紫外光谱测量仪、嘉仪自动化...
影像仪、二次元、影像测量仪三者间是没有什么区别，只是叫法不同而已。 他们的学名是：影像测量仪。利用光学成像，把物件外型数据导入电脑，然后通过软件测量物件。影像测量仪主要是应用在平面测量，即二次元测量，因而又叫二次元测量仪，简称二次元。 手动影像测量仪本身技术含量低，属于将在市场上被逐步淘汰的测量产品，在技术创新和产业更新换代上都没有任何优势可言。取而代之的是自动影像测量仪，自动影像测量仪是技术...
光学分析法可分为光谱法和非光谱法两大类。　　(1)光谱分析方法：　　基于测量辐射的波长及强度。这些光谱是由于物质的原子或分子的特定能级的跃迁所产生的，根据其特征光谱的波长可进行定性分析;而光谱的强度与物质的含量有关，微型光纤光谱仪，可进行定量分析。　　光谱法可分为原子光谱法和分子光谱法。　　a. 原子光谱法：是由原子外层或内层电子 能级的变化产生的，它的表现形式为线光谱。属于这类分析方法的有原子...
　近几年城市亮化中，LED的出现及其独特的发光方式，一直谱写着城市最美的篇章。
　首先，LED照明灯具的外型设计上带来了很高的灵活性，可以将LED灯具根据需要做成点状、线状或面光源，也可以根据建筑结构的特点来定制灯具的尺寸，以更好的实现见光不见灯的效果。
　第二，LED得到不同色温的白光LED，或者通过将红、绿、蓝三种单色LED芯片封装到一颗LED当中，利用相应的光学设计实现三色光的混...
& && &红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。　　红外热像仪的使用包括一下几大步：　　1、调整焦距　　2、选择正确...
光学分析法可分为光谱法和非光谱法两大类。　　(1)光谱分析方法：　　基于测量辐射的波长及强度。这些光谱是由于物质的原子或分子的特定能级的跃迁所产生的，根据其特征光谱的波长可进行定性分析;而光谱的强度与物质的含量有关，光纤光谱仪，可进行定量分析。　　光谱法可分为原子光谱法和分子光谱法。　　a. 原子光谱法：是由原子外层或内层电子 能级的变化产生的，它的表现形式为线光谱。属于这类分析方法的有原子...
激光雷达相比传统雷达，以精确的时间分辨率、精准的空间分辨率、超远的探测距离等特点成为了先进的主动遥感工具，它的高精度测量功能使其可以达到精确测距、测速、跟踪、探测等，在民用、军用领域开始普遍使用，具有广阔的发展前景。
什么是激光雷达？
激光雷达以激光束为信息载体，利用相位、振幅、频率等来搭载信息，并将辐射源频率提高到光频段，能够探测极微小的目标。它是现代光学的前沿技术，涉及到物理学的多个学科...
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聚焦云数据中心增长：MACOM新技术颠覆行业成本
5月9日，高性能模拟射频、微波、毫米波和光学半导体产品领域的领先供应商MACOM在深圳丽思卡尔顿酒店举办媒体见面会活动，详细介绍了MOCOM公司在云数据中心方面的技术、产品方案和布局。
伴随着互联网、云计算、物联网等产业的发展，全球数据需求呈现爆发式增长。预计到年，前五大云计算供应商的投资总额将与五大电信服务提供商的投资总额持平，服务供应商将不断加大在方面的投资。由此，全球产业也将迎来新的发展机遇！5月9日，高性能模拟、微波、毫米波和光学半导体产品领域的领先供应商MACOM在深圳丽思卡尔顿酒店举办媒体见面会活动，详细介绍了MOCOM公司在云数据中心方面的技术、产品方案和布局。（从左至右分别为MACOM公司光波网络组件业务副总裁兼总经理Vivek Rajgarhia先生、高级市场总监Tracy Ma女士、首席应用工程师Erick Yang先生和亚洲光学解决方案销售总监Kevin Cheng先生）进一步完善云数据中心布局MOCOM公司亚洲光学解决方案销售总监Kevin Cheng先生认为：“目前，全球市场正在加大对于云数据中心的投资。据Ovun预计，截至2022年，数据中心的40/100/400G端口总数最高将达个。内部连接端口数在2016年下半年开始增长，预计2017年至2021年间将保持54% CAGR的速度增长。