光电子器件是一类实现光信号与电信号相互转换的核心功能器件，涵盖发光、探测、调制、传输等多个环节，是现代信息社会的硬件基石。
从工作原理看，光电子器件围绕光子与电子的相互作用展开：发光二极管和激光器通过电子-空穴复合或受激辐射将电能转化为光能；光电探测器借助半导体的光生伏特效应或光电导效应，把光信号还原为电信号；电光调制器和声光器件则利用外场改变材料的光学性质，实现对光信号的调控。除此之外，光波导、光开关、光放大器等传输类器件承担着光信号的导引与增强功能。
在材料体系上，硅基光电子器件凭借与CMOS工艺的兼容性，在集成度与成本控制方面具有突出优势，近年来硅光调制器和锗硅探测器进展迅速；化合物半导体如砷化镓、磷化铟则在高效率发光和高速探测领域不可替代。两者互补，共同支撑起从短距互连到长距通信的完整应用谱系。
光电子器件正朝三个方向加速演进：一是更高集成度，异质集成技术有望将激光器与硅基光路融合，推动光电共封装；二是更低功耗，特别是在数据中心光互连需求激增的背景下；三是更宽波段覆盖，中红外和紫外光电器件在环境监测、医疗诊断等场景的应用不断拓展。可以说，光电子器件正从信息通信的技术底座，逐步发展为传感、计算与生物医学交叉创新的关键引擎。
