光电子材料 8 光电子材料总复习
光电子材料与器件
光电子材料与器件随着科学技术的不断发展和创新，光电子材料与器件在现代社会中扮演着重要的角色。
本文将从光电子材料的基本概念开始，探讨其在光电子器件中的应用，并展望其未来的发展前景。
一、光电子材料的基本概念与分类光电子材料是指能够吸收、传导、辐射光能的材料。
根据其特性和用途，光电子材料可以分为以下几类：1. 光吸收材料：能够吸收光能，并将其转化为电子能的材料。
常见的光吸收材料包括光敏材料、光伏材料等。
光敏材料能够对光信号做出敏感响应，广泛应用于光电传感器、光电子通信等领域。
光敏材料的发展趋势是实现高灵敏度、高速响应和低噪声的特性。
光伏材料是目前光电子技术中最为重要的材料之一，能够将光能转化为电能。
太阳能电池就是一种光伏材料的应用，其发展趋势是提高光电转化效率，同时降低成本。
2. 光导材料：能够传导光信号的材料。
光导材料在光纤通信领域有着广泛应用，其特点是信号传输损耗小、带宽大。
光导材料的发展方向是实现更低的传输损耗和更高的光导效率。
3. 光发射材料：能够通过受激辐射产生光的材料。
这种材料在激光器、LED等光电子器件中被广泛应用。
光发射材料的发展趋势是实现更高的发射效率和更长的寿命。
二、光电子器件中的光电子材料应用光电子器件是利用光电子材料的特性制造而成的电子设备。
在光电子器件中，光电子材料起到了至关重要的作用，其应用可归纳为以下几个方面。
1. 光电转换器件：包括光电传感器、光敏电阻、光电二极管等。
这些器件利用光电子材料的特性，将光信号转化成电信号，实现光电能量的转换和传输。
2. 发光器件：包括LED、激光器等。
这些器件利用光发射材料的特性，通过受激辐射产生光，并将其用于照明、显示、通信等领域。
3. 光电存储器件：包括光存储器、光盘等。
这些器件利用光吸收材料的特性，在储存介质上记录和读取信息，实现光电存储功能。
三、光电子材料与器件的发展前景光电子材料与器件在新技术和新应用的推动下将迎来更加广阔的发展前景。
光电子 复习)
光电子复习资料一、填空题1、光纤通信是以光纤为传输媒质，以光波为载波的通信方式。
2、17dBm等于 50 mw。
3、光纤通信中最常用的光电检测器是 PIN光敏二极管和 APD雪崩二极管。
4、STM-1中用于段开销的数据为 4.608Mbit/s。
5、EDFA的泵浦结构方式有：同向泵浦结构、反向泵浦结构和双向泵浦结构。
6、在光纤中折射率高的中心部分称为纤芯，折射率稍低的外层称为包层。
7、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：自发辐射、受激辐射、受激吸收。
8、表示光纤捕捉光射线能力的物理量被定义为光纤的数值孔径，用NA来表示。
9、光在光纤中传输是利用光的全反射原理。
10、对光信号实现分路、和路、插入和分配的无源器件叫光耦合器。
11、数字光接收机的主要性能指标是灵敏度和动态范围。
12、STM-1整个帧结构分成段开销、管理单元指针、信息净负荷三个区域。
13、在SDH帧结构中，段开销又可以分为再生段开销和复用段开销两种。
14、在SDH帧结构中AU指针处于帧结构左侧1－9N列第四行的区域中。
15、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：自发辐射、受激辐射、受激吸收。
16、半导体激光器工作时温度会升高，这时会导致阈值电流增高，输出光功率会减小。
17、光源的作用是将电能变换为光能。
18、14dBm等于 25 mw。
19、光纤的色散分为波导色散、材料色散和模式色散。
20、写出光在真空的速度c、在介质中的速度v、和折射率n之间的关系：n=c/v 。
21、光由折射率为n1的光密媒质向折射率为n2的光疏媒质传播时(n1> n2)，全反射临界角的正弦为sinθIC = n2/n1。
22、光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是0.85μm、 1.31 μm和 1.550 μm。
23、在光纤通信中，中继距离受光纤损耗和色散的制约。
24、色散的常用单位是Ps/(nm*km)， G.652光纤的中文名称是常规单模光纤，它的0色散点在1.31微米附近。
光电子材料
氙闪光灯
YAlO3
Er3+
－
1.66
6mm×50mm棒, 阈值52J
－
300
氙闪光灯
玻璃
Er3+
Yb
1.54
4mm×76mm棒输出0.86J（普通） 输出0.18J（Q开关）
0.1 300
氙闪光灯
YAlO3 YLiF4
Tm3+
Cr
Nd3+
－
2.35
5mm×50mm棒, 阈值110J
－
300
氙闪光灯
1.053 5mm×50mm棒, 阈值8J, 输出200mJ, 脉冲 07 300 氙闪光灯
用过渡金属离子（如Cr3+）激活的三能级激光晶体，如Cr3+：Al3 氧化物激光晶体
固体激光器材料 用稀土离子（如Nd3+） 氟化物激光晶体 激活的四能级体系 复合石榴石激光晶体 激光玻璃（钕玻璃） 色心激光晶体（如LiF，KCl） 原子气体
气体激光器材料 离子气体（氩离子、氪离子）
工
分子气体（CO2、CO、N2分子）
方向性 单色性 相干性
发射方向的空间内能量高度集中 接近单频 干涉性好
高亮度
激光的种类
五十多年来，激光器的品种迅速增加： ➢ 固体激光器 ➢ 半导体激光器 ➢ 固体激光器（半导体激光泵浦） ➢ 化学激光器（HF/DF激光、氧碘化学激光器、CO2激
光、燃料激光、氦氖激光）
➢ 自由电子激光器 ➢ x射线激光器 ➢ 准分子激光器 ➢ 金属蒸气激光器等。
ZnWO4 Y3Ga5O12 Gd3Ga5O12 Gd3Sc2Al3O12 Y3Sc2Ga3O12 Gd3Sc2Ga3O12 La3Lu2Ga3O12
光电子材料与器件考试试题
光电子材料与器件考试试题
一、选择题：
1. 下列哪种材料不属于光电子材料？
A. 硅
B. 红宝石
C. 铜
D. 石英玻璃
2. 以下哪种器件不属于光电子器件？
A. 光电二极管
B. 晶体管
C. 激光器
D. 光纤
3. 光电二极管是将光电效应和何种效应结合成的器件？
A. 霍尔效应
B. 热电效应
C. 压电效应
D. 光电效应
4. 下列哪种光电子材料是半导体？
A. 铬
B. 镓砷化镓
C. 银
D. 铝
5. 光纤是由哪种材料制成的？
A. 红宝石
B. 石英玻璃
C. 铜
D. 铁
二、填空题：
6. 光电子器件有什么特点？__________
7. 光电效应是指材料受到光照后产生__________的现象。
8. 透明度较好的材料是做__________的好材料。
9. 激光器是一种能产生__________ 的器件。
10. 在光电子器件中，常用的探测器件有__________和__________。
三、简答题：
11. 请简要解释光电效应的原理，并说明在光电子器件中的应用。
12. 什么是激光器？请说明其结构和工作原理。
13. 光电二极管的工作原理是什么？它在哪些领域有广泛的应用？
四、计算题：
14. 某光电子器件的能带宽度为1.5 eV，若输入的光子能量为2.5 eV，求该光子被吸收后产生的电子的动能。
15. 如果一个光电子器件的反射率为30%，则透射率是多少？
以上为光电子材料与器件考试试题，祝您好运！。
光电子复习