凭借在该领域的持续布局，未来MACOM也将受益于日益增长的云数据中心端口数量，为光收发模块供应商、系统供应商、电信运营商/云数据中心等提供更加低成本、满足需求的产品。”据了解，在云数据中心方面MACOM公司可以提供完整的产品方案，包括TX-PIC和L-PIC，DML、CW和FP激光器，VCSEL、EML和DFB驱动器，TOSA/ROSA，用于接收端的互阻放大器，CDR始终数据恢复和重新定时器等。近期，MACOM公司联手Applied Micro公司，进一步完善了在云数据中心领域产品布局。对于此次联手，MACOM公司高级市场总监Tracy Ma女士表示：“收购Applied Micro公司，进一步巩固了MACOM公司在云数据中心市场领导者地位。通过增加数模混合和PAM-4 PHY，扩展了MACOM公司模拟光电业务。两者的强强联手，使得MACOM公司客户群及市场增长了50%。目前，MACOM公司已经和全球7个主要云数据中心OEM中的5个展开合作，在架构设计讨论中占据一席之地。面对云数据中心的快速发展，MACOM公司推出的单波长100Gbps PAM-4解决方案是业界首款完整的‘交换到’产品组合，能够优化整个信号通道，进一步确保链接安全。”新技术实现低成本和大规模生产随着和物联网时代的迫近，未来全球数据需求仍将呈现几何级数增长。为了满足这种井喷式增长的带宽需求，全球数据中心都在快速向100G光互联过渡，并积极为400G乃至更高速率做好准备。与此同时，高昂的投资成本仍然是制约100G光互联成为主流商业应用的重要因素。为了解决这一难题，MACOM公司EFT和L-PIC TM平台提供了低成本、大容量的解决方案。传统切割端面技术(CFT)的激光器采用机械切割方式，这种缺乏精准度的工艺会引发大量异常，影响光发射，从而增大激光器产生缺陷的风险。而MACOM公司激光器端面蚀刻专利技术（EFT）的高精度化学蚀刻可将缺陷风险降至最低，从而最大限度提高产量，同时也降低了激光器的制造成本，为交付更具成本优势的最终解决方案奠定了基础。另外，采用CFT的产品必须将晶圆切割成晶条，来形成激光腔的端面，而MACOM公司的EFT方法能够进行晶圆级加工，可基于整个晶圆完成激光器的形成。CFT激光器的晶条级测试成本高昂，并且通常只能在室温下进行，而晶圆级EFT激光器可实现每个激光器全温度范围测试，效率极高，并且完全避免在下游对任何有缺陷的激光器进行封装。采用CFT激光器的硅光子集成电路需经过繁琐的装配过程，而且迄今为止，通过CFT能够实现的光耦合效率仅为50％。而MACOM公司专有的自对准(SAEFT TM)工艺以标准倒装方式贴装到芯片上，既省去了CFT所需的成本高昂且繁琐的机械对准过程，又可确保高达80%的光耦合效率和无与伦比的器件一致性。MACOM公司光波网络组件业务副总裁兼总经理Vivek Rajgarhia先生介绍到：“在EFT激光器的成功基础上，MACOM公司利用EFT将光学器件（包括激光器、和多路复用器）无缝集成到单个硅芯片上，面向100G应用推出业界首个集成有激光器(L-PIC TM)的硅光子集成电路(PIC)，为爆发增长的云数据中心市场提供低成本、大容量的解决方案。”
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*验 证 码：硅基光电子竟是数据互联的一大爆发点？-通信/网络-与非网
的长期目标是使用光子在芯片上，最终取代传统的SerDes以及导线互联，甚至取代传统的晶体管，不过这个长期目标可能需要十年以上的时间才能实现。光电子通信的中短期目标是在数据中心中替代传统铜绞线通信（长距离通信），以及为同一封装内的不同芯片提供数据互联（短距离通信）。
随着大数据时代的来临，数据中心中的互联技术成为了人们关注的热点。传统数据中心使用的互联技术是铜绞线互联，而近来人们发现铜绞线越来越难以满足数据中心的需求。另一方面，使用光通信可以提供极大的数据带宽，减小数据传输需要的能耗，并且在短距离通信和长距离通信上都有优异的性能。除此之外，使用光通信传输数据比起使用铜绞线传输数据更安全。正是基于这些优点，业界正在积极地推进使用硅基光电子通信的数据互联技术。加州大学圣巴巴拉分校的一项研究发现，截至2005年关于硅基光通信的论文总共才500篇，而在2009年到2015年之间论文发表数达到了14000篇，可见硅基光通信正在逐渐成为关注的焦点。另外一个趋势是，之前关于硅基光通信的研究资助大多来源于政府，而目前硅基光通信的研究资助大多来源于工业界。
