光电子技术复习总结
光电子技术知识点
光电子技术知识点光电子技术是一门研究光与电子相互作用的学科，它涉及到光的产生、传输、操控以及光与电子的相互转换等方面的知识。
光电子技术在现代科学和工程领域中具有广泛的应用，包括通信、能源、医学、材料科学等多个领域。
本文将介绍一些光电子技术的基本知识点。
第一，光的特性。
光是一种电磁波，具有波动性和粒子性。
光的波长和频率决定了它的颜色和能量。
光的传播速度是光速，约为3×10^8米/秒。
光的传播可以受到材料的折射、反射和散射等现象的影响。
第二，光的产生。
光可以通过多种方式产生，例如热辐射、激光、荧光等。
其中，激光是一种特殊的光源，具有单色性、相干性和定向性等特点，被广泛应用于科学研究、医疗、通信等领域。
第三，光的传输。
光的传输可以通过光纤实现。
光纤是一种具有高折射率的细长材料，可以将光信号通过全反射的方式传输。
光纤具有低损耗、大带宽和抗电磁干扰等优点，在通信领域得到广泛应用。
第四，光的操控。
光的操控可以通过光学器件实现。
光学器件包括透镜、棱镜、偏振器等，可以对光进行聚焦、分光、偏振等操作。
光学器件在光通信、成像、激光加工等领域中起着重要的作用。
第五，光与电子的相互转换。
光与电子的相互转换可以通过光电效应和光伏效应实现。
光电效应是指当光照射到金属或半导体表面时，产生电子的释放现象。
光伏效应是指当光照射到半导体材料中时，产生电子和空穴的产生和分离现象。
光电效应和光伏效应在太阳能电池、光电二极管等器件中得到应用。
综上所述，光电子技术是一门研究光与电子相互作用的学科，涉及到光的特性、产生、传输、操控以及光与电子的相互转换等知识点。
光电子技术在现代科学和工程领域中具有广泛的应用前景，为我们的生活和工作带来了许多便利和创新。
随着科技的不断进步，光电子技术将继续发展，为人类社会的进步做出更大的贡献。
光电子技术复习要点
光电子技术复习要点第一篇：光电子技术复习要点第1章1.电磁波的性质：横波、偏振、色散2.光辐射：以电磁波形式或粒子形式传播的能量，它们可以用光学元件反射、成像或色散，这种能量及其传播过程称为光辐射，波长在10nm-1mm，分为可见光（390nm-770nm）,紫外辐射（1nm-390nm）,红外辐射（0.77-1000um）3.表1-44.光视效能：同一波长下测得的光通量与辐射通量比值。
光视效率是光视效能归一化的结果。
5.光与物质相互作用的三个过程：自发辐射、受激辐射、受激吸收。
图1-7自发辐射：处在高能级的原子，没有任何外界激励，自发地跃迁到低能级，并发射光子。
受激辐射：处在高能级的原子，受到外来光子的激励，跃迁到低能级并发射光子。
受激吸收：处在低能级的原子，受到光子的照射时，吸收光子而跃迁到高能级。
6．粒子数的反转，增益系数，增益曲线，损耗系数，激光器的三部分7.典型激光器组成：工作物质、泵浦源、谐振腔。
作用：工作物质：在这种介质中可以实现粒子数反转。
泵浦源（激励源）：将粒子从低能级抽运到高能级态的装置。
谐振腔：(1)使激光具有极好的方向性(沿轴线)(2)增强光放大作用(延长了工作物质(3)使激光具有极好的单色性(选频)8.习题1-2Le亮度定义:强度定义:IedIe∆Arcosθr= dΦedΩ可得辐射通量：dΦe=Le∆AscosθsdΩ在给定方向上立体角为：dΩ第1.2题图∆Accosθc 2l0dΦeLe∆Ascosθscosc则在小面源在∆A上辐射照度为：Ee==2dAl0=c第2章1.大气衰减包括四个部分，瑞利散射和米氏散射2.大气湍流效应3.电光效应，相位延迟两种方式，相位差，半波电压，两种方式比较纵向调制器优点: 具有结构简单、工作稳定、不存在自然双折射的影响等。