光电子复习资料一、填空题1、光纤通信是以光纤为传输媒质,以光波为载波的通信方式;2、17dBm等于 50 mw;3、光纤通信中最常用的光电检测器是 PIN光敏二极管和 APD雪崩二极管 ;4、STM-1中用于段开销的数据为 Mbit/s;5、EDFA的泵浦结构方式有：同向泵浦结构、反向泵浦结构和双向泵浦结构 ;6、在光纤中折射率高的中心部分称为纤芯 ,折射率稍低的外层称为包层 ;7、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：自发辐射、受激辐射、受激吸收 ;8、表示光纤捕捉光射线能力的物理量被定义为光纤的数值孔径 ,用NA来表示;9、光在光纤中传输是利用光的全反射原理;10、对光信号实现分路、和路、插入和分配的无源器件叫光耦合器 ;11、数字光接收机的主要性能指标是灵敏度和动态范围 ;12、STM-1整个帧结构分成段开销、管理单元指针、信息净负荷三个区域;13、在SDH帧结构中,段开销又可以分为再生段开销和复用段开销两种;14、在SDH帧结构中AU指针处于帧结构左侧1－9N列第四行的区域中;15、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：自发辐射、受激辐射、受激吸收;16、半导体激光器工作时温度会升高,这时会导致阈值电流增高 ,输出光功率会减小 ;17、光源的作用是将电能变换为光能 ;18、14dBm等于 25 mw;19、光纤的色散分为波导色散、材料色散和模式色散;20、写出光在真空的速度c、在介质中的速度v、和折射率n之间的关系：n=c/v ;21、光由折射率为n1的光密媒质向折射率为n2的光疏媒质传播时n1> n2,全反射临界角的正弦为sinθIC = n2/n1;22、光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是μm、μm和μm;23、在光纤通信中,中继距离受光纤损耗和色散的制约;24、色散的常用单位是 Ps/nmkm , 光纤的中文名称是常规单模光纤 ,它的0色散点在微米附近;25、光电检测器的噪声主要包括量子噪声、暗电流、热噪声和放大器噪声等;26、光接收机中,PIN光电二极管引入的主要噪声有量子噪声和暗电流噪声;27、光检测器的作用是将光能转换为电能 ;28、光纤通信系统中最常用的光检测器有： PIN光敏二极管和雪崩光电二极管;29、光接收机的主要指标有光接收机的灵敏度和动态范围 ;30、数值孔径越大,光纤接收光线的能力就越强 ,光纤与光源之间的耦合效率就越高 ;31、光纤数字通信系统的两种传输体制是：准同步数字系列、同步数字系列 ;32、光接收机的关键指标有光接收机的灵敏度和动态范围 ;33、目前实用的光纤通信系统普遍采用的调制方式是强制调制-直接调制 ;34、STM-N帧结构中段开销包括再生段开销和复用段开销 ;35、以色散为基,对于单模光纤来说,主要是材料色散和 ,而对于多模光纤来说, 占主要地位;36、掺铒光纤放大器EDFA采用的泵浦源工作波长为1480nm和 ;37、采用渐变型光纤可以减少光纤中的色散38、光调制可分为和两大类;39、根据光纤的传输模式数量分类,光纤可分为和 ;40、SDH的主要复用步骤是：、、 ;41、EDFA在光纤通信系统中主要的应用形式为线路放大、功率放大和前置放大;42、对于SDH的复用映射单元中的容器,我国采用了三种分别是：C、C3和12;C443、开销字节的传输速率为 ;选择题1、光纤通信是以 为载体,光纤为传输媒体的通信方式;A 光波B 电信号C 微波D 卫星2、目前,通信用光纤的纤芯和包层构成的材料绝大多数是 ;A ．多成分玻璃B ．石英和塑料C ．石英D ．塑料3、表示光纤色散程度的物理量是 ;A 时延B 频带带宽C 时延差D 相位差4、光纤中纤芯折射率n1和包层折射率n2的关系是 ;A n1≈n2B n1=n2C n1>n2D n1<n25．从射线理论的观点看,在阶跃型光纤中,入射子午光线形成波导的条件是：光线在光纤端面上的入射角φ必须满足的条件为 ;A ． 21arcsinn n φ≥ B ． 0φ≤≤C ． φ>D ． 210arcsin n n φ≤≤ 6.目前光纤通信中所使用的光波的波长区域是 ;A ．红外区B ．远红外区C ．紫外区D ．近红外区7．将光限制在有包层的光纤纤芯中的作用原理是 ;A ．折射B ．在包层折射边界上的全内反射C ．纤芯—包层界面上的全内反射D ．光纤塑料涂覆层的反射8．目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是 ;A ． μm, μm, μmB ． μm, μm, μmC ． μm, μm, μmD ． μm, μm, μm9从射线光学的角度看,光纤是一种利用 进行光信号传递的导波介质;A ．全反射原理B ．光的折射原理C ．光的反射原理D ．散射原理10．光纤相对折射指数差的定义为A ．Δ=n 1－n 2B ．Δ=n 2－n 1C ．2122212/)(n n n -=∆ D ．212221/)(n n n -=∆ 11.下面说法正确的是：A ．为了使光波在纤芯中传输,包层的折射率必须等于纤芯的折射率B ．为了使光波在纤芯中传输,包层的折射率必须大于纤芯的折射率C ．为了使光波在纤芯中传输,包层的折射率必须小于纤芯的折射率D ． 为了使光波在纤芯中传输,包层的折射率必须大于涂覆层的折射率12.下面说法正确的是：A ．单模光纤只能传输次模模式B ．单模光纤只能传输一路信号C ． 单模光纤只能传输一种模式D ．单模光纤只能传输高次模模式13、在单模传输的条件为 ;A V ≥B V>C V ≥D V<14、在光纤中,主要存在哪些色散 ;A 模式色散、材料色散和波导色散B 材料色散、波导色散和偏振模色散C 模式色散、材料色散和偏振模色散D 模式色散、波导色散和偏振模色散15.当V →∞时,光纤中的光能A．大部分集中在纤芯,小部分在包层B.大部分集中在包层,小部分在纤芯C．都集中在包层中,纤芯中没有D. 都集中在纤芯中,包层中没有16．下列现象是光纤色散造成的,是 ;A.光散射出光纤侧面B.随距离的增加,信号脉冲不断展宽C.信号脉冲衰减D.随距离的增加,信号脉冲收缩变窄17、光纤是指A.渐变多模光纤B.标准单模光纤C.色散位移光纤D.非零色散光纤18．下列现象是光纤色散造成的,是 ;A．光散射出光纤侧面 B．随距离的增加,信号脉冲不断展宽C．信号脉冲衰减 D．随距离的增加,信号脉冲收缩变窄19．表示光纤色散程度的物理量是 ;A.时延B.频带带宽C.时延差D.相位差20.阶跃型光纤中,导模的传输条件为A． V<Vc B． V>C． V>Vc D． V>021、注入光纤的光功率为10mW,经过10Km的传输过后输出的光功率为1mW,则这段光纤的损耗系数为A KmB 1dB/KmC 10 dB/KmD 100dB/Km22、光纤包层需要满足的基本要求是A.为了产生全反射,包层折射率必须比纤芯低B. 包层不能透光,防止光的泄漏C.必须是塑料,使得光纤柔软D.包层折射率必须比空气低23、光纤的数值孔径与有关;A. 纤芯的直径B. 包层的直径C. 相对折射指数差D. 光的工作波长24、光时域反射仪OTDR是利用光在光纤中传输时的瑞利散射所产生的背向散射而制成的精密仪表,它不可以用作的测量;A.光纤的长度B.光纤的传输衰减C.故障定位D.光纤的色散系数25、17dBm是 mw;A 100 mwB 50 mwC 1000mwD 10 mw26、13dBm等于 mw;A 5mwB 10 mwC 15 mwD 20 mw27、发光二极管发出的光是非相干光,它的基本原理是 ;A 受激吸收B 自发辐射C 受激辐射D 自发吸收28、在激光器中,光的放大是通过Ａ．粒子数反转分布的激活物质来实现的Ｂ．光学谐振腔来实现的Ｃ．泵浦光源来实现的Ｄ．外加直流来实现的29、激光器的发光机理是A 受激吸收B 自发吸收C 自发辐射D 受激辐射30、随着激光器使用时间的增长,其阈值电流会A 逐渐减少B 保持不变C.逐渐增大 D 先逐渐增大,后逐渐减少31、在下列的传输码型中,不属于插入比特码的是A. mB1PB. 4B1HC. 5B6BD. mB1C32、光发射机的消光比,一般要求小于或等于A．5％B．10％C．15％D．20％33、日前采用的LD的结构种类属于A．F-P腔激光器法布里—珀罗谐振腔B．单异质结半导体激光器C．同质结半导体激光器D．双异质结半导体激光器34、DFP激光器与FP激光器相比有什么优点1单纵模激光器2普线窄,动态普线好,线性好3普线宽4纵横模数多A．12 B．34 C．23 D．23435、半导体激光器对光的频率和方向进行选择的器件是A.泵浦源B.激活物质C.耦合器D.光学谐振腔36、光发射机中实现电/光转换的关键器件是A.光源B.调制电路C.光检测器D.放大器37、激光是通过什么产生的A.受激辐射B.自发辐射C.热辐射D.电流38、目前光纤通信系统中广泛使用的调制─检测方式是A.相位调制—相干检测B.强度调制—相干检测C.频率调制—直接检测D.强度调制—直接检测39、随着激光器温度的上升,其输出光功率会A.减少B.增大C.保持不变D.先逐渐增大,后逐渐减少40、光纤通信系统中常用的光源主要有A．光检测器、光放大器、激光器B．半导体激光器、光检测器、发光二极管C．PIN光电二极管、激光、荧光D．半导体激光器LD、半导体发光二极管41、随着激光器使用时间的增长,其阈值电流会A.逐渐减少B.保持不变C.逐渐增大D.先逐渐增大,后逐渐减少42、光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的原因是A.光源不能产生负信号光B.将出现长连“1”或长连“0”C.编码器太复杂D.码率冗余度太大43、不宜在光纤中传输的码型为码码光状态不能为负码码44、为了使LD能正常工作,需在其两端加上A.