BOB半岛：把光和电这两种物理量联系起来，使光和电互相转化的新型半导体器件。光电器件主要有，利用半导体光敏特性工作的光电导器件，利用半导体光伏打效应工作的光电池和半导体发光器件等。
半导体材料的光敏特性（半导体的光电导特性）：当半导体材料受到一定波长光线的照射时，其电阻率明显减小（电导率增大）的特性。利用这个特性制作的半导体器件叫光电导器件。
半导体材料的电导率是由载流子浓度决定的。载流子就是由半导体原子逸出来的电子及其留下的空位-- 空穴。电子从原子中逃逸出来，必须克服原子的束缚而做功，而光照正是向电子提供能量，使它有能力逃逸出来的一种形式。因此，光照可以改变载流子的浓度，从而必变半导体的电导率。
Photo-sensitive resistor，一种半导体电阻。在没有光照时，电阻很大；在一定波长范围的光照下，电阻值明显变小。制作光敏电阻的材料主要有硅、锗、硫化镉、锑化铟、硫化铅、硒化镉、硒化铅等。硫化镉光敏电阻对可见光敏感，用硫化镉单晶制造的光敏电阻对X射线、γ射线也敏感；硫化铅和锑化铟对红线外线光敏感。利用这些光敏电阻可以制成各种光探测器。
感光面积大的光敏电阻，可以获得较大的明暗电阻差。如国产硫化镉光敏电阻，其光照电阻小于50千欧，暗电阻大于50兆欧。光敏电阻的内部结构和符号如图所示
1).紫外光敏电阻器：对紫外线较灵敏，包括硫化镉、硒化镉光敏电阻器等，用于探测紫外线).红外光敏电阻器：主要有硫化铅、碲化铅、硒化铅等，用于探测红外线。锑化铟等光敏电阻器，广泛用于导弹制导、天文探测、非接触测量、人体病变探测、红外光谱，红外通信等领域。
3).可见光光敏电阻器：包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、砷化镓、硅、锗、硫化锌光敏电阻器等。主要用于各种普通的光电检测显示、保护、控制系统。
倍，因此光照能有效地控制集电极电流。光电三极管比光电二极管有更高的灵敏度。国产器件称为3DU系列。>
一种光控晶闸管或可控硅整流器，SCR，可用作交流应用中的光控开关。然而，与同等光电二极管或光电晶体管相比，它们的灵敏度通常非常低。为了提高其对光的敏感度，光电晶闸管在栅极结周围会做得更薄。缺点是限制了可以切换的阳极电流量。对于更高电流的交流应用，可用作光耦合器中的引导装置，以切换更大的传统的晶闸管。
结。光照可以使薄薄的P区产生大量的光生载流子，这些光生电子和空穴，会向PN结方向扩散。扩散过程中，一部分电子和空穴复合消失，大部分扩散到PN结边缘。在结电场的作用下，大部分光生空穴被电场推回P区而不能穿越PN结；大部分光生电子却受到结电场的加速作用穿越PN结BOB半岛，到达N区。随着光生电子在N区的积累及光生空穴在P号区的积累，会在PN的两侧产生一个稳定的电位差，这就是光生电动势。当光电池两端接有负载时，将有电流流过负载，起着电池的作用。以硅材料为基体的硅光电池，可以使用单晶硅、多晶硅、非晶硅等材料来制造。单晶硅光电池是目前应用最广的一种，它有2CR和2DR两种类型，其中2CR型硅光电池采用N型单晶硅制造，2DR型硅光电池则采用P型单晶硅制造。
一般硅光电池受光面上的输出电极多做成梳齿状，有时也做成“ri”形，目的是便于透光和减小串联电阻。在光敏面上涂一层二氧化硅透明层，一方面起防潮保护作用，另一方面对入射光起抗反射作用，以增加对光的吸收。
把半导体发光器件和光敏器件组合封闭装在一起，就组成了具有电---光---电转换功能的光电耦合器。显然，给耦合器输入一个电信号，发光器件就发光，光被光接收器件接收后，又转成换成电信号输出。因为输入主输出之间用光进行耦合。所以输出端对输入端没有反馈，具有优良的隔离性能和抗干扰性能。光电耦合器又是光电开关，这种光电开关不存在继电器中机械点易疲劳的问题，可靠性很高。
LED是英文 Light Emitting Diode 的缩写，“发光二极管”。一种能够将电能转化为光能的电子器件，它具有二极管的特性。它本身就是一个二极管。它的伏安特性和一般的二极管伏安特性非常相似。只不过通常曲线很陡。
(2)有门限电压。LED的门限电压和正常工作时的正向压降与LED的光色有关；
目前，不同种类的LED可以发出从红外到蓝间不同波长的光线，目前发出紫色乃至紫外光的发光二极管也已经诞生。除此之外还有在蓝光 LED 上涂上荧光粉，将蓝光转化成白光的白光 LED。
（1）允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值，LED发热、损坏。
（2）最大正向直流电流IFm：允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。
（3）最大反向电压VRm：所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。
（4）工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低。
（1）光谱分布和峰值波长：某一个发光二极管所发之光并非单一波长，其波长大体按图2所示。由图可见，该发光管所发之光中某一波长λ0的光强最大，该波长为峰值波长。
（2）发光强度IV：发光二极管的发光强度通常是指法线（对圆柱形发光管是指其轴线）方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为（1/683）W/sr时，则发光1坎德拉（符号为cd）。由于一般LED的发光二强度小，所以发光强度常用坎德拉(mcd)作单位。
（3）光谱半宽度Δλ:它表示发光管的光谱纯度.是指图3中1/2峰值光强所对应两波长之间隔.