除了学界的论文发表之外，业界巨头也在积极布局硅基光电子。Mentor Graphics以及Cadence已经发布了硅基光电子相关的工具，而Synopsys也在积极开发相关的仿真工具。GlobalFoundries也不甘落后，近期正在斥巨资投入用于硅基光电子的工艺制程。光电子将会被大规模使用已经没用任何疑问，现在不确定的只是光电子商用化的具体时间。
光电子技术简介
光电子通过光波导来传递光。其实早在上世纪70年代，集成光学的概念就已经被提出，即在同一芯片中同时集成光器件和电器件。2000年，Bookham公司首次实现了组件的商用，也即阵列波导光栅和收发器。2006年，Kotura公司实现了可变光学衰减器。目前的硅基光电子使用量子阱来实现光电子所需要的光源。具体来说，在硅衬底上生长两种不同III－V族材料的夹层就可以实现量子阱。在量子阱中，电子被捕获于垂直夹层表面，于是就产生了一个激光光源。相较于传统使用电信号的金属导线，使用光波导的光电子通信带宽更大且能效较高。带宽更大的原因是光作为电磁波的频率可达数百THz，使用该频率的载波可以轻易实现上百Gb／s的数据率。功耗小则是因为光波导相比铜导线的损耗较小，因此传输信号的能量可以较小。
目前的研究热点是使用量子点来代替量子阱，这样可以通过改变量子点的形状或大小来微调光源的性质，例如量子点发射光的频率。量子点可以将光源以较低成本集成到硅基材料上，降低激光功率阈值并改善长期可靠性。
在光电子和半导体技术间有不少重合的地方。光电子最重要的一些参数，例如特征线宽和边缘粗糙度，在硅电子中已经有很好的处理方法。此外，光电子的工艺设计套件（PDK）与传统半导体业很相像。光电子设计围绕的是新的器件，而设计者还是要做DRC，LVS，光刻模拟等等，这些都与CMOS设计流程很像。随着硅基光电子的兴起，硅基光电子器件的集成度和性能甚至可能会以类似摩尔定律的形式指数上升。
光电子技术在数据中心的应用
随着互联网的蓬勃发展，越来越多视频，图像（包括AR／VR）以及物联网传感器数据流在互联网及数据中心中汹涌流动。在90年代，人们就已经使用基于光纤的光基通信来实现互联网长距离通信。在今天，数据中心中服务器间的互联也在越来越多地使用光电子通信。数据中心需要多台计算机协同工作。每台计算机的性能越强，较低的互联带宽就越容易成为性能提升的障碍。我国研制的天河2超级计算机，已经连续五次获得世界计算机Top500的第一名，它的柜与柜所有的连接就都是通过光信号进行通信。传统的铜绞线传输不仅带宽提升困难，功耗和发热也不可小视，由此还会带来数据中心温度控制的附加成本。同时相对于电磁波易干扰易窃听的问题，光信号在安全性上得到了巨大提升。因此业界对硅基光电子技术寄予了厚望。
GlobalFoundries的资深研究员Ted Letavic表示，&互联网数据在今天需要海量的带宽。例如，在2020年仅仅是移动互联网就能每个月产生30.6 EB （1EB＝10^6 TB）的数据。& Letavic相信，硅基光电子会对数据中心的架构产生深远影响。与目前的巨型数据中心相对，未来可能会产生分布式的小型数据中心，而数据中心之间使用光互联来传输数据。随着数据互联对于带宽需求的提升，光互联将会慢慢取代铜绞线互联。例如，在5G时代，从数据中心到小型基站间需要高速连接。到终端节点的连接数据率就需要1Gb／s，而连接基站和数据中心的互联更需要16-25Gb／s的数据率。
GlobalFoundries并不是唯一看好光电子的业界巨头。HP，Intel和Juniper都在积极推进光电子的应用，而Cisco也在光电子市场投入了巨大资本。据Intel估算，大数据中心里面专用的核心光电元器件每年大概有50%的复合增长率，估计到2020年，市场规模可以高达50亿美金。这就让光电子产业成为半导体元器件领域增长最快的市场之一。
光电子技术在芯片间通信的应用