正向电压B.反向电压C.低反向电压D.高正向电45、为了使雪崩光电二极管正常工作,在其P－N结上应加 ;A 高正向偏压B 低正向偏压C 低反向偏压D 高反向偏压46、数字光接收机的灵敏度Pr=10微瓦,则为 dBm;A -10B 10C -20D -3047、光电检测器是利用材料的来实现光电转换的;A 时延 B能量 C 光电效应 D 衰减48、关于PIN和APD的偏置电压表述,正确的是 ;A 均为正向偏置B 均为反向偏置C 前者正偏,后者反偏D 前者反偏,后者正偏49、为增大光接收机的接收动态范围,应采用电路;A ATCB AGC C APCD ADC50、光发射机的消光比,一般要求小于或等于A 5％B 10％C 15％D 20％51、数字光接收机的灵敏度Pr=100微瓦,则为 dBm;A -10B 10C -20D -3052、下列不属于影响光电二极管响应时间的因素是A.零场区光生载流子的扩散时间B.有场区光生载流子的漂移时间时间常数D.器件内部发生受激辐射的时间53、通常,影响光接收机灵敏度的主要因素是A．光纤色散B．噪声C．光纤衰减D．光缆线路长度54、下列属于描述光电检测器光电转换效率的物理量是A. 响应度B. 灵敏度C. 消光比D. 增益55、下述有关光接收机灵敏度的表述不正确的是A．光接收机灵敏度描述了光接收机的最高误码率B．光接收机灵敏度描述了最低接收平均光功率C．光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收光子能量D．光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收平均光子数56、以下不是PIN光电二极管的主要特性是A．波长响应特性B．量子效率和光谱特性C．响应时间和频率特性D．噪声57、光接收机的噪声主要来源是1主放大器2光发射器3光检测器4前置放大器A．12 B．34C．23 D．23458、以下哪项是把光信号变为电信号的器件A、激光器B、发光二极管C、光源D、光检测器59、光接收机中,使经过其处理后的信号波形成为有利于判决的波形的器件是A.均衡器B.判决器C.前置放大器D.光检测器60、通常,影响光接收机灵敏度的主要因素是A．光纤色散B．光接收机噪声C．光纤衰减D．暗电流61、光接收机中,雪崩光电二极管引入的噪声为A.光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声B.量子噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声C.量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、光接收机的电路噪声D.量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声62、关于PIN和APD的偏置电压表述,正确的是A.均为正向偏置B.均为反向偏置C.前者正偏,后者反偏D.前者反偏,后者正偏63、 PIN光电二极管,因无雪崩倍增作用,因此其雪崩倍增因子为A. G＞1B. G＜1C. G＝1D. G＝064、为了使雪崩光电二极管正常工作,在其P－N结上应加A.高正向偏压B.低正向偏压C.低反向偏压D.高反向偏压65、下列属于有源光器件的是A.光定向耦合器B.半导体激光器C. 光纤连接器D. 光隔离器66、以下哪一样不是无源光器件A、光调制器B、光纤连接器C、LEDD、光纤耦合器67、不属于无源光器件的是A.光定向耦合器B.半导体激光器C.光纤连接器D.光衰减器68、光隔离器的工作原理是A．基于法拉第旋转的非互易性B．基于多层电介质干涉膜的滤波原理C．基于光栅的衍射原理D．基于圆柱形透镜的聚焦原理69、光隔离器的作用是A.调节光信号的功率大小B.保证光信号只能正向传输C.分离同向传输的各路光信号D.将光纤中传输的监控信号隔离开70、使用连接器进行光纤连接时,如果接续点不连续,将会造成A 光功率无法传输；B 光功率的菲涅耳反射；C 光功率的散射损耗；D 光功率的一部分散射损耗,或以反射波形式返回发送端;71、转换光路,实现光交换的重要器件是A.光开关B. 耦合器C. 隔离器D. 光衰减器72、光纤通信中光需要从光纤的主传输信道中取出一部分作为测试用时,需用A 光衰减器B 光耦合器C 光隔离器D 光纤连接器73、 EDFA中光滤波器的主要作用是A.降低光放大器输出噪声B.消除反射光的影响C.提高光放大器增益D.使光信号再生74、EDFA中将光信号和泵浦光混合起来送入掺铒光纤中的器件是A.光滤波器B.光耦合器C.光环形器D.光隔离器75、掺铒光纤放大器的工作波长所处范围是A μm～μmB μm～μmC μm～μmD μm～μm76、掺铒光纤的激光特性A 主要由掺铒元素决定；B 主要由起主介质作用的石英光纤决定；C 主要由泵浦光源决定；D 主要由入射光的工作波长决定;77、已经商品化并大量应用于光纤通信系统的光纤放大器是A、SBAB、SRAC、PDFAD、EDFA78、以下哪项的作用是抑制反射光,以确保光放大器工作稳定A、掺铒光纤B、泵浦光源C、光耦合器D、光隔离器79、以下哪项的作用是滤除光放大器中的噪声,提高EDFA的信噪比A、掺铒光纤B、泵浦光源C、光滤波器D、光隔离器80、 EDFA在作光中继器使用时,其主要作用是A.使光信号放大并再生B.使光信号再生C.使光信号放大D.使光信号的噪声降低81、下列不属于EDFA的优点的是A.增益高B. 频带宽C. 噪声系数小D.可放大多个波段82、 EDFA的泵浦光源的典型工作波长为nm nm nm nm83、在光纤通信系统中,EDFA以何种应用形式可以显着提高光接收机的灵敏度A 作前置放大器使用B 作后置放大器使用C 作功率放大器使用D 作光中继器使用84、目前EDFA采用的泵浦工作波长是 ;A μm和μmB μm和μmC μm和μmD μm和μm85、拉曼放大器的工作原理是 ;A受激吸收 B 受激辐射 C 受激散射 D 自发辐射86、光纤放大器的输入光功率为10mW,输出光功率为100mW,则其增益为A 10dB B 20dBC 30dBD 40dB87、STM-1每秒可传的帧数是A 8000B 4000C 2000D 100088、STM-1的帧结构中,AU指针区域的位置是在A 第4列,1～3行B 第4列,1～9行C 1～3列,第4行D 1～9列,第4行89、WDM系统的单纤双向传输方式可实现通信;A 单工B 双工C 全双工D 单工与双工90、SDH传输网最基本的同步传送模块是STM-1,其信号速率为多少kbit／sA、B、C、D、91、STM-16一帧中总的列数是A 261B 270C 261×4D 270×1692、STM-64信号的码速率为A Mb/sB Mb/sC 2 Mb/sD 9 Mb/s93、下面说法正确的是：A 单模光纤只能传输次模模式B 单模光纤只能传输一路信号C 单模光纤只能传输一种模式D 单模光纤只能传输高次模模式94、下列现象是光纤色散造成的,是 ;A 光散射出光纤侧面B 随距离的增加,信号脉冲不断展宽C 信号脉冲衰减D 随距离的增加,信号脉冲收缩变窄95、为了使雪崩光电二极管正常工作,在其P－N结上应加 ;A 高正向偏压B 低正向偏压C 低反向偏压D 高反向偏压96、17dBm是 mw;A 100 mwB 50 mwC 1000mwD 10 mw97、在单模传输的条件为 ;A V≥B V>C V≥D V<98、不属于无源光器件的是 ;A 光定向耦合器B 半导体激光器C 光纤连接器 D光衰减器99、STM-1每秒可传的帧数是 ;A 2000B 4000C 8000D 1000100、为增大光接收机的接收动态范围,应采用电路;A ATCB AGC C APCD ADC101、掺铒光纤放大器EDFA的工作波长为 nm波段;A 1310B 1550 C1610 D 850102、在下列数字光纤通信系统的传输码型中,不属于插入比特码的是 A mB1P B 4B1H C 3B4B D mB1C103、光发射机的消光比,一般要求小于或等于A 5％B 10％C 15％D 20％104、数字光接收机的灵敏度Pr=100微瓦,则为 dBm;A -10B 10C -20D -30105、WDM系统的单纤双向传输方式可实现通信;A 单工B 双工C 全双工D 单工与双工106、光隔离器的作用是A 调节光信号的功率大小B 保证光信号只能正向传输C 分离同向传输的各路光信号D 将光纤传输的监控信号107、光纤的数值孔径与有关;A 纤芯的直径B 包层直径C 相对折射率差D 光的工作波长108、下列现象是光纤色散造成的,是 ;A.