（4）半值角θ1/2和视角：θ1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向（法向）的夹角。半值角的2倍为视角（或称半功率角）。
（5）正向工作电流If：它是指发光二极管正常发光时的正向电流值。在实际使用中应根据需要选择IF在0.6·IFm以下。
（6）正向工作电压VF：参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。一般是在 IF=20mA时测得的。发光二极管正向工作电压VF在1.4～3V。在外界温度升高时，VF将下降。
（7）V-I特性：发光二极管的电压与电流的关系可用图4表示。在正向电压正小于某一值（叫阈值）时，电流极小，不发光。当电压超过某一值后，正向电流随电压迅速增加，发光。由V-I曲线可以得出发光管的正向电压，反向电流及反向电压等参数。正向的发光管反向漏电流IR10μA以下。
按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管和达于做指示灯用。
按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1；把φ5mm的记作T-1（3/4）；把φ4.4mm的记作T-1（1/4）。由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分有三类：
（1）高指向性。一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角为5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。
（3）散射型。这是视角较大的指示灯，半值角为45°～90°或更大，散射剂的量较大。
按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。
按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED（发光强度10mcd）；超高亮度的LED（发光强度100mcd）；把发光强度在10～100mcd间的叫高亮度发光二极管。一般LED的工作电流在十几mA至几十mA，而低电流LED的工作电流在2mA以下（亮度与普通发光管相同）。
发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的。制造的材料不同，可以产生具有不同能量的光子，可以控制所发出光的波长，也就是光谱或颜色。历史上第一个LED所使用的材料是砷(As)化镓(Ga)，其正向PN结压降(VF，可以理解为点亮或工作电压)为1.424V，发出的光线为红外光谱。另一种常用的LED材料为磷(P)化镓(Ga)，其正向PN结压降为2.261V，发出的光线为绿光。
由于制造采用了鎵、砷、磷三种元素，所以俗称这些LED为三元素发光管。而GaN（氮化镓）的蓝光 LED 、GaP 的绿光 LED和GaAs红外光LED，被称为二元素发光管。而目前最新的工艺是用混合铝(Al)、钙(Ca) 、铟(In)和氮(N)四种元素的AlGaInN 的四元素材料制造的四元素LED，可以涵盖所有可见光以及部份紫外光的光谱范围。
封装LED时顶部透镜的形状和LED芯片距顶部透镜的位置决定了LED视角和光强分布。一般来说相同的LED视角越大，最大发光强度越小，但在整个立体半球面上累计的光通量不变。当多个LED较紧密规则排放，其发光球面相互叠加，导致整个发光平面发光强度分布比较均匀。
对于LED显示屏这种主动发光体一般采用CD／平方米作为发光强度单位，并配合观察角度为辅助参数，其等效于屏体表面的照度单位勒克司；将此数值与屏体有效显示面积相乘，得到整个屏体的在最佳视角上的发光强度，假设屏体中每个像素的发光强度在相应空间内恒定，则此数值可被认为也是整个屏体的光通量。一般室外LED显示屏须达到4000CD／平方米以上的亮度才可在日光下有比较理想的显示效果。普通室内LED，最大亮度在700～2000 CD／平方米左右。
