光电子技术yr版
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我国政府也十分重视光电子技术和产业的 发展，已将它列入国民经济优先发展的领 域，把光电子产业列为国家重点发展计划 。
继王大恒等4位科学家倡导的“863”计划之
后，又开展了“973”计划，这两个高科技计
划的重点是光电子产业。
20世纪下半叶，激光及其相关技术的发展显示 出极大的优越性。
光子：也是信息和能量的载体。
光子携带信息：非接触、高精度地检测，光 信息的传输、探测、处理、显示、存储……
信息容量
光子 光频 1014 Hz
电子 微波 1010 Hz
响应能力
10-15 S, Tb/s
10- 9 S, Gb/s
互连与并行能力 存储能力
天然优势
无
三维存储，Tb/cm3 一、生和携带巨大能量；可进行高强度、超 精细的加工；激光武器；激光医疗……
1970年，荷兰科学家Poldervaart首次提出
“光子学”。 国际科技界普遍认为：
21世纪将是光子学世纪：光子学—光子技术— 光子产业。 然而，目前实用的光子器件集成度还很低，以光控 光还比较困难，而电子技术在这些方面早已成熟。 现阶段必须同时并用光子和电子，发挥它们各自的
●太阳能电池 ●光纤 光缆；集束光纤(图像光纤；光波导)等。
●光连接器 ●光无源器件 光隔离器；光衰减器；光合波分波器；光分路耦合器； 其它光无源器件（滤波器等）。
●光电路元器件 光开关；光调制器；光偏振器等。 ●其他光学元器件 光学IC；微型光学元器件等
（2）光学仪器、设备（以光学元器件为 主的仪器、设备）
课程简介 ：
本课程介绍光电子技术的理论和应用基础； 介绍光电子系统的光源、光调制、光探测、 光存储、光显示等器件原理、结构、应用技 术和新的发展 。进入21世记，光电子技术 发展迅速，在人类生产和生活中展现辉煌。 本课程特别选择对人类社会有重大影响的信 息、能源、公安国防、生物医学等领域，介 绍光电子技术的重要作用；介绍发展中的纳 米光电子技术，反映光电子科学与技术的发 展前沿。
光电子技术第二章1 90页PPT文档
1、拉曼-纳斯衍射
◆声行波中的声光衍射 略去对时间的依赖关系，这样沿x方向的折射率分布
可简化为：
n(x)n0 nsiks n x
式中n0为平均折射率；n 为声致折射率变化。
由于介质折射率发生了周期性变化，所以会对入射光波 的相位进行调制。
图4-13 垂直入射情况
平面光波垂直入射时，出射光波不再是单色平面波， 而是一个相位被调制了的光波．其等相面是由函数n(x) 决定的折皱曲面，其光场可写成：
对气溶胶而言，主要考虑米氏散射。
D=0.0001um
D=0. 1um
D=1um
(1)晴朗、霾、雾大气的衰减 【大气能见度】
色温为2700k的白炽灯光源发出的平行光束在大气中传 输衰减到出射时的5%时，传输的距离。
由Koschmeider(1924)提出的大气水平能见度公式：
V ln 3.912
*应变、应力及弹性性质
1．一维应变
这一段弦的应变为：
2．二维应变
3应力张量
*某一体元所受的力分为两种类型:
一种是：作用在整个体元上的力，其数值正比于体元的体 积，称为彻体力(例如重力)；另一种是从体元周围的物体 作用于体元表面上的力，其数值正比于体元表面的面积， 这种力称为应力。
应力的标记方法：
晶体中的传可分为两种形 态：①晶体受外力作用时产生形变，当撤去外力 后，晶体仍能恢复到初始状态②晶体受外力作用 时产生形变，当撤去外力后，晶体仍能恢复到初 始状态而是保持在一种新的准平衡位置上，即发 生了永久形变。前者称为弹性变形，后者称为范 性变形
2.2.1 晶体的弹性性质
• 分子散射理论是瑞利（Rayleigh）在试图解释天空为何呈现蓝色这 样一个问题时提出的。
《光电子技术基础》(第二版)Chap
当光照射在物质上时，物质吸收光能并释放电 子的现象。
光电效应分类
包括外光电效应、内光电效应和光生伏特效应。
光电效应原理
光子能量大于物质禁带宽度时，光子被吸收并使电子从价带跃迁至导带，形成 光电子。
光电器件的工作原理
光电子发射
当光照射在物质上时，电子从物质表面逸出的现 象。
光生电流