光散射出光纤侧面B.随距离的增加,信号脉冲不断展宽C.信号脉冲衰减D.随距离的增加,信号脉冲收缩变窄109、不属于无源光器件的是 ;A.光耦合器B.半导体激光器C.光纤连接器D.光衰减器110、将光限制在有包层的光纤纤芯中的作用是 ;A.折射B.在包层折射边界上的全内反射C.纤芯、包层界面上的全内反射D.光纤塑料涂覆层的反射111、日前采用的LD的结构种类属于 ;腔激光器法布里—珀罗谐振腔B.单异质结半导体激光器C.同质结半导体激光器D.双异质结半导体激光器112、为了使光纤通信系统稳定可靠地工作,希望激光器的阈值电流 ;A.越大越好B.越小越好C.先增大后减小D.先减小后增大113、实现高灵敏度,对光接收机中的前置放大器的要求是 ;A.高增益B.低噪声C.低增益、低噪声D.高增益、低噪声114、表示光纤色散程度的物理量是 ;A.时延B.频带带宽C.时延差D.相位差115、激光是通过什么产生的 ;A.受激辐射B.自发辐射C.热辐射D.受激吸收116、目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是 ;117、下述有关光接收机灵敏度的表述不正确的是 ;A.光接收机灵敏度描述了光接收机的最高误码率B.光接收机灵敏度描述了最低接收平均光功率C.光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收光子能量D.光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收平均光子数118、在光纤通信系统为了实现传输信道光的单向传输时,采用 ;A.光衰减器B.光隔离器C.光耦合器D.光滤波接器119、STM—N信号一帧的字节数为 ;A. 9×270×NB. 9×261×NC. 9×270D. 9×261 120、STM-64信号的码速率为 ;121、利用光放大器是;A.为了驱动光源而克服阈值效应B.为了补偿光纤损耗C.只在铜导线系统中使用D.将光信号转换成电信号122、光纤对于下列哪个波段是最佳选择123、当V→∞时,光纤中的光能A 大部分集中在纤芯,小部分在包B 大部分集中在包层,小部分在纤芯C 都集中在包层中,纤芯中没有D 都集中在纤芯中,包层中没有124、激光器的发光机理是A 受激吸收B 自发吸收C 自发辐射D 受激辐射125、转换光路,实现光交换的重要器件是A.光开关B. 耦合器C. 隔离器D. 光衰减器126、光纤放大器的输入光功率为10mW,输出光功率为100mW,则其增益为A 10dB B 20dBC 30dBD 40dB127、STM-1的帧结构中,AU指针区域的位置是在A 第4列,1～3行B 第4列,1～9行C 1～3列,第4行D 1～9列,第4行128、光纤的数值孔径与有关;A 纤芯的直径B 包层的直径C 相对折射率差D 光的工作波长129、光隔离器的作用是A 调节光信号的功率大小B 保证光信号只能正向传输C 分离同向传输的各路光信号D 将光纤传输的监控信号130、注入光纤的光功率为10mW,经过10Km的传输过后输出的光功率为1mW,则这段光纤的损耗系数为A KmB 1dB/KmC 10 dB/KmD 100dB/Km131、为了使雪崩光电二极管能正常工作,需在其两端加上A 正向高电压B 反向高电压C 反向低电压D 正向低电压132、在激光器中,光的放大是通过A 粒子数反转分布的激活物质来实现的B 光学谐振腔来实现C 泵浦光源来实现D 外加直流来实现133、数字光接收机的灵敏度Pr=100微瓦,则为 dBm;A -10B 10C -20D -30134、STM-16一帧中总的列数是A 261B 270C 261×4D 270×16135、光时域反射仪OTDR是利用光在光纤中传输时的瑞利散射所产生的背向散射而制成的精密仪表,它不可以用作的测量;A.光纤的长度B.光纤的传输衰减C.故障定位D.光纤的色散系数136、下列不属于EDFA的优点的是A 可放大多个波段B 频带宽C 噪声系数小D 增益高137、光接收机中,雪崩光电二极管引入的噪声为A 光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声B 量子噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声C 量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、光接收机的电路噪声D 量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声138、拉曼放大器的工作原理是 ;A受激吸收 B 受激辐射 C 受激散射 D 自发辐射139、13dBm等于mw;A 5mwB 10 mwC 15 mwD 20 mw140、在光纤通信系统中,EDFA以何种应用形式可以显着提高光接收机的灵敏度A 作前置放大器使用B 作后置放大器使用C 作功率放大器使用D 作光中继器使用141、光纤通信中光需要从光纤的主传输信道中取出一部分作为测试用时,需用A 光衰减器B 光耦合器C 光隔离器D 光纤连接器142、目前EDFA采用的泵浦工作波长是 ;A μm和μmB μm和μmC μm和μmD μm和μm143、光接收机中,雪崩光电二极管引入的噪声为A 光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声B 量子噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声C 量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、光接收机的电路噪声D 量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声144、光隔离器的作用是 ;A 调节光信号的功率大小B 将光纤中传输的监控信号隔C 分离同向传输的各路光信号D 保证光信号只能单向传输145、数字光接收机的灵敏度Pr=10微瓦,则为 dBm;A -10B 10C -20D -30146、半导体激光器对光的频率和方向进行选择的器件是A.泵浦源B.激活物质C.耦合器D.光学谐振腔147、发光二极管发出的光是非相干光,它的基本原理是 ;A 受激吸收B 自发辐射C 受激辐射D 自发吸收148、关于PIN和APD的偏置电压表述,正确的是 ;A 均为正向偏置B 均为反向偏置C 前者正偏,后者反偏D 前者反偏,后者正偏149、EDFA中用于降低放大器噪声的器件是A 光耦合器B 波分复用器C 光滤波器D 光衰减器150、STM-1每秒可传的帧数是A 8000B 4000C 2000D 1000151、随着激光器温度的上升,其输出光功率会A 减少B 增大C 保持不变D 先逐渐增大,后逐渐减少152、STM-1的帧结构中,AU指针区域的位置是在A 第4列,1～3行B 第4列,1～9行C 1～3列,第4行D 1～9列,第4行二、问答题1、光纤中色散有几种单模传输光纤中主要是什么色散多模传输光纤中主要是什么色散答：1、光纤中的色散主要包括：材料色散、波导色散和模式间色散；2、单模光纤中主要是波导色散；3、多模光纤中主要是模式间色散;2、为什么光纤不适合于波分复用系统使用答：由于光纤在1550nm工作波长处具有最低色散零色散,多信道波分复用系统使用时易引起四波混频效应,影响系统的性能,所以光纤不适合于波分复用系统使用;5分3、光纤传输电磁波的条件有哪两个答：光纤传输电磁波的条件除满足光线在纤芯和包层界面上的全反射条件外,还需满足传输过程中的相干加强条件;4、比较半导体激光器LD和发光二极管LED的异同;答：1、半导体激光器LD和发光二极管LED的不同：1、工作原理不同：LD发射的是受激辐射光,LED发射的是自发辐射光;.2、 LED不需要光学谱振腔,而LD需要;3、和半导体激光器LD相比:4、发光二极管LED输出光功率较小,光谱较宽,调制频率较低;5、但LED性能稳定,寿命长,输出功率线性范围宽,而且制造工艺简单,价格低廉6、LED的主要应用场合是小容量窄带、短距离通信系统;7、LD主要应用于大容量宽带、长距离通信系统;2、LD和LED的相同之处:1、使用的半导体材料相同,2、结构相似:3、LED和LD大多采用双异质结DH结构4、都是把有通显夹在P型和N型限制层中间;5、为什么LD要工作在正向偏置状态何为激光器的阈值电流激光器的阈值电流与激光器的使用温度、使用时间有什么关系答：1LD加正向偏置电压用以克服PN结中自建场的影响,从而降低势垒,以形成粒子数反转分。