一般LED的发光寿命很长，生产厂家一般都标明为100,000小时以上，实际还应注意LED的亮度衰减周期，如大部分用于汽车尾灯的UR红管点亮十几至几十小时后，亮度就只有原来的一半了。亮度衰减周期与LED生产的材料工艺有很大关系，一般在经济条件许可的情况下应选用亮度衰减较缓慢的四元素LED。
2014年，瑞典皇家科学院授予日本科学家赤崎勇（Isamu Akasaki）、天野浩(Hiroshi Amano)和美籍日裔科学家中村修二(Shuji Nakamura)诺贝尔物理学奖，以表彰他们在20世纪90年代初发明了蓝色发光二极管。这一发明促进了新一代明亮节能的白色荧光灯以及彩色LED屏幕的发展。氮化镓是蓝色LEDs灯里所使用的重要原料。
尽管红光和绿光LED灯已经存在了很多年，但蓝光LED灯仍是学术界和工业界的科学家们面临的长久挑战。如果没有蓝光LED灯，这三种颜色就无法混合产生基于LED的电脑和显示屏发出的白光。此外，高能蓝光可以用于刺激磷并直接产生白光——这是下一代白色灯的基础。
目前，采用蓝光LED技术的照明灯具已经进入我们的日常生活，同时被广泛应用于智能手机的照明和屏幕。它们所耗费的能量比白炽灯和荧光灯都要少。
当为全彩色LED显示屏进行配色前，为了达到最佳亮度和最低的成本，应尽量选择三原色发光强度成大致为3:6:1比例的LED器件组成像素。
原色指能合成各种颜色的基本颜色。色光中的原色为红、绿、蓝，下图为光谱表，表中的三个顶点为理想的原色波长。如果原色有偏差，则可合成颜色的区域会减小，光谱表中的三角形会缩小，从视觉角度来看，色彩不仅会有偏差，丰富程度减少。
LED发出的红、绿、蓝光线根据其不同波长特性和大致分为紫红、纯红、橙红、橙、橙黄、黄、黄绿、纯绿、翠绿、蓝绿、纯蓝、蓝紫等，橙红、黄绿、蓝紫色较纯红、纯绿、纯蓝价格上便宜很多。三个原色中绿色最为重要，因为绿色占据了白色中69％的亮度，且处于色彩横向排列表的中心。因此在权衡颜色的纯度和价格两者之间的关系时，绿色是着重考虑的对象。
LED 显示屏系统是将光声电、计算机以及控制等技术综合一体，广泛应用于各类公共场所的信息显示和广告宣传。既可以显示中文、英文BOB半岛、也司一以显小图形特号或用户指定的特殊图形符号。
LED显示屏系统，主要由显示屏(含显示阵列，行、列驱动电路，电源)，显示屏控制器和计算机(含录入管理软件)这三个主要部分组成。可以实现视频、音频、数据及其它信息接收、存储、管理和最终的显示播放。可以通过计算机键盘、扫描仪、录像机、摄像机等输入中西文字，图形视频图像等。计算机发出的信息和控制信号，通过控制器和行列驱动电路，控制发光二极管的亮暗状态，从而在显示阵面上显示出多色，多灰度生动活泼的绚丽多彩的各种画面。
全彩色显示屏：红BOB半岛、绿、蓝三基色，256级灰度的全彩色显示屏，可以显示一千六百多万种颜色。
LED点阵图文显示屏：显示器件是由许多均匀排列的发光二极管组成的点阵显示模块，适于播放文字、图像信息。
室内显示屏：发光点较小，一般Φ3mm--Φ8mm，显示面积一般几至十几平方米。室内LED显示系统也能实现视频、声音、新闻及其他信息的接收、存储、管理和最终播放，是一种全新的户内传播媒体。系统可以将电视、录像、影碟及计算机图像等多种不同类型媒体的内容作为播放的节目信息源，具有简单方便和直观演示播放的特点。由于该场所主要以文字显示为主，所有以文字屏为主，这也是我们所见到最多的LED显示屏，由于其屏幕面积较大，有时也称其为LED大屏幕显示系统。
室外显示屏：面积一般几十平方米至几百平方米，亮度高，可在阳光下工作，具有防风、防雨、防水功能。 LED室外全彩色显示系统由红、绿、蓝三原色组成，可显示自然界所有颜色，在阳光照射下，屏幕能够显示清晰的图像。室外系统采用功能强大的多媒体技术，可实时播放电视或录像，不仅能显示各种图像文字，而且能将二维或者三维电脑动画与视频相叠加。特点为：电耗低、寿命长、全天候，可在任何地点安置。