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ光电器件受到光照时，产生光生电流的原理。
激光的波长与颜色
激光的波长取决于所使用的物质， 不同的物质产生不同波长的激光， 因此激光可以有多种颜色。
激光器的种类与结构
固体激光器
固体激光器使用固体材料作为增益介质，常见的有晶体和玻璃激光器。 其结构包括增益介质、泵浦源和光学谐振腔等部分。
气体激光器
气体激光器使用气体作为增益介质，常见的有氦氖激光器和二氧化碳 激光器。其结构包括放电管、反射镜和光学谐振腔等部分。
光通信系统的组成与原理
1 2
光源
用于产生光信号，常用的光源有激光器和发光二 极管。
光调制器
将电信号转换为光信号，常用的调制方式有直接 调制和间接调制。
3
光纤
传输光信号的介质，具有低损耗、高带宽等优点。
光通信系统的组成与原理
光检测器
将接收到的光信号转换为电信号，常用的检测器有光电二极管和 雪崩光电二极管。
射。
光的干涉与衍射
光的干涉
01
两束或多束相干光波在空间相遇时，会因相位差叠加产生干涉
现象。
光的衍射
02
光波在传播过程中遇到障碍物时，会绕过障碍物边缘产生衍射
现象。
干涉与衍射的应用
03
干涉和衍射现象在光学仪器、通信等领域有广泛应用，如干涉
光电子技术全套课件
光电子技术精品课程
§3 纵模的概念
光电子技术精品课程
§3 纵模的概念
光电子技术精品课程
§4 光腔的损耗
开腔的损耗及其描述
光子在腔内的平均寿命
无源谐振腔的Q值 无源腔的本征振荡模式带宽
光电子技术精品课程
§4 光腔的损耗
光电子技术精品课程
§4 光腔的损耗
光电子技术精品课程
§4 光腔的损耗
光电子技术精品课程
光电子技术精品课程
§5 开腔模式的物理概念及分析方法
光电子技术精品课程
§5 开腔模式的物理概念及分析方法
光电子技术精品课程
§5 开腔模式的物理概念及分析方法
光电子技术精品课程
§5 开腔模式的物理概念及分析方法
光电子技术精品课程
§5 开腔模式的物理概念及分析方法
光电子技术精品课程
§5 开腔模式的物理概念及分析方法
光电子技术 精品课程
电子科学与技术 精密仪器与光电子工程学院
光电子技术 精品课程
激 光 原 理
第二章 光腔理论的一般问题
电子科学与技术 精密仪器与光电子工程学院
§1 腔与模
光腔的构成和分类
模的概念
腔的作用
光电子技术精品课程
§1 腔与模
光电子技术精品课程
§2 共轴球面腔的稳定性条件
传输矩阵
共轴球面腔的稳定性条件
§7 方形镜共焦腔的自再现模
光电子技术精品课程
§8 方形镜共焦腔的行波场
厄米 - 高斯光束
振幅分布和光斑尺寸
模体积
等相位面的分布
远场发散角
光电子技术精品课程
§8 方形镜共焦腔的行波场
光电子技术精品课程
《光电子技术》全册完整教学课件
欧洲光电子技术发展
• 发展概况：
法国：1997年，法国开始制定光电子技术发展计 划。2001年，法国在巴黎南郊阿尔卡特尔公司的 马尔库西斯研究中心内，建立了欧洲唯一的国家 级光电子研究基地——光谷。 德国：政府已确定光子学是本世纪初“对保持德 国在国际技术市场上的先进地位至关重要的关键 技术之一”。 欧盟：2004年1月，由五家欧洲公司发起，成立 了欧洲光电产业联盟（EPIC），旨在推动欧洲光 电产业的发展，提高经济和技术两方面能力，应 对全球光电产业的竞争。
电子领域世界的翘楚，比如富士通、日立、松下、
三洋、NEC(日本电气股份有限公司)、NTT(日本
电报电话公司)。对日本光电子产业的中长期需求
预 测 结 果 显 示 ， 2010 年 ， 日 本 国 内 生 产 需 求 为
122000亿日元，1995-2010年度的平均年增长率
为10.1%。
2022/2/28
• 第三次（始于20世纪中叶） 以原子能技术、航天技术、电子计算机、通信技 术的应用为代表， 开创了人类信息时代
2022/2/28
信息技术的发展趋势
• 第一阶段——电子信息技术 电子信息技术：主要研究电子的特性与行为及其 在真空或物质中的运动与控制。以半导体器件为 代表的微电子技术是信息社会的第一次重大革命 （微型化） 其特征是：信息的载体是电子 代表：半导体，计算机等
• 课程分为理论教学（38学时）与实验教学（10学 时）两部分，重视知识性内容与实践环节的融合 ，旨在拓宽学生在光学、电子学及光电子学等领 域的知识面，培养学生跟踪新理论、新技术的思 维。