光电子技术第8章 发展中的纳米光电子技术
量子阱、量子线、量子点是由两种不同带隙 的半导体组成的周期性纳米结构；由两种不同 折射率的电介质制成的周期性纳米结构：一维、 二维、三维光子晶体也表现出奇异的特性，在 8.4节专门介绍。
这对于发展新型光子器件、纳米尺度光子回路、 新型的光传感器和测量技术等前景诱人，已经在光 传感、光存储、太阳电池以及生物光子学、纳米集 成光子学等多方面有重要应用。
三、碳纳米管
碳纳米管是由石墨中一层或若干层碳原子卷曲而 成的”笼状”纤维，内部是空的。
分为单壁碳管和多壁碳管，直径为零点几纳米 至几十纳米，长度一般为几微米至几十微米。可 用电弧法、化学气相沉积等多种方法制造。
利用其导电性和化学特性，可做灵敏度极高而体 积极小的化学传感器，还可用于制造微电子元件。
碳纳米管场发射特性优异。其尖端电子逸出功 很低，利于电子的场发射，发射特性稳定。
在平面阴极上制成几十万个碳纳米管直立阵列， 在其对面安置有荧光粉的阳极面板，这就形成场致 发射显示器FED的基本结构。
对该器件通电，在电场作用下，碳纳米管发射 电子，轰击荧光屏而实现显示。
三、纳米光电探测器
1.谐振腔增强型RCE-PIN
PIN是一种应用广泛的光电探测器，噪声低， 频率响应高。不足之处是内量子效率不够高， 加之I层高电阻使输出电流小。
采用谐振腔增强（RCE）技术，可以显著提高内 量子效率。
在器件的顶 部和底部设计 DBR反射镜： 如Si/SiO2、 GaAS/AlGaA S，DBR反射 镜的两种材料 折射率不同。
SPP波沿界面传输，其传播波数决定于 金属和电介质的介电常数。倏逝波向 SPP波提供能量，当倏逝波沿界面的波 数与SPP波的波数相同时，则发生共振。 入射光被强烈吸收，形成吸收峰。
光电子技术复习提纲（含标准答案）要点
光电⼦技术复习提纲（含标准答案）要点第1章绪论1.半导体光电器件是利⽤什么效应制作的器件？答：利⽤半导体光电效应制成的器件。
2.半导体光电器件是哪两种粒⼦相互作⽤的器件？答：是⼀种利⽤光⼦与电⼦相互作⽤所具有的特性来实现某种功能的半导体器件。
3.半导体发光器件主要包括哪两种？答：（1）发光⼆极管；（2）半导体激光器。
4.光电器件主要有利⽤哪些效应制作的器件？答：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。
5.什么是半导体发光器件？答：利⽤半导体PN结正向通过电时载流⼦注⼊复合发光的器件称为半导体发光器件。
6.光电探测器件是如何转换信号的器件？答：通过电⼦过程探测光信号的器件，即将射到它表⾯上的光信号转换为电信号。
7.光电检测器⼯作在反向偏置状态。
8.光电池是利⽤什么效应制作的？答：光伏打效应。
9. 光纤通信的两个重要窗⼝是哪些？答：1.55um和1.3um。
第2章1. 光信号的频率在哪个频段？需要⽤什么器件检测？答：光信号的频率在1014 Hz以上，常⽤的电⼦器件⽆法对这⼀频率段产⽣良好的响应，必须使⽤光电⼦器件。
2. 常⽤的光电检测器：PIN、APD3. 光电检测器的⼯作过程？答：光电检测器件的⼯作过程：（1）光吸收——（2）电⼦-空⽳对产⽣——（3）载流⼦扩散和漂移——（4）检测4. 光信号（光束）⼊射到半导体材料后，如何产⽣电⼦空⽳对？答：光信号（光束）⼊射到半导体材料后，⾸先发⽣的过程就是半导体材料对光⼦的吸收，吸收光⼦以后才能产⽣价带电⼦的跃迁，从⽽产⽣电⼦空⽳对。
5. 半导体材料中的吸收过程可以分为哪两⼤类？答：本征吸收和⾮本征吸收6. 本征吸收⼜包括哪些？答：（1）直接吸收；（2）间接吸收7. ⾮本征吸收包括哪些？答：（1）激⼦吸收；（2）带内吸收；（3）杂质吸收8．本征吸收的必要条件？9.直接吸收中参与的粒⼦是什么？遵守哪两种守恒？答：只有电⼦和光⼦的参与，没有第3种粒⼦的参与。
光电子材料
光电子材料引言光电子材料是指具有光控制特性的材料，广泛应用于光电子器件、光通信、能源存储等领域。
光电子材料具有高光响应度、高转换效率、较宽的光谱响应范围等优点，因此被视为未来光电技术发展的关键材料。
本文将介绍光电子材料的分类、主要特性以及应用领域，以帮助读者更好地了解和应用光电子材料。
光电子材料的分类光电子材料可以根据其物理性质、化学成分、结构等不同特性进行分类。
以下是一些常见的光电子材料分类：1.光敏材料：光敏材料能够对光信号进行感应和转换，包括光电转换材料、光致变色材料等。
光敏材料常用于光电传感器、激光器、光电存储器等器件中。
2.半导体材料：半导体材料是一类具有特殊电子能带结构的材料。
光电子器件中常用的半导体材料包括硅、锗、砷化镓、硒化镉等。
3.光学玻璃材料：光学玻璃材料具有良好的透光性和光学性能，用于制造光学器件如透镜、棱镜、滤光片等。
4.量子点材料：量子点材料是一种特殊的半导体材料，具有量子尺寸效应。
量子点材料在光电器件中具有优异的性能，如较高的发光效率、较宽的发光波长范围等。
光电子材料的主要特性光电子材料具有以下主要特性：1.光响应度（Responsivity）：光电子材料的光响应度指材料对光信号的感应程度，是衡量光电转换效率的重要参数。
2.光电转换效率（Conversion Efficiency）：光电转换效率是指光能转化为电能的效率，是评价光电子材料性能优劣的关键指标之一。
3.光谱响应范围（Spectral Response Range）：光电子材料的光谱响应范围指材料能够有效感应的光波长范围。
4.光学透过率（Optical Transparency）：光学透过率是指材料对特定波长的光线的透过程度，影响着光学器件的光学性能。
光电子材料的应用领域光电子材料广泛应用于以下领域：1.光电通信：光电子材料在光纤通信和无线通信中发挥着重要作用。
光电子材料的高转换效率和宽光谱响应范围使其成为高速光通信系统的核心材料。
光电子技术基础复习资料
选择题1、光电子技术在当今信息时代的应用主要有（abcd ）A.信息通信B.宇宙探测C.军事国防D.灾害救援2、激光器的构成一般由（a ）组成A.激励能源、谐振腔和工作物质B.固体激光器、液体激光器和气体激光器C.半导体材料、金属半导体材料和PN结材料D. 电子、载流子和光子3、光波在大气中传播时，引起的能量衰减与（abcd ）有关A.分子及气溶胶的吸收和散射B.空气折射率不均匀C.光波与气体分子相互作用D.空气中分子组成和含量4、2009年授予华人高锟诺贝尔物理学奖，提到光纤以SiO2为材料的主要是由于（ a ）A.传输损耗低B.可实现任何光传输C.不出现瑞利散射D.空间相干性好5、激光调制器主要有（abc ）A.电光调制器B.声光调制器C.磁光调制器D.压光调制器6、电光晶体的非线性电光效应主要与（ac ）有关A.外加电场B.激光波长C.晶体性质D.晶体折射率变化量7、激光调制按其调制的性质有（cd ）A.连续调制B.脉冲调制C.相位调制D.光强调制8、光电探测器有（abc ）A.光电导探测器B.光伏探测器C.光磁电探测器D.热电探测元件9、CCD 摄像器件的信息是靠（ b ）存储A.载流子B.电荷C.电子D.声子10、LCD显示器，可以分为（abcd ）A. TN型B. STN型C. TFT型D. DSTN型11、可见光的波长范围为（C ）A. 200—300nmB. 300—380nmC. 380—780nmD. 780—1500nm12、电荷耦合器件分（A ）A. 线阵CCD和面阵CCDB. 线阵CCD和点阵CCDC. 面阵CCD和体阵CCDD. 体阵CCD和点阵CCD填空题1、黑体是指一个物体能全部吸收投射在它上面的辐射而无反射。
2、色温是指在规定两波长处具有与热辐射光源的辐射比率相同的黑体的温度。
其并非热辐射光源本身的温度。
3、声波在声光晶体中传播会引起晶体中的质点按声波规律在平衡位置振动，按照声波频率的高低以及声波和光波作用的长度不同，声光相互作用可以分为拉曼-纳斯衍射和布喇格衍射两种类型。
光电子知识点总结
光电子知识点总结一、光电效应光电效应是指当光照射到金属表面时，金属表面会产生电子的现象。
光电效应是光电子学的基础，也是研究光与电子相互作用的重要实验现象。
1.1 光电效应的原理光电效应的原理是光子与金属表面的电子相互作用。
当光子能量大于金属表面的功函数时，光子可以激发出金属表面的电子，使得电子逃离金属表面，形成自由电子。
这就是光电效应的基本原理。
1.2 光电效应的实验现象光电效应的实验现象包括光电流的产生和光电子动能的大小与光频率和光强度的关系。