缺点: 电场方向与通光方向相互平行, 必须使用透明电极, 且半波电压达8600伏,特别在调制频率较高时，功率损耗比较大。
光电子技术复习
1辐射能量Q e 以辐射形式发射或传输的电磁波能量。
单位是焦耳。
2、辐射通量 又称为辐射功率，定义为单位时间内流过的辐射能量，即： 3、辐射出射度M e 用来反映物体辐射能力的物理量。
定义为辐射体单位面积向半空间发射的辐射通量，即：4、辐射强度I e 定义为点辐射源在给定方向上发射的单位立体角内的辐射通量，即：5、辐射亮度L e 定义为面辐射源在某一给定方向上的辐射通量，即：6、辐射照度E e 在辐射接收面上的辐射照度定义为照射在面元上的辐射通量与该面元的面积之比。
即：吸收和散射的总效果使传输光辐射强度的衰减7 对某些特定的波长，大气呈现出极为强烈的吸收，光波几乎无法通过。
根据大气的这种选择吸收特性，一般把近红外区分成八个区段，将透过率较高的波段称为“大气窗口”。
8 湍流运动：无规则的漩涡流动，质点的运动轨迹很复杂，既有横向运动，也有纵向运动，空间每一点的运动速度围绕某一平均值随机起伏.9激光的大气湍流效应，实际上是指激光辐射在折射率起伏场中传输时的效应。
10 声波是一种弹性波(纵向应力波)，使介质产生相应的弹性形变，激起各质点沿声波的传播方向振动，引起介质的密度呈疏密相间的交替变化。
介质的折射率也随着发生相应的周期性变化。
超声场作用的这部分如同一个光学的“相位光栅”，该光栅间距(光栅常数)等于声波波长λs 。
当光波通过此介质时，就会产生光的衍射。
其衍射光的强度、频率、方向等都随着超声场的变化而变化。
11超声波频率较低，光波平行于声波面入射(即垂直于声场传播方向)，声光互作用长度L 较短时，产生拉曼—纳斯衍射。
相反情况为布拉格衍射.12当入射光与声波面间夹角满足一定条件时，介质内各级衍射光会相互干涉，各高级次衍射光将互相抵消，只出现0级和+l 级(或-1级)衍射光，即产生布拉格衍射..13若超声功率P s 一定的情况下，欲使衍射光强尽量大，则选择M 2大的材料，并且把换能器做成长而窄(即L 大H 小)的形式14旋光定义：线偏振光在石英晶体内部沿光轴方向传播时，透过后偏振面被旋转了一个角度。
光电子技术复习知识点
光电子技术复习知识点备注：1、考试时间：初步定于2013年1月5日，最终以网上公布为准。
2、以下内容打“*”的可以只做一般了解。
3、以下知识点请结合教材、课件和作业重点复习，请勿投机！第1章光辐射、发光源与光传播基本定律1.1. 电磁波谱与光辐射；电磁波的基本特性1.2. 辐射度学与光度学基本知识；辐射能、辐射通量、辐射出射度、辐射强度、辐射亮度、辐射照度的概念、单位、意义单色辐射出射度余弦辐射体余弦辐射体的亮度和辐射出射度光量、光通量、光出射度、发光强度、光亮度、光照度的概念、单位、意义光度量和辐射度量之间的关系单色光视效能最大单色光视效能单色光视效率函数1.3. 热辐射基本定律黑体基尔霍夫辐射定律普朗克公式反映的物理规律1.4 激光原理激光器的基本结构产生激光的必要条件谐振腔的作用激光的横模和纵模1.5 典型激光器典型激光器及其特点、应用红宝石激光器的系统结构、能级结构、原理半导体激光器、半导体发光二极管的特点1.6 光频电磁波的基本理论和定律相速度、群速度及其关系第2章光辐射的传播2.1 光波在大气中的传播朗伯定律，大气衰减的原因，瑞利散射定律，气溶胶的散射特点什么是大气湍流效应？