2022/2/28
光电子技术的主要内容
光产生：产生光源
光调制： 将信息加载到光源
最新光电子技术课件ppt2[1]教学讲义ppt
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14
I I 1 I 2 2I 1 I 2c os
• 非相干光源
co s0
I = I 1 + I 2 —非相干叠加
• 完全相干光源 co s co s
▲相长干涉（明） 2k,
I I m I a 1 x I 2 2 I 1 I 2
▲相消干涉（暗） (2 k 1 ) ,
光电子技术课件ppt2[1]
光子的相干性和光子简并度
相格的空间体积===========相干体积？ 结论：
1、相格空间体积以及一个光波模式或光子态占有的 空间体积都等于相干体积。
2、属于同一量子态的光子或同一模式的光波是相干 的，不同量子态的光子或不同模式的光波是不相干 的。
3、模式、光子的量子态、相干体积、相格等价
（1）基于晶体双折射原理起偏 （2）布儒斯特角起偏
这是利用光在界面上的反射与吸收过程获得偏振光的一种方式：
n1 ····i i ····
n2
r·
自然光反射和折射 后产生部分偏振光
n·1 ···i0
线偏振光
i0····S
n2
r0
·
起偏振角
2021/3/12
光电子技术与应用
12
i i = 0 时，反射光只有S分量 i0 r0 900 i 0 — 布儒斯特角或 起偏角
I I m I i1 n I 2 2I 1 I 2 (k= 0,1,2,3…)
2. 条纹衬比度（对比度，反衬度）
V ImaxImin Imax Imin
2021/3/12
光电子技术与应用
15
一. 双缝干涉 单色光入射
px x
dd
r1 r1
·p x x
rr22
张永林第二版《光电子技术》课后习题答案解析.doc
1.1可见光的波长、频率和光子的能量范围分别是多少？波长：380~780nm 400~760nm频率：385T~790THz 400T~750THz能量：1.6~3.2eV1.2辐射度量与光度量的根本区别是什么？为什么量子流速率的计算公式中不能出现光度量？为了定量分析光与物质相互作用所产生的光电效应，分析光电敏感器件的光电特性，以及用光电敏感器件进行光谱、光度的定量计算，常需要对光辐射给出相应的计量参数和量纲。
辐射度量与光度量是光辐射的两种不同的度量方法。
根本区别在于：前者是物理（或客观）的计量方法，称为辐射度量学计量方法或辐射度参数，它适用于整个电磁辐射谱区，对辐射量进行物理的计量；后者是生理（或主观）的计量方法，是以人眼所能看见的光对大脑的刺激程度来对光进行计算，称为光度参数。
因为光度参数只适用于0.38~0.78um的可见光谱区域，是对光强度的主观评价，超过这个谱区，光度参数没有任何意义。
而量子流是在整个电磁辐射，所以量子流速率的计算公式中不能出现光度量.光源在给定波长λ处，将λ～λ+d λ范围内发射的辐射通量dΦe，除以该波长λ的光子能量hν，就得到光源在λ处每秒发射的光子数，称为光谱量子流速率。
1.3一只白炽灯，假设各向发光均匀，悬挂在离地面1.5m的高处，用照度计测得正下方地面的照度为30lx，求出该灯的光通量。
Φ=L*4πR^2=30*4*3.14*1.5^2=848.23lx1.4一支氦-氖激光器（波长为632.8nm）发出激光的功率为2mW。
该激光束的平面发散角为1mrad,激光器的放电毛细管为1mm。
求出该激光束的光通量、发光强度、光亮度、光出射度。
若激光束投射在10m远的白色漫反射屏上，该漫反射屏的发射比为0.85，求该屏上的光亮度。
1.6从黑体辐射曲线图可以看书，不同温度下的黑体辐射曲线的极大值处的波长随温度T 的升高而减小。
试用普朗克热辐射公式导出式这一关系式称为维恩位移定律中，常数为2.89810-3m K。
光电子技术(2)(激光技术)
③ 鉴频器的类型：以原子谱线本身作为鉴频器以外界标准 频率做鉴频器
光电子技术精品课程
蓝姆凹陷稳频
❖ 稳频原理： 1.蓝姆凹陷：对非均匀加宽激光介质，激光器输出的
功率（或光强）在中心频率处最小。
2.结构和原理：
谢谢大家！
❖