通过实验可以验证光电效应的相关理论。
1.3 光电效应的应用光电效应的应用包括光电二极管、光电倍增管、光电导致等光电子器件。
这些器件在光学测量、光通信、光电探测、光电存储等方面有重要应用。
二、半导体光电子器件半导体光电子器件是指利用半导体材料制成的光电子器件，包括光电二极管、光电导致、激光二极管、光电晶体管等。
2.1 光电二极管光电二极管是一种能够将光信号转换成电信号的器件。
它的工作原理是当光照射到PN结上时，光子的能量被用来克服PN结的势垒，从而在PN结上产生电子和空穴对，并产生电流。
2.2 光电导致光电导致是一种利用半导体材料制成的光电子器件，它具有高速、高灵敏度的特点。
光电导致可用于光信息处理、光通信、光探测等方面。
2.3 激光二极管激光二极管是一种利用激光效应制成的光电子器件。
它具有结构简单、体积小、功耗低等优点，是激光器件中的一种重要形式。
2.4 光电晶体管光电晶体管是一种基于光电效应制成的光电子器件，广泛应用于光通信、光探测、光信息处理等领域。
三、激光技术激光技术是一种利用激光器件制造激光束，进行激光照射、激光加工、激光测量和激光信息处理等技术的总称。
3.1 激光的原理激光是一种具有相干性和高亮度的光束，它是一种特殊的光波。
激光的产生是通过将能量较高的光子能级转移到能量较低的光子能级上，使得光子能够集中到一个狭窄的空间内。
3.2 激光器件激光器件是制造激光束的主要设备，包括激光二极管、激光放大器、激光共振腔等。
光电子材料信息材料
气相沉积法
通过将原料气体在高温下进行化学反应，生成所 需的薄膜材料。
溶液法
通过溶解和沉淀等化学反应，制备出所需的纳米 材料。
3
化学气相输运法
利用化学反应在不同温度下输运和生长晶体材料 。
物理法
物理气相沉积法
通过蒸发和溅射等物理过程，在基板上沉积所需的薄 膜材料。
脉冲激光沉积法
利用高能量脉冲激光照射靶材，产生熔融或气化，然 后在基板上沉积薄膜材料。
溶胶凝胶法
反应原理
溶胶凝胶法是一种利用有机金属化合物或无机盐溶液在液相下进行 化学反应，生成固体颗粒并沉积在基底表面成膜的方法。
应用领域
常用于制备光电子材料，如太阳能电池、发光二极管等。
技术特点
可控制薄膜的成分和结构，适用于大规模生产，但工艺条件较为严格 。
04
信息材料制备技术
化学合成法
1 2
分类
根据功能和应用场景，光电子材料可 以分为光电转换材料、光热转换材料 和光致发光材料等。
光电子材料的基本性质
光电转换效率
指光电子材料在光照射下产生电流或电压的能 力。
光热转换效率
指光电子材料在光照射下吸收光能并转换为热 能的能力。
光致发光效率
指光电子材料在电或热的作用下发出光的能力。
光电子材料的应用领域
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热学性能表征
总结词
热学性能是信息材料的稳定性及可靠性方面 的性质，描述了材料在温度变化下的行为和 性质。
详细描述
热学性能表征主要包括材料的热导率、热膨 胀系数、热稳定性等指标的测量和研究。这 些性质对于保证电子器件在各种环境下的稳 定性和可靠性至关重要。
力学性能表征
《光电子材料与器件》考试重点复习
1、能带形成的原理孤立原子的电子占据一定的原子轨道，形成一系列分立的能级。
如果一定数量的原子相互结合形成分子，则原子轨道发生分裂，形成的分子轨道数正比于组成分子的原子数。
在包括半导体在内的固体中，大量原子紧密结合在一起，轨道数变得非常巨大，轨道能量之差变得非常小，与孤立原子中的分立能级相比，这些原子轨道可视为能量是近似连续分布的。
这种能级近似连续分布的能量范围，即为能带。
2、半导体发光机理半导体材料中的电子由高能态向低能态跃迁的同时，会以光子的形式释放多余的能量，这称为辐射跃迁，辐射跃迁的过程也就是半导体材料的发光过程。
电子由高能态向低能态跃迁的同时，产生相应能量间隔的光子。
电子的跃迁，要求价带有价带电子，同时导带有相应的空穴，即在导带、价带中存在电子空穴对，通过电子空穴的复合，半导体可以发射光子。
3、光电探测原理将光辐射的作用，视为所含光子与物质内部电子的直接作用，也就是物质内部电子在光子的作用下，产生激发而使物质的电学特性发生变化。
4、pn结形成空间耗电区的原理形成PN结后，由于n区和p区载流子浓度的差异，n区的多数载流子电子、p区的多数载流子空穴分别向对方区域扩散并与其多数载流子复合。
这就造成PN 结n区一侧附近电子浓度降低，留下不能移动的施主离子，产生局部的正电荷区域。
PN结p区一侧的附近空穴浓度降低，留下不能移动的受主离子，产生局部的负电荷区域。
由于局部正负电荷的存在，PN结附近会产生一个由n区指向p 区的内建电场。
电场阻碍n区的电子继续向p区扩散，同时使n区的少数载流子空穴向p区漂移，同样，电场阻碍p区的空穴继续向n区扩散，同时使p区的少数载流子电子向n区漂移。
随着扩散的减弱，飘移的增强，最终实现载流子的动态平衡。
PN结附近载流子被耗尽的区域称为空间电荷区，或者耗尽区。
5、直接带隙半导体和间接带隙半导体的区别直接带隙：导带的最低位置位于价带最高位置的正上方；电子空隙复合伴随光子的发射。
光电子技术复习总结
光电子技术复习题总结（2012.6.1）第一章：光的基础知识及发光源1.光的基本属性？光具有波动和粒子的双重性质，即具有波粒二象性。
2.激光的特性？（1）方向性好（2）单色性好（3）亮度高(4)相干性好3.玻尔假说：定态假设和跃迁假设？（1）定态假设；原子存在某些定态，在这些定态中不发出也不吸收电磁辐射能。
原子定态的能量只能采取某些分立的值E1、 E2 、……、En ，而不能采取其它值。
（2）跃迁假设；只有当原子从较高能量En的定态跃迁到较低能量Em的定态时，才能发射一个能量为h4.光与物质的共振相互作用的三种过程？受激吸收、自发辐射、受激辐射5.亚稳态？自发辐射的过程较慢时，粒子在E2能级上的寿命就长，原子处在这种状态就比较稳定。
寿命特别长的激发态称为亚稳态。
其寿命可达10-3~1s，而一般激发态寿命仅有10-8s。
6.受激辐射的光子性质？受激辐射的光子的频率、振动方向、相位都与外来光子一致。
7.受激吸收和受激辐射这两个过程的关系？宏观表现？两能级间受激吸收和受激辐射这两个相反的过程总是同时存在，相互竞争，其宏观效果是二者之差。
当吸收过程比受激辐射过程强时，宏观看来光强逐渐减弱；反之，当吸收过程比受激辐射过程弱时，宏观看来光强逐渐加强。
8.受激辐射与自发辐射的区别？最重要的区别在于光辐射的相干性，由自发辐射所发射的光子的频率、相位、振动方向都有一定的任意性，而受激辐射所发出的光子在频率、相位、振动方向上与激发的光子高度一致，即有高度的简并性。
9.光谱线加宽现象？由于各种因素影响，自发辐射所释放的光谱并非单色，而是占据一定的频率宽度，分布在中心频率v0附近一个有限的频率范围内，自发辐射的这种现象称为光谱线加宽。
10.谱线加宽的原因？由于能级有一定的宽度，所以当原子在能级之间自发发射时，它的频率也有一个变化范围△vn.11.谱线加宽的物理机制分为哪两大类？它们的区别？分为均匀加宽和非均匀加宽两大类。
光电子材料
光电子材料
光电子材料是指具有光电转换特性的材料，可将光能量转化为电能或将电能转化为光能。
光电子材料的应用广泛，涉及到光电通信、光电显示、光电存储、光电传感等众多领域。
其中，光电通信是当今信息传输领域的重要技术应用，而光电传感则在环境监测和医疗诊断等领域发挥着重要作用。
光电子材料的主要特性之一是具有优异的光电转换效率。
例如，光电转换效率高的太阳能电池已经成为解决能源危机的重要手段。
通过将太阳光转化为电能，太阳能电池可以为光伏电站和家庭供电系统提供清洁能源。
此外，光电子材料具有快速响应和高灵敏度的特点，可用于制作高速光电开关和光电传感器。
这些器件在光纤通信系统中起着关键作用，可以实现信号的调制、解调和放大。
光电子材料还具备光电发光和发光二极管特性，可用于制作发光二极管（LED）和有机发光二极管（OLED）。
这些发光器
件在照明、显示和丰富图像等方面具有重要应用，不仅能提供高亮度的光源，还能实现高对比度和丰富的颜色。
近年来，有机光电子材料逐渐受到关注。
有机光电子材料具有制备简单、成本低、柔性可弯曲等特点，可以用于制作柔性显示器件、印刷电子和可穿戴电子产品。
这些新型应用为光电子材料提供了更加广阔的发展空间。
总的来说，光电子材料在现代科技和工业生产中起到了重要作用。
随着技术的进步和需求的增长，光电子材料的研究和应用将会不断扩展，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
