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光电子学是一门研究光与电子相互作用的技术学科. 在光电子学中，元件将电流转换成光，反之亦然.
光电器件来回转换电信号和光信号. 由于CMOS器件的普及, 模拟信号和数字信号都很容易以电子形式处理和存储. 然而，光信号在高速和远距离传输方面具有明显的优势.
将电信号转换为光信号的两项关键技术是发光二极管（led）和激光器. led利用流过PN结的电流来发射光子. 这种结可以被设计成产生任何想要的光谱. 激光也能将电能转化为可见光，但能产生相干光, 光谱上更纯净, 更强大的光源. 激光比led需要更多的电力. 激光二极管是一种同时具有激光和LED两种特性的器件. 将光信号转换成电信号是通过光电二极管或光伏电池完成的.
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