分析半导体光学器件在电子信息领域的实际应用

分析半导体光学器件在电子信息领域的实际应用

廖汉忠

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摘要：目前，随着电子和信息技术的快速发展，半导体光学元件被日益普遍地应用于生产和生活中，应用该技术的新型设备也日益增多。

关键词：半导体；光学器件；电子信息领域；实际运用

引言

众所周知，在自然光谱中，除红光之外的所有长波带均为红外，也就是说，除紫光之外的所有长波带均为紫光。因此，本论文旨在探索半导体光学元件在电子资讯方面之实用用途.

一、红外线激光技术

近几年，在进行远距离探测、远距离探测等方面，已有大量的研究成果。而在消费类的产品中，主要是远红外传感器。将其应用到手机上，既能判定是否存在屏幕被遮住，又能判定是否存在通话时的情况，还能将其放置于自己的书包中，避免通话时发生错误。

红外定位技术的典型应用有：远距离测量、狙击枪的瞄准、移动照相机的迅速对焦等等。而宏达公司在宏达 VIVE上的两个光标，则使用了红外光标来进行定位。大致内容如下：

红外线激光技术（IR Laser Technology）是一种以红外线为光源的技术。目前，红外激光的波长范围为3~5μm。在半导体激光器中，红外激光是一种非常有前途的应用，因为它具有以下几个优点：

（一）红外激光是一种窄线宽的激光器，所以可以在较窄的频率范围内产生光输出。

（二）红外激光在许多领域都具有潜在的应用，例如，医疗、安全监控、国防、环境监测和军事方面。

（三）由于红外线波长范围广泛，所以可以制造出各种各样的激光器。

（四）目前，红外激光技术在研究、开发和应用方面取得了重大进展。

灯塔分别坐落在房子的两端。每个灯塔配有两个红外激光器，一般使用820纳米红外激光器，配合电机，形成一上一下两个红外激光器；在该系统中，有几十个红外探测器，每个探测器都有一个精确的三维点云数据；当每个光塔被探测到的 VR头盔被探测时，会在光塔的背景上形成一个平面坐标体系，坐标体系中会包含 VR头盔中各个感光元件的投影；利用二维向三维的高次序复原技术，在后台完成了3D点云的拟合；利用三维点云原模型修正由三维点云所产生的三维点云，向虚拟真实空间中的虚拟真实空间告知待执行的运动路径。这两个高台，在进行了上述的扫描、比对之后，便会得到相应的三维点云，并将其与原来的高台进行比对，从而精确地将其对准了那个被放置在虚拟世界中的虚拟头套。上述安全帽的真实定位包括：安全帽的定位、安全帽的角度、安全帽的高度、安全帽的姿态等细节；在虚拟现实中引入有益的知识，能够缓解用户在虚拟现实中的头晕、不适等问题，提升虚拟现实产品的动态体验。

不管是用狙击手的精准射击，还是用手机摄像头的快速对焦，都需要在红外光的作用下，才能准确地感知到目标的存在，然后再调整标定的精度，才能让摄像机迅速对焦。

红外激光技术的出现也标志着现代科学技术发展的一个新阶段，因为它使许多传统技术（例如机械和光学）发生了重大变革。现在，我们可以使用由半导体制成的激光器来制造各种红外线器件，如激光器、红外探测器和红外透镜等。

随着半导体技术的不断发展，我们可以预见到它将在许多领域产生重大影响。

二、激光电视

众所周知，电视屏幕的尺寸受到了最小或者最大的屏幕材质的限制，现在的电视机，液晶显示器可以做成86或者88英寸，并且可以实现8 K，也就是现在流行的“量子屏”。而这个“量子屏幕”，则是因为其清晰度，远远超出了普通的象素极限。在一个“量子屏幕”里，“量子象素”可能只有实际象素的1/8,1/16,1/32,1/64,1/128，甚至更少。这就说明，传统的测试手段不再适用，因此，我们必须通过对该量子点的计算，才能得到该量子点以及该量子点的解析度。因此，在这个例子中，我们能看见的只是每个层次都很清楚，无论你把他放多大，他仍然是清楚的图片。

然而，由于受到材料和制作工艺的制约，88寸以后，其价格就非常昂贵，目前价格在60万元左右，对于一款电视来说，该价格区间难以被消费者所接受，正是在这种情况下，向着高分辨率、大尺寸的电视机发展的潮流，才有了激光电视的出现。

新一代激光电视采用固态半导体发光光源，在金属帘布上发射 RGB三基色，采用传统的行、列扫描来实现屏幕的显示，分为后投式和正面投射式两种。这种类型的电视机，其色域可达人眼视觉感知的90%以上，显示的画面更为真实，色彩更为丰富。由于使用了上述的量子像素技术，因此其具有较高的分辨率，并可达到8 K级以上，使观众看得更为舒服，同时也没有了传统的液晶电视的有害辐射，尤其是其使用了后投的方法，更有利于保护眼睛。

三、光机之间的互联

(一)智能光脑

光脑，近两年里已经成为了科技领域的热门课题，其实也不算是新发明，早在七十年代便已经出现，只不过那时的技术还无法达到零下十多摄氏度的温度，其最大的特点便是对光线进行量子化，将其量化之后，再将其固化，使其如同电脑一般，从0到1之间转化为0或者1，如此便可以进行运算与交流。尽管光脑已经研究了很久，但依然无法突破，尽管在零下一百多摄氏度的环境中，人们已经能制造出超导体，甚至实现了光的量子化。

但近年来，由于半导体激光、光敏剂等技术的进步，以及对荧光粒子、敏感粒子等的研究，使得我们可以通过对其形貌的控制来实现对其性能的控制。由于目前的电子学体系，0/1,3/0，这两种体系都达到了0/1的标准，因此，这种新型电子学体系对光脑来说，无疑是一个绝佳的机会。

(二)计算机之间的相互联系

目前，光计算机间的互联方式有两种：一种是用光进行直接操控；第二个分类是关于导电、透射和半导体的电气操纵。

光直接运算是将以上新理论充分运用，将光的0/1/状态三，即这三种状态，运用到光脑计算设计和光脑互联通信中来，从而实现对光的直接利用。到目前为止，这项技术已经被实验室研究了十多年，各大实验室都宣布在这项技术上取得了一定的进展，发表了大量的论文。

导电性的技术，指的是将硅化镓、锗化镓、砷化镓、磷化铟等在1 mm以内的距离，制成一种固态的、可以发射和接收光线的半导体材料，类似于印刷电路板，金线，其中砷化镓、磷化铟等，在目前的激光光源技术中，已经可以制作成一种奈米光栅纤维，应用于航空航天，激光导航等方面，已经取得了巨大的进展。然而，在1 mm以下的范围内，仍然使用当前的电子半导体技术，所以，光导和传输只是起到了一个载体或载波的作用，而其操作仍是通过现有的技术来进行，这就提高了传送路径的速度，为高速计算提供了便利高效的数据传递。该联运方式具有巨大的潜在性，能够加速技术的普及与开发，具有广阔的发展前景。

四、结束语

总之，对于半导体光学器件，尤其是半导体激光器，其在当前的电子学和信息学研究中所扮演的角色，其研究成果必将引发一次又一次的技术变革。因此，理解和掌握半导体光学元件的具体用途对于将来的发展是非常重要的.

参考文献

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