分为图文显示屏和视频显示屏，这两种屏，均是由LED矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；视频显示屏采用微型计算机进行控制，图文、图像并茂，以实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息，还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD节目以及现场实况。
室外屏发光的基本单元为发光筒，发光筒的原理是将一组红、绿、蓝发光二极管封在一个塑料筒内共同发光。
发光器件为发光二极管、光接收器为光敏三极管。当有电流通过发光二极管时，便形成一个光源，该光源照射到光敏三极管表面上，使光敏三极管产生集电极电流，该电流的大小与光照的强弱，亦即流过二极管的正向电流的大小成正比。电—光—电的转换，起到输入、输出之间隔离的作用。
由于光耦合器的输入端和输出端之间通过光信号来传输，因而两部分之间在电气上完全隔离，没有电信号的反馈和干扰，故性能稳定，抗干扰能力强，输入和输出间的电隔离度取决于两部分供电电源间的绝缘电阻。发光管和光敏管之间的耦合电容小（2pf左右）、耐压高(2.5KV左右)，光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件（约10Ω），对高内阻源的噪声相当于被短接，因而具有很强的共模抑制能力。
事实上，光耦合器是一种由光电流控制的电流转移器件，其输出特性与普通双极型晶体管的输出特性相似，因而可以将其作为普通放大器直接构成模拟放大电路，并且输入与输出间可实现电隔离BOB半岛。然而，这类放大电路的工作稳定性较差，无实用价值。究其原因主要有两点：一是光耦合器的线性工作范围较窄，且随温度变化而变化；二是光耦合器共发射极电流传输系数β和集电极反向饱和电流ICBO(即暗电流)受温度变化的影响明显。因此，在实际应用中，除应选用线性范围宽、线性度高的光耦合器来实现模拟信号隔离外，还必须在电路上采取有效措施，尽量消除温度变化对放大电路工作状态的影响。
从光耦合器的转移特性与温度的关系可以看出，若使光耦合器构成的模拟隔离电路稳定实用，则应尽量消除暗电流（ICBO）的影响，以提高线性度，做到静态工作点IFQ随温度的变化而自动调整，以使输出信号保持对称性，使输入信号的动态范围随温度变化而自动变化，以抵消β值随温度变化的影响，保证电路工作状态的稳定性。
光耦合器的优点：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。
与电子相比，光子具有速度快、能耗低、容量高等诸多优势BOB半岛，在大幅提升信息处理能力方面被寄予厚望。因此，光电融合系统被认为是构建下一代高效率、高集成度、低能耗信息器件的重要方向。
光电融合能够发挥光传输、电计算的优势，成为后摩尔时代的重要技术路线。然而，由于光子不携带电荷且光的传输受限于光学衍射极限，和能轻易通过电学调控的电子相比，对光子的纳米尺度调控并不容易。
极化激元是一种由入射光与材料表界面相互作用形成的特殊电磁模式，也可以被认为是一种光子与物质耦合形成的准粒子。它具有优异的光场压缩能力，可以轻易突破光学衍射极限，从而实现纳米尺度上光信息的传输和处理。光电互联是光电融合的重要基础，它相当于光电两条高速公路交汇的收费站，而构筑极化激元光电互联相当于将原来的收费站改造成立交桥，从而大幅增加传输通道和提升信息处理的速度。
在前期研究的基础上，研究团队设计并构筑了微纳尺度的石墨烯/氧化钼范德华异质结，实现了用一种极化激元调控另一种极化激元开关的“光晶体管”功能。这项研究充分发挥了不同材料的纳米光子学特性，突破了传统结构光学方案在波段、损耗、压缩和调控等多个方面的性能瓶颈。利用简便的范德华材料堆叠，便可以实现奇异的光学调控功能，比如负折射效应。
所谓负折射，是指入射光与折射光在界面法线同侧的特殊物理现象。简单来说，就是光沿‘错误’方向偏折了。负折射就像我们在镜中观察世界，与真实世界相比，一切都是颠倒的。
利用电学栅压对极化激元这种光波的折射行为实现了动态调控，使其从常规的正折射转变到奇异的负折射。这意味着可以像操纵电子一样操纵光子，这对将来高性能光电融合器件与系统的发展有重要的促进作用。
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