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.10.2120.10.21Wednes day, October 21, 2020
❖
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。23:03:3323:03:3323:0310/21/2020 11:03:33 PM
❖
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.2123:03:3323:03Oc t-2021- Oct-20
❖ 为了达到稳频的目的，要求激光输出的强度除了频 率的漂移造成的光强度变化之外，其他因素造成的 光强变化应该尽力避免。如放电电流、电压变化造 成的光强变化，否则干扰频率的稳定－甚至无法稳 频。
❖ 为了排除其他因素造成的激光强度变化采取的措施： 1.激光器的电源加稳压稳流装置。激光强度稳定到n％ 2.采用稳定激光强度控制装置。
❖
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。下 午11时3分33秒 下午11时3分23:03:3320.10.21
❖
一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.10.2120.10.2123:0323:03:3323:03:33Oc t-20
❖
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年10月21日 星期三11时3分 33秒 Wednesday, October 21, 2020
光电子技术PPT 1.2节
6.色温；相关色温的概念
• 为了表示一个热辐射光源所发出光的光色性质，常用 到色温这个量，单位为K。 • 色温：绝对黑体的温度决定了它的辐射光谱分布，以 黑体作为标准光源，其他热辐射光源所发射光的颜色 如果与黑体在某一温度下的辐射光的颜色相同，则黑 体的这一温度称为该热辐射光源的色温。 • 相关色温：如果热辐射光源发光的颜色与任何温度下 的黑体辐射光的颜色都不相同，就以与发光颜色最相 近的黑体温度作为它的相关色温。
v K m V ( ) e ( )d
0
4）光出射度 M v 与光亮度 B v dv Mv 单位：lm /m2
dS
Bv
d v
2
d S co s d
dIv d S co s
单位： cd/m2
实用单位：sb(熙提) 1sb = 104cd/m2
例1-1 已知某He-Ne激光器（波长为632.8nm) 的输出功率为3mW，试计算其发出的光通量为多少lm？
• 黑体处于温度T时，单色辐射出射度为：
M B ( , T ) C 1 [exp( C 2 T ) 1]
5
其中：
C 1 2 hc
2
Planck公式
3 . 74 10
16
(W m )
2
C 2 hc k 1 . 43 8 10
2
(m K )
表明：当绝对黑体的温度升高时， M B max 向短波（高频）方向移动。
绝对黑体的温度决定了它的 辐射光谱分布
根据此定律，只要知道了黑体的温度，就能直接 得到黑体最大辐射出射度对应的峰值波长。 绝对黑体温度与辐射出射度峰值波长对应值
黑体绝对 温度（K） 辐射峰值 波长 （m）
光电子技术第二章第二节PPT
2、 频域波动方程
在时谐条件下:
E( x, y, z, t ) E( x, y, z)eit
H ( x, y, z, t ) H ( x, y, z)eit
应用:
j
t
2 t 2
2
对于高频低电导无源材料,得到
2E n2 2E 0， 2H n2 2H 0
折射率表示为:
n c
r r
除铁磁性介质外,大多数介质得磁性都很弱,可以认为μr≈1。
z0由激光器的结构和参数所决定， 已知 z0，就可以求出所有其它参数。
图 2-28 高斯光束得扩展
2、 基模高斯光束基本特征:
1.光强与光功率
任何位置的光强都是径向距离的高斯函数，在轴上光强
最大，随着离轴距离的增加，光强按指数规律下降。
在 (z) 处，光强下降到轴上的 1 / e2 。
I(,
E
eE0
cos(t
kz)
eE0
cos
t
z v
eE0
cos2
t T
z
或者:
E eE0 cos(t k r )
(2) 单色平面光波得复数表示
为便于运算,经常把平面简谐光波得波函数写成复数形式。
例如
E
E e i(t kz) 0
或E E0e ikr
采用这种形式,可以用简单得指数运算代替比较繁杂得三角
(2)均匀性
P
与
E
的关系与位置无关，P在任0何 一 E处的极化率都是常数
(3)各P 向与同E 性的关系与矢量
E(r ,
t)
的取向无关，E
与
P平行
2 电介质得分类
(1)简单电介质 线性,均匀,各向同性,非色散。
光电子技术基础知识.doc
光电子技术根底知识
什么是光电子技术呢？收集知道或者学习了哪些光电子技术根底知识？
光电子技术根底知识：光源选择的根本知识
判断机器视觉的照明的好坏，首先必须了解什么是光源需要做到的！显然光源应该不仅仅是使检测部件能够被摄像头"看见"。
有时候，一个完整的机器视觉系统无法支持工作，但是仅仅优化一下光源就可以使系统正常工作。
好的光源需要能够使你需要寻找的特征非常明显，除了是摄像头能够拍摄到部件外，好的光源应该能够产生最大的比照度、亮度足够且对部件的位置变化不敏感。
光源选择好了，剩下来的工作就容易多了！
机器视觉应用关心的是反射光（除非使用背光）。
物体外表的几何形状、光泽及颜色决定了光在物体外表如何反射。
机器视觉应用的光源控制的诀窍归结到一点就是如何控制光源反射。
如何能够控制好光源的反射，那么获得的图像就可以控制了。
因此，在机器视觉应用中，当光源入射到给定物体外表的时候，明白光源最重要的方面就是要控制好光源及其反映。
光源的位置：既然光源按照入射角反射，因此光源的位置对获取高比照度的图像很重要。
光源的目标是要到达使感兴趣的特征与其周围的背景对光源的反射不同。
预测光源如何在物体外表反射就可以决定出光源的位置。
均匀的光源会补偿物体外表的角度变化，即使物体外表的几何形状不同，光源在各局部的反射也是均匀的。
一般目的的照明：通用照明一般采用环状或点状照明。
环灯是一种常用的通用照明方式，其很容易安装在镜头上，可给漫反射外表提供足够的照明。
光电子技术第二版答案
光电子技术第二版答案【篇一：光电子技术第三版安毓英刘继芳等著习题答案完整版】径为rc的圆盘中心法线上，距盘圆中心为l0处有一个辐射强度为ie 的点源s，如图所示。
试计算该点源发射到盘圆的辐射功率。
d?ed?，解：因为rcdsd??2??sin?d?d??2??1?cos??0r且 ??l0??2??1??l02?rc2?????l0?? 所以?e?ied??2?ie1?2?l0?rc2???ie?第1.1题图2. 如图所示，设小面源的面积为?as，辐射亮度为le，面源法线与l0的夹角为?s；被照面的面积为?ac，到面源?as的距离为l0。
若?c为辐射在被照面?ac的入射角，试计算小面源在?ac上产生的辐射照度。
die?arcos?r 解：亮度定义:d?强度定义:ie?ed?可得辐射通量：d?e?le?ascos?sd?le?第1.2题图?accos?cl02d?l?acos?cosc则在小面源在?ac上辐射照度为：ee?e?es2sdal0在给定方向上立体角为：d??3.假如有一个按朗伯余弦定律发射辐射的大扩展源（如红外装置面对的天空背景），其各处的辐亮度le均相同，试计算该扩展源在面积为ad的探测器表面上产生的辐照度。
答：由le?acos?d?得d??led?dacos?，且d??d 22l?rd?dacos??2则辐照度：ee?le?0lrdrl2?r220?2?d???le4. 霓虹灯发的光是热辐射吗？不是热辐射。
霓虹灯发的光是电致发光，在两端放置有电极的真空充入氖或氩等惰性气体，当两极间的电压增加到一定数值时，气体中的原子或离子受到被电场加速的电子的轰击，使原子中的电子受到激发。
当它由激发状态回复到正常状态会发光，这一过程称为电致发光过程。
6. 从黑体辐射曲线图可以看出，不同温度下的黑体辐射曲线的极大值处的波长?m随温度t的升高而减小。
试由普朗克热辐射公式导出 ?mt?常数。
答：这一关系式称为维恩位移定律，其中常数为2.898?10-3m?k。
张永林第二版《光电子技术》课后习题答案