除了解决未来数据中心长距离数据传输的带宽需求，光电子还可以实现短距离芯片内／间数据传输。随着数据处理的需求越来越大，对芯片内／间信号传输的速度的要求也越来越高。在数据传输能力上，光信号拥有远超电信号的高带宽。而在先进制程，金属连线变细，金属层间通孔变小，这都会导致传统的芯片铜互联RC延迟越来越大而无法满足大数据的需求，继续提高带宽变得越来越困难且会消耗很大功耗。同时云计算产业却对数据交换能力提出了更高的要求：数据中心、超级计算机通常会安装数以千计的高性能处理器，可这些芯片的协同运算能力却受到芯片互联带宽的严重制约。在使用传统铜互连的今天，一颗Intel Xeon CPU从与自己直接连接的内存中读取数据的带宽高达每秒40G字节，但如果是从另一颗Xeon芯片控制的内存中读入资料，带宽就会下降一半甚至三分之二。
Arteris市场部副总裁Kurt Shuler表示，&在未来的网络通信应用中，需要一种能提供高带宽低延迟的技术来取代目前的SerDes。在一些细分市场，光电子通信非常合适。一个例子就是芯片间通信。目前CCIX标准使用传统PCIe PHY，而在未来使用光电子通信将是更有效率的解决方案。&Shuler同时认为，目前最大的芯片间通信瓶颈在于SoC与DRAM之间的通信。&目前业界在尝试用HBM和HMC内存接口标准规避SoC－DRAM之间通信的问题，然而这并没有改变DRAM本身速度较慢的事实。能不能使用速度较快的SRAM呢？我们可以为高性能计算应用设计一块容量很大的SRAM，然后在处理好一致性问题的前提下让多块处理器访问这块SRAM。&光电子通信可以高效地处理多处理器的内存访问的数据流，提供高带宽和低延迟，而且功耗很小。
(图源：MIT Integrated Systems Group)
光电子技术目前的需要克服的难点
目前光电子技术需要克服的难点主要是集成问题。由于硅材料无法形成激光，主流光电子光源使用的制造工艺是砷化镓GaAs，砷化铟InAs以及镓铟砷InGaAs等，而这些材料如何与CMOS等传统硅工艺集成在一起是目前最紧要的课题。光源输出的光需要耦合到硅基波导中，这一过程对操作精度要求很高. 而且,硅光技术需要集成的光模块至少包括激光器、调制器、波导、耦合器和光电二极管五大部分(在处理高速数据时还需要SerDes中的MUX和DEMUX)。集成时任何一部分出现问题都会导致整体报废。除此之外，还需要处理波导边墙光滑度问题以及波导和光器件的工艺偏差。最后，还需要改善光源的可靠性问题：目前的光源失效时间是2100小时，而大规模商用需要做到4000小时以上。一旦集成良率的问题被解决,硅光电子技术的商用化将会前进一大步.
从产业链角度看，工艺平台也是硅基光电子的一大限制。虽然硅光电子和传统半导体集成电路工艺有接近的地方,目前多数厂商研发过程中都在借用CMOS的平台，但实际上硅光子很多的一些加工步骤跟CMOS是有区别的，特别是在混合集成之后。硅光子产品若要真正的实现高性能，就必须借助专门的生产线。其中的资本投入也会成为限制硅光电子发展的因素.
市场前景预期
根据市场研究机构Yole 的数据，2015年全球硅光元件的市场规模还只有区区4000万美元，且拥有相关产品的公司不过Cisco, Intel, STMicroelectronics等寥寥几家。但到了2025年，预计硅光器件的市场规模将快速增长至15亿美元，年均复合增长率高达45%，其中近90%用于数据中心。如前所述，微软、亚马逊和Facebook等互联网巨头之所以一直在大力推动该技术的发展，就是因为其数据中心每时每刻都在处理海量数据，其数据中心的性能被传统铜绞线数据传输带宽所限制。因此，这些互联网巨头希望硅基光电子技术能解决数据传输带宽问题从而提升数据中心的效率。短期内，硅基光电子芯片将被部署在高速信号传输系统中，替换现有的铜绞线。如Intel发布了传输速率可达100Gbps的光通讯芯片，它支持波分复用技术让不同的芯片可以在同一条光缆中同时工作而互不影响。此类设备适用于数据中心与超级计算机，解决基于铜线的传统互联性能不足问题。IBM、ST与NEC等主要芯片厂商也正在积极开发硅光子器件，国内也有不少公司在做硅基光通讯芯片，例如华为（之前收购了欧洲IMEC的硅基光电子芯片初创公司Caliopa）以及专注于CMOS光电子芯片的初创公司PhotonIC。
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