光电子材料ppt
02
光电子材料的性能与制备
光电子材料的性能要求
高光电转换效率
光电子材料应具有较高的光电转换 效率，以便在能量转换过程中实现 最大的利用效果。
稳定性
光电子材料应具有良好的稳定性， 能够在各种环境条件下保持稳定的 性能。
耐高温和耐腐蚀性
光电子材料应能够在高温和腐蚀性 环境中保持其结构和性能的稳定。
04
光电子材料的研究进展
高性能光电子材料的研究进展
窄带隙半导体材料
基于宽带隙半导体材料，通过掺杂等手段，开发出具有优异性能 的高温、高频、高功率光电子器件。
多结太阳能电池材料
通过优化多结太阳能电池的结构和材料，提高光电转换效率，降 低成本，推动太阳能光伏产业的发展。
高亮度LED材料
利用高亮度LED材料，制造出高亮度、低色温、长寿命的LED器 件，满足照明、显示等领域的需求。
磷化铟基光电子材料的应用
磷化铟基光电子材料广泛应用于光纤通信、卫星通信、雷达等领域，如高速调制器、激光器等。
碳化硅基光电子材料及其应用
碳化硅基光电子材料
碳化硅是一种宽禁带半导体材料，具有高电子迁移率和高热导率等特点，适合用于高温和抗辐射光电 子器件的制造。
碳化硅基光电子材料的应用
碳化硅基光电子材料广泛应用于能源、航空航天等领域，如高温传感器、激光器等。
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分类
根据应用领域和功能特点，光电子材料可分为红外光电子材料、可见光光电 子材料、紫外光电子材料、X射线光电子材料等。
光电子材料的发展历程
第一阶段
20世纪初，光电子材料开始 起步，主要应用于军事和工业
领域，如雷达、激光器等。
电子材料导论复习
第一章1、电子材料的重要性;电子材料对元器件的促进2、根据物理性质：导电，电阻，半导体，超导体，电介质，光电子，磁性，敏感电子材料3、电子材料的影响因素4、同构晶体、同形晶体、固溶体、相变（分类-位移型、重构型）、缺陷的分类-电缺陷、几何缺陷5、分类（热致性液晶，溶致性液晶）、结构（向列相、胆甾相、近晶相）；表面原子的排列方式（弛豫，重构，超结构）；表面成分（偏析，耗尽，平衡偏析，非平衡偏析）；相界分类第二、三章1、厚膜导电材料：玻璃键合、氧化物键合，混合型，2、电阻产生的原因（纯金属，合金材料，薄膜电阻材料，合成型电阻材料，半导体电阻材料）、电阻温度系数3、线绕电阻材料、薄膜电阻材料、厚膜电阻材料第四章1、1986年LaBaCuO，35k，1987年，YBaCuO.90K，液氦到液氮温度2、迈斯纳效应、约瑟夫森效应；临界温度（Tc）-测量方法：电阻法，磁化率方法；相干长度、平均自由程、同位素效应，能隙，BCS理论第五章1、本征激发：半导体在热激发下产生自由电子和空穴的现象称为本征激发。
N型半导体：在纯净的硅晶体中掺入五价元素（如磷），使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了N型半导体。
P型半导体：在纯净的硅晶体中掺入三价元素（如硼），使之取代晶格中硅原子的位置，形成P型半导体。
施主杂质，受主杂质，多子，少子2、P-N结（形成，接触势垒伏安特性-单向导电、整流）3、半导体的光吸收（本征吸收，激子吸收，自由载流子吸收，杂质吸收，晶格振动吸收）半导体的光电导（光电导率，定态光电导及弛豫过程，光谱分布，复合和陷阱作用，杂质光电导），半导体的光伏效应4、半导体的霍尔效应（霍尔系数，霍尔角，霍尔迁移率）5、半导体的热电效应(塞贝克效应，珀耳帖效应，汤姆逊效应)6、元素半导体晶体（硅，锗）；化合物半导体及固溶体半导体（GaAs，InSb）第六章1、电偶极矩；极化强度；电极化的微观机制（电子云位移极化、离子位移极化、偶极子极化）2、铁电材料的特点（自发极化，随外加电场改向，电场撤去仍保留部分极化）；顺电相；电畴；电滞回线3、典型BaTiO3铁电性-1、钙钛矿结构；极化的形成（居里温度，四种铁电性晶系，三个极化轴；介电常数的温度特性-居里外斯定律；介电常数的居里点的突变；各向异性；热滞现象；改姓-移峰效应，压峰效应（展宽效应）4、压电效应（正压电效应、逆压电效应）；两元系（PbTiO3-PbZrO3）掺杂改性5、压电陶瓷性能表征（预极化、影响因素-温度、极化时间、极化电场大小）6、热释电效应、产生机理第七章1、光电效应的定义、光电子2、半导体发光机制-发光机理；辐射性复合（电子与空穴碰撞复合、通过杂质能级复合、激子复合）；非辐射性复合（阶段性放出声子，俄歇过程，表面复合）3、激光产生原理-（受激吸收跃迁，受激辐射跃迁（同频率，同方向，同位相，同偏振方向），自发性辐射跃迁，粒子数翻转，激光器组成；激光的特点-单色性、方向性、相干性4、光导纤维的原理（全反射、受光角、数值孔径，光损耗）；光导纤维的损耗（吸收损耗、散射损耗和辐射损耗）；光导纤维的色散（模式色散，材料色散、波导色散和极化色散）第八章1、磁矩，磁偶极子；磁畴；磁化机制2、磁性的分类-抗磁性（特点，磁化率为负值）、顺磁性（居里定律，居里外斯定律）、铁磁性（磁畴，畴壁，自发磁化，饱和磁化强度与饱、磁感应强度与温度的关系、曲线）、反铁磁性（奈尔温度对应最高的磁化率）、亚铁磁性；材料磁性的来源（电子轨道磁矩、电子自旋磁矩、原子核磁矩）3、磁滞回线（概念、剩磁、矫顽力；软磁材料、硬磁材料、半硬磁材料）；铁氧体；磁记录用薄膜永磁材料磁记录原理；写操作、读操作；4、铁电性与铁磁性的区别正负电荷中心的相对移动、原子轨道的取向；非对称性晶体结构、具有非饱和磁性电子壳层；居里点的转变对应了结构相变，熵的增加、居里点意味着电子磁矩取向的改变，即交换作用的破坏。
光电子材料和器件全
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光耦合器
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光调制器
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波分复用器
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光电子材料和器件的分类
——光电子材料的分类 ——光电子器件的分类
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光电子材料的分类
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1、固体激光材料 2、光学功能材料 3、光纤材料 4、光储存材料 5、光显示材料
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平板显示：相对于CRTБайду номын сангаас言的,一般指LOGO
厚度小于屏幕对角线1/4的
显示器.
优点：
1、器件的核心层厚度很薄,厚度可以 小于1毫米 2、没有视角问题,可在很大的角度内, 显示画面不失真 3、低温特性好 4、器件为全固态结构,无真空、液体 物质,抗震性好
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光伏发电：根据光生伏打效应原理LOG,O利
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光电子器件的分类
1、光源 2、调制器 3、光波导器件 4、光电探测器件 5、光成像器件 6、显示器件
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光电子 的
应用
及
发展
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光电子的应用
1、景观照明 2、激光打标,焊接,开孔 3、高帧频CMOS相机爆炸、姿态 4、光纤陀螺 5、星图定位 6、红外热成像云爆、温压 7、光幕靶、天幕靶弹丸定位、测速
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光波导器件 光纤
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调制器：波导调制器 、半导体调制器LOGO
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光探测器件辐射与测量、光电检测：光电LO二GO 极管
、雪崩光电二极管、光电三极管、光敏电阻、光电 池、CCD器件.