1.1可见光的波长、频率和光子的能量范围分别是多少？ 波长：380~780nm 400~760nm 频率：385T~790THz 400T~750THz 能量：1.6~3.2eV1.2辐射度量与光度量的根本区别是什么？为什么量子流速率的计算公式中不能出现光度量？ 为了定量分析光与物质相互作用所产生的光电效应，分析光电敏感器件的光电特性，以及用光电敏感器件进行光谱、光度的定量计算，常需要对光辐射给出相应的计量参数和量纲。
辐射度量与光度量是光辐射的两种不同的度量方法。
根本区别在于：前者是物理（或客观）的计量方法，称为辐射度量学计量方法或辐射度参数，它适用于整个电磁辐射谱区，对辐射量进行物理的计量；后者是生理（或主观）的计量方法，是以人眼所能看见的光对大脑的刺激程度来对光进行计算，称为光度参数。
因为光度参数只适用于0.38~0.78um 的可见光谱区域，是对光强度的主观评价，超过这个谱区，光度参数没有任何意义。
而量子流是在整个电磁辐射，所以量子流速率的计算公式中不能出现光度量.光源在给定波长λ处，将λ～λ+d λ范围内发射的辐射通量 d Φe ，除以该波长λ的光子能量h ν，就得到光源在λ处每秒发射的光子数，称为光谱量子流速率。
1.3一只白炽灯，假设各向发光均匀，悬挂在离地面1.5m 的高处，用照度计测得正下方地面的照度为30lx ，求出该灯的光通量。
Φ=L*4πR^2=30*4*3.14*1.5^2=848.23lx1.4一支氦-氖激光器（波长为632.8nm ）发出激光的功率为2mW 。
该激光束的平面发散角为1mrad,激光器的放电毛细管为1mm 。
求出该激光束的光通量、发光强度、光亮度、光出射度。
若激光束投射在10m 远的白色漫反射屏上，该漫反射屏的发射比为0.85，求该屏上的光亮度。
32251122()()()6830.2652100.362()()22(1cos )()0.3621.15102(1cos )2(1cos 0.001) 1.4610/cos cos cos 0()0.3v m e v v v v v v v vv v vK V lm d I d S RhR R I cddI I I L cd m dS S r d M dS λλλλλππθλπθπθθπλ-Φ=Φ=⨯⨯⨯=Φ∆Φ==Ω∆Ω∆∆Ω===-∆Φ===⨯--∆∆====⨯∆Φ==52262 4.610/0.0005lm m π=⨯⨯'2'''222''2'2'100.0005(6)0.850.850.85cos 0.85155/cos 2v vvv v v v v l m r mP d r M E L dS lr L d dM l L cd m d dS d πθπθπ=>>=Φ===⋅⋅Φ====ΩΩ1.6从黑体辐射曲线图可以看书，不同温度下的黑体辐射曲线的极大值处的波长随温度T 的升高而减小。
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23、拉曼——纳斯衍射：①超声波频率较低②声光互作用长度较短③形成与入射方向对称分布的多级衍射光④同级次衍射光的强度相等。
布喇格衍射：①声波频率较高②声光作用长度L较大③各高级次衍射光将互相抵消，只出现0级和+1级衍射光35、所谓光子效应，是指单个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。
和光热效应的区别为：光子效应①是指单个光子的性质②对光波频率表现出选择性③响应速度较快；光热效应①与单个光子的性质无关②对光波频率没有选择性③响应速度较慢且容易受环境温度变化的影响。
9、激光的特性：强度高、相干性好、方向性好、单色性好。
受激辐射是激光器的基础。
激光的产生条件：泵浦原(激励源，将粒子从低能级抽运到高能级态的装置)、谐振腔（是激光具有极好的方向性和单色性；增强放大作用）、工作物质（在这种介质中可以试想栗子数反转）。
18、根据大气分子的选择吸收特性，一般把近红外区分成8个区段，将透过率较高的波段称为“大气窗口”。
19、波长越长，散射越弱，波长越短，散射越强烈。
1、电磁波的性质：①电磁波是横波。
②具有偏振特性。
③空点各点E和H都作周期性变化，而且相位相同④⑤电磁波在真空中传播的速度为，介质中的传播速度为。
2、电磁波谱：按照频率或波长的顺序把这些电磁波排列成图表。
（波长越长，频率越低，穿透力越弱，绕射性能比较好）3、光辐射：以电磁波形式或粒子形式传播的能量及其传播过程。
4、可见光是波长在390nm~770nm范围的光辐射，人眼的主观感觉依波长从长到短表现为红橙黄绿青蓝紫5、区别：辐射度学适用于整个电磁波段，光度学只适用于可见光波段。
6、黄绿色最清楚：在辐射频率540×10HZ(波长555nm)处，K有最大值，其数值为K=683lm/W。
7、黑体的单色辐射出射度的波长分布：①单~度随波长连续变化且只有一个峰值，对应不同温度的曲线不相交②单~度和辐射出射度均随温度的升高而增大③单~度的峰值随温度的升高而增大8、色温度：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。
色温高代表蓝、绿光成分多些，色温低则表示橙、红光的成分多些。
10、光合物质原子相互作用过程包含原子的自发辐射跃迁、受激辐射跃迁和受激吸收跃迁三种过程。
11、腔的损耗：①几何偏折损耗②衍射损耗③腔镜反射不完全引起的损耗④材料中的吸收损耗。
12、激光器的激励方式：光激励、电激励、（光电常用）热激励、化学激励和核激励等多种方式。
13、常见的气体激光器：He-Ne激光器、Ar+激光器、CO2激光器。
固体激光器特点：功率大、连续可调，但谱线较宽。
14、半导体二极管激光器（LD）：体积小、寿命长、输出功率大、效率高，可采用简单的电流注入方式泵浦。
半导体激光器以半导体材料为工作物质，其能带结构由价带、禁带和导带组成。
15、吸收和散射的总效果使传输光辐射强度衰减。
16、大气衰减是由分子的散射和吸收以及大气溶胶的吸收和散射。
17、大气分子的吸收：光波在大气中传播时，大气分子在光波电场的作用下产生极化，并以入射光的频率做受迫振动。
所以为了克服大气分子内部阻力要消耗能量，变现为大气分子的吸收。
20、二次电光效应或克尔效应：Δn=n-n0=c1E+c2E2+...式中c1和c2为常量，n0为未加电场时的折射率。
式中第一项称为线性电光效应或泡克耳效应。
第二项是电场的二次项，称为二次电光效应或克尔效应。
21、电光相位延迟的两种方式：一种是电场方向与光束在晶体中的传播方向一致，称为纵向电光效应。
另一种是电场与光速在晶体中的传播方向垂直，称为横向电光效应。
22、半波电压：当光波两个垂直分量的光程差为半个波长时所需加的电压由晶体的电光系数和折射率决定24、法拉第旋转效应：ψ=αL =V（尔德常数）H（磁场强度）L（晶体长度）25、光纤：是一种能够传输光频电磁波的介质波导，由纤芯，包层和护套三部分组成。
26、光纤波导的弱导条件：Δ≈(n1-n2)/n1意义：实际使用的光纤，特别是单模光纤，其掺杂浓度都很小，使纤芯和包层只有很小的折射率差。
其意义是，很小的折射率差就能构成良好的光纤波导结构。
27、光纤的分类：单模光纤和多模光纤，其区分是归一化率V＜2.405为单模28、光纤的衰减：它是光纤的重要指标，它表明光纤对光能的传输损耗，对光纤通信系统的传输距离起决定性的影响。
衰减主要有两种来源：吸收损耗、散射损耗。
29、光纤的色散会使脉冲信号展宽，脉冲信号展宽会限制光纤的带宽及其传输容量。
波长在1.31nm附近的展宽最小。
30、光纤的色散：多模：模色散、材料色散和波导色散。
单模：材料色散、波导色散和折射率分布色散。
31、实现激光束调制方法：内调制和外调制。
光束调制按其调制性质可分为调幅、调频、调相及强度调制。
32、要实现脉冲编码调制，必须进行三个过程：抽样、量化和编码。
抽样：把连续信号波分割成不连续的脉冲波，用一定的脉冲列表示；量化：把抽样后的脉幅调制波进行分级取整处理用有限个数的代表值取代抽样值的大小；编码：把量化后的数字信号变换成相应的二进制码。
33、电光调制有两种方式：纵向电光效应和横向电光效应。
纵向电光调制器的工作原理及工作过程：电光晶体（KDP）置于两成正交的偏振器之间，其中起偏器P1的偏振方向平行于电光晶体的x轴，检偏器P2的偏振方向平行于电光晶体的y轴，并在晶体和P2之间插入入/4波片。
当沿晶体Z轴方向加电场后，晶体的感应主轴X’和Y’分别旋转到与原主轴X和Y成45°的夹角方向。