光电子技术与材料
光电子技术与材料一、介绍随着科技的进步和发展，光电子技术逐渐成为一种新型技术。
这种技术涉及到电子光谱学，光化学和相关的光学技术，不仅在通讯、计算机、医学领域内发展非常迅速，也在消费电子、汽车、安防等行业中有着着广泛的应用，同时导致高品质的光电子材料研制也变得非常重要。
二、光电子技术的发展历程光电子技术自二十世纪初以来已经发展了很长时间。
20世纪40年代，第一个激光器发明，为光电子技术的发展奠定了基础。
1958年，鲁比、戈达德和希密尼发明了MOSFET，奠定了微电子学的基础。
此后，人们不断发掘和研究新的光电子材料和技术，开发出了各种新型电子器件，例如LED、光电二极管、太阳能电池等，这些器件是现代电子工业可以发展的基础。
三、光电子技术的应用1. 通讯应用在通讯应用领域，光电子技术可用于高速数据传输、无线通讯、卫星通讯、光纤通讯等领域。
例如，在光纤通讯中，光纤将光通过光电子器件转换成电信号，然后将信号传输到另一个设备。
光电子技术也使得5G通信的实现成为可能，这是一种新型的、更快、更稳定的移动通信。
2. 计算机应用在计算机应用领域，光电子技术可以制造用于计算和储存数据的设备，例如光纤硬盘、光学存储器等。
这些设备不仅速度快，而且可以大幅提高存储能力和削减设备尺寸。
3. 医学应用在医学应用领域，光电子技术主要用于医学成像、药物释放和诊断技术。
例如，手术中的光学相干成像（观察人体组织）、激光治疗（去除皮肤斑点或纹身）、光动力疗法（用光和化学药物治疗癌症）等。
4. 安防应用在安防应用领域，光电子技术可以用于照明、视频监控、生物识别等领域。
例如，在视频监控中，近红外成像技术可以帮助警方识别黑暗中的对象。
四、光电子材料的分类光电子材料是指用于制造光电子元器件的材料，可以按照不同的分类方式进行分类。
常见的分类方式有：1.分类方式基于化学元素和化学特征。
例如，半导体材料、电极材料、光吸收材料、透明导体材料等。
2.分类方式基于物理特征。
电子材料导论复习
电子材料导论1.压电效应答：（1）当在某一特定方向对晶体施加应力时，在与应力垂直方向两端表面能出现数量相等，符号相反的束缚电荷—正压电效应（2）当一块具有压电效应的晶体置于外电场中，由于晶体的电极化造成的正负电荷中心位移，导致晶体变形，形变量与电场强度成正比—逆压电效应。
2.电畴答：具有自发极化的晶体中存在一些自发极化取向一致的微小区域。
3.霍尔效应答：在一块半导体某一方向上加有电场，并在垂直方向上加有磁场，在两种外力作用下，载流子的运动发生变化，结果在半导体的两端产生一横向电场，其方向同时垂直于电流和磁场。
4.平衡载流子答：载流子的产生和复合两个相反过程建立起动态平衡，这种状态下的载流子为平衡载流子。
5.非平衡载流子答：当用电子能量大于该半导体禁带宽度的光照射时，光子的能量传给了电子，使价带中的电子跃迁到导带，从而产生导带的自由电子和价带的自由空穴，即非平衡自由载流子。
6.辐射性复合答：由于电子与空穴的复合以光能的形式辐射能量。
（1）电子和空穴由于碰撞而复合（2）通过杂质能级的复合（3）激子复合7.非辐射性复合答：由跃迁能量转换为低能声子而形成。
（1）阶段性的放出声子的复合（2）俄歇过程（3）表面复合8.固体电解质答：具有离子导电性能的固体物质。
9.功能材料答：指除强度性能外，还有其特殊功能，或能实现光、电、磁、热力等不同形式的交互作用和转换的非结构材料。
10.发光材料答：在各种类型激发作用下能产生光发射的材料。
11.玻璃键合答：在厚膜导电材料中含有玻璃，通过离子的相互渗透作用使它的基片表面形成键合，这种键合类型称为玻璃键合。
12.氧化物键合答：在厚膜导电材料中含有金属氧化物，通过离子的相互渗透作用使它的基片表面形成键合，这种键合类型称为氧化物键合。
13.负温度系数（NTC）热敏材料答：将电阻率随温度升高而下降的材料，称为负温度系数材料，简称NTC材料。
P38414.正温度系数（PTC）热敏材料答：将电阻率随温度升高而增大的材料，称为正温度系数材料，简称PTC材料。
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难点
半导体物理及器件基础 集成电路基本工艺技术
2013-1-16 4
基本概念：半导体、本征半导体、本征 激发、N型半导体、P型半导体、半导体掺 杂、内建电场等
理解并掌握本课程所学半导体物理及器 件的基础知识
了解集成电路发展历史、现状、分类、 发展方向及面临的问题
2013-1-16 5
2013-1-16
21
了解阴极射线的本质，掌握阴极射线致发 光的过程。掌握CRT结构、发光过程、工作 原理，掌握VFD的结构和发光原理，FED的 发光机理及特点 掌握电致发光的概念， 掌握粉末电致发 光器件和薄膜电致发光器件的结构。 掌握LED工作原理，了解LED发光的特点
掌握OLED的结构、发光机理和发光过程
2013-1-16
13
基本概念：磁化曲线、磁滞回线、磁泡、巨磁电 阻效应。 掌握磁存储工作原理和磁存储系统的组成，了解 几种磁存储材料。 了解半导体存储器分类，掌握可擦除可编程ROM 的工作原理。
2013-1-16
14
了解光存储器分类，掌握CD-ROM制作 过程和读盘原理， 了解各种一次型光盘存储介质和记录 方式 了解MO磁光盘和PC相变盘的写入、读 出和擦除原理
2013-1-16 8
掌握三能级系统和四能级系统的能级结构 简图，理解粒子在两种能级系统中的跃迁过 程。 了解激光器的分类和激光工作物质的分类。 掌握固体激光器的基本结构，了解固体工 作物质的分类和泵浦方式，了解固体激光工 作物质的构型。 了解常用的几种激光器，了解激光材料的 制备方法，了解激光器的应用。
2013-1-16 15
信息传输材料
重点
光纤中光的传输原理 光纤的传输特性 石英光纤的制备工艺过程，传 输特性 光纤中光的传输原理 光纤的色散特性 光纤的损耗特性
2013-1-16 16
难点
基本概念：光纤尺寸、数值孔径、相 对折射率差、归一化频率、截止波长、 模式色散、材料色散、波导色散、极化 色散、本征吸收、瑞利散射等。 了解光纤的发展历史-1-16
17
掌握光纤中光传输的全反射原理。 理解光纤的色散特性：几种色散类型的 定义、区别和对光纤色散的影响程度。 理解光纤的损耗特性：光纤损耗的分类 及各种损耗的形成机理，减少光纤损耗的 途径等。
2013-1-16
18
了解光纤的分类：折射率分布、传输模式数 目、传输光的偏振态和光纤材料 理解并掌握石英光纤的制备工艺、特点、色 散和损耗特性。 了解塑料光纤的特点及制备工艺。
2013-1-16 9
信息传感材料
重点
热敏传感材料 力敏传感材料 光敏传感材料
难点
各种传感器的工作原理
2013-1-16
10
基本概念：传感器、电阻-应变效应、 压阻效应、压电效应、热电效应、热释电 效应、外光电效应、内光电效应、光电导 效应、本征光电导、非本征光电导、光生 伏特效应、霍尔效应等。
了解传感器的定义、组成和分类。
理解并掌握电阻应变材料的原理、结构 和相关材料，了解半导体压阻材料和压电 材料的工作原理。
2013-1-16 11
掌握热电偶的工作原理，几个基本定律。掌握半导 体热敏电阻工作原理，分类及相关材料。了解热敏传 感材料分类，双金属温度计工作原理，热释电传感器 工作原理。
光电子材料总复习
2013-1-16
1
绪论 微电子材料基础
光电子材料基础
信息传感材料 信息存储材料 信息传输材料 信息显示材料
2013-1-16 2
绪论
了解信息技术定义、分类 了解材料的重要性和信息材料的发展状 况
2013-1-16
3
微电子材料基础
重点
半导体物理及器件基础 集成电路的基本工艺技术 各种衬底材料
2013-1-16 22
了解等离子体的概念，掌握等离子发 光原理和等离子体发光器件的基本结构。
掌握液晶分子的结构特点和液晶的 分类，了解几种液晶材料。 了解液晶显示的优缺点。
2013-1-16 23
感谢各位！
祝考试顺利！
2013-1-16
24
难点
激光的基本原理 各种激光的能级跃迁
2013-1-16 7
基本概念：自由载流子吸收、杂质吸收、激 子吸收、自发辐射、受激吸收、受激辐射、粒 子数反转、泵浦（激励）、激光工作物质、禁 带宽度、费米能级、自终止跃迁方式等。 理解半导体的光学性质 了解激光器的产生及国内外的发展历史。 理解激光产生的过程，掌握激光器必须的基 本组成部分及各部分的作用，掌握激光的特性。
掌握各种光电效应和光电探测器件，了解各种半导 体探测器材料。 理解并掌握CCD的基本结构、功能和工作过程。 掌握磁敏传感材料、气敏传感材料、湿敏传感材料 工作原理，了解光纤传感器和生物传感器工作原理
2013-1-16 12
信息存储材料
重点
各种存储材料的存储原理
难点
各种存储材料的存储原理
理解并掌握集成电路的基本工艺过程 掌握集成电路的各种衬底材料，主要是 硅材料和绝缘层上硅材料。 了解栅结构材料、互连材料、钝化层材 料和封装材料等集成电路材料的发展历史 和优缺点。
2013-1-16
6
光电子材料基础
重点
半导体光学性质 激光的基本原理和特性 激光器的组成 激光材料
了解红外光纤、液芯光纤等几种光纤的特性
了解通信电缆材料和微波电缆材料
2013-1-16 19
信息显示材料
重点
发光机理及特点 各种显示器件的结构和工作原理
难点
各种显示器件的结构和工作原理
2013-1-16
20
基本概念：分立发光、复合发光、发光效 率、光度效率、余辉时间、场致发光、敏化剂、 猝灭剂、激活剂、阴极射线致发光、等离子体、 溶致液晶、热致液晶、向列型液晶、近晶型液 晶、胆甾型液晶、电光效应。 掌握分立发光和复合发光的概念，了解发 光特性。