因此，沿Z轴入射的光束经起偏器变为平行于X 方向的线偏振光，进入晶体后（Z=0）被分解为沿X’和Y’方向的两个分量，其振幅和相位都相同，分别为：Ex’(0)=Acos wc t (X方向的分量) Ey’(0)=Acos wc t (Y方向的分量)。
34、根据应用目的不同可分为：①光的偏转角连续变化的模拟式扫描，主要用于显示技术②不连续的数字扫描，主要用于信息的存储及提取。
其扫描方式分为：机械扫描、声光扫描、电光扫描。
36、光电发射效应：在光照下，物体向表面以外的空间发射电子的现象。
光电导效应：某些半导体在受光照射时其电导率增加的现象。
光伏效应：半导体在受到光照射时产生电动势的现象。
37、热释电效应：当一些晶体受热时，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷。
38、光电转换定律说明：①一个光子探测器可视为一个电流源。
②光电探测器本质是一个非线性的器件。
39、光电探测器性能参数：积分灵敏度R、光谱灵敏度R入、频率灵敏度Rf、量子效率η。
40、光伏探测器的工作模式：①反偏压状态是光导工作模式：光电二极管②光伏模式：光电池41、根据噪声产生的原因，大体上可以把噪声分为：人为噪声、自然干扰和物理系统内部的起伏干扰42、光电探测器的噪声大致可以分为散粒噪声、热噪声、低频噪声三类。
43、光电二极管有哪些：Si光电二极管、PIN光电二极管、雪崩光电二极管(APD)、肖特基势垒光电二极管、HgCdTe光伏二极管等。
硅光电池的作用：当光电检测器件使用、做电源。
44、改善PIN硅光二极管频率响应特性的途径：①减小载流子扩散时间②减小结电容45、雪崩效应：PN结反向电压增大到一数值时，载流子倍增，PN结内电流急剧增大。
46、因为光电流实际上是对应于光功率的包络变化，所以直接探测方式也常常叫做包络探测或非相干探测。
47、光电探测器的平方律特性：①光电流正比于光电场振幅的平方②电输出功率正比于入射光功率的平方。
48、光电探测器的选用原则：用于测光的光源光谱特性必须与光电探测器的光谱响应特性匹配；考虑时间响应特性；考虑光电探测器的线性特性等。
49、固体摄像器件：电荷耦合器件（CCD）、互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS)和电荷注入器件(CID)50、CCD工作过程就是信号电荷的产生、存储、传输和检测的过程。
51、接收系统对景物的分解方式决定了光电成像系统的类型，基本上可分为三种：光机扫描、电子束扫描及固体自扫描（面CCD是固体自扫描方式）。
52、显示技术主要有两种方式：阴极射线管（CRT）、平板显示（FPD）。
53、平板显示一般是指显示器的厚度小于显示屏幕对角线尺寸四分之一的显示技术。
可分为：液晶显示（LCD）、等离子体显示(PDP)、电致发光显示（ELD）等。
54、液晶显示器件（LCD）：利用液态晶体的光学各向异性特性，在电场作用下对外照光进行调制而实现显示，优点：体积小、工作电压低、功耗低、LCD易于色彩显示。
缺点：显示视角小、低温时响应速度较慢。
55、液晶是液态晶体简称，分为溶致液晶和热致液晶。
热致液晶可分为：近晶相、向列相和胆甾相三种56、等离子体显示板：是利用气体放电产生发光现象的平板显示的统称。
57、光纤通信的优点：①通信容量特别大、速率高②传输损耗低，中继距离长③电路简单④通信质量高⑤不受大地电流影响⑥不受电磁、静电及人为干扰⑦没有电火花产生，在易燃、易爆场合使用安全可靠⑧保密性好⑨SiO2原料丰富⑩系统尺寸小、重量轻、易于敷设和处理，经济效益高。
60、光纤通信系统的组成及功能：①光发射机。
（功能：是把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术吧光信号最大限度的注入光纤线路）②光纤电路。
（功能：把来自光发射机的光信号，以尽可能小的畸变和衰减传输到光接收机）③光接收机。
（功能：把从光纤电路输出。
产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号，并经放大和处理后恢复成发射前的电信号。
）61、掺饵光纤放大器的优点：工作波长正好落在光纤通信最佳波段；与传输光纤的耦合损耗很小；饱和输出光功率大；增益特性与光偏振态无关；适用于波分复用系统；频带宽，可进行多信道传输，有利于增加传输容量。