2.2光波在电光晶体中的传播泡克耳效应和克尔效应折射率椭球，电光张量KDP晶体在z方向施加电场时，其折射率椭球的变化分析纵向电光效应的结构、相位变化特点、光的偏振特性变化特点纵向电光效应的结构、相位变化特点、光的偏振特性变化特点2.3 光波在声光晶体中的传播声波在介质中传播的特点，声光相互作用类型拉曼-纳斯衍射条件、特点，布拉格衍射条件、布拉格方程、布拉格角、布拉格衍射的特点2.4 光波在磁光晶体中的传播磁光效应、光隔离器原理2.5 光波在光纤波导中的传播光纤波导的结构、弱导条件数值孔径及其意义光纤的色散、带宽、脉冲展宽及其相互关系2.7 光波在水中的传播前向散射、后向散射的特点、应用如何克服后向散射第3章光波的调制与扫描3.1. 光束调制原理调制的概念，载波，调制信号，按调制性质的分类振幅调制、频率调制、相位调制红和强度调制的概念和特点脉冲调制的概念和分类脉冲编码调制的过程3.2 电光调制纵向电光调制器的结构、原理、电光调制特性曲线、使调制器工作在线性区的措施、失真、倍频的原因横向电光调制器的结构、原理、优缺点电光相位调制的结构、原理3.3 声光调制声光调制器结构、工作原理基于拉曼-纳斯衍射和布拉格衍射的声光调制的特点3.5 直接调制直接调制概念半导体激光器、半导体发光二极管直接调制的电路原理图半导体激光器、半导体发光二极管直接调制的特点脉冲编码数字调制的概念和优点3.6 光束扫描技术电光扫描原理分析、双KDP楔形棱镜扫描器原理及电光偏转角的计算电光数字扫描的结构和原理*3.7 空间光调制器空间光调制器的概念、类型、应用泡克尔读出光调制器的结构、原理液晶空间光调制器的结构、原理第4章光辐射的探测技术4.1 光电探测器的物理效应光子效应、光热效应的概念和特点常见光子效应、光热效应光电发射效应概念、发生条件光电导效应的产生机理光电导体的电流增益、渡越时间光伏效应的产生机理什么是温差电效应什么是热释电效应，热释电效应的特点基本的光电转换定律4.2 光电探测器的性能参数积分灵敏度、光谱灵敏度、频率灵敏度的概念量子效率和灵敏度的关系通量阈、噪声等小功率、探测度、归一化探测度的定义、单位、意义4.3 光电探测器的噪声光电探测器的常见噪声和特点4.4 光电导探测器——光敏电阻光敏电阻的结构、特点、应用光敏电阻的基本工作电路、伏安特性，根据伏安特性对负载电阻、电源、输出信号、功耗等进行分析。
光电子技术复习资料
光电子技术复习资料—一.填空题1. 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。
2. 激光器的三个主要组成部分是：工作物质，泵浦源，谐振腔3. 彩色阴极射线管（CRT）主要由电子枪、韦转线圈、荫罩、荧光粉层和玻璃外壳五部分组成。
4. 1917年,爱因斯坦提出了受激辐射可实现光放大的概念,为激光的发明奠定了理论基础。
1960年7月,美国休斯公司实验室梅曼制成世界上第一台红宝石固态激光器，标志着激光器诞生。
5. 要实现脉冲编码调制，必须进行三个过程：抽样,量化,编码。
6. 光纤通信系统的三个传输窗口包括短波长的850 nm波段,长波长的1300 nm 及1550 nm波段。
7按照形成条件液晶可分为溶致液晶和热致液晶，作为显示技术应用的液晶都是热致液晶8. 常见的固体激光器有红宝石激光器,掺钕钇铝石榴石激光器（写出两种），常见的气体激光器有He-Ne激光器, CQ激光器或A叶激光器（写出两种）9. 氦-氖（He-Ne）激光器的工作物质是氦氖混合气体,激光由氖发射.10. 光电探测器的物理效应通常分为两大类：光电效应和光热效应。
11. 光纤色散主要有模式色散, 材料色散, 波导色散三种。
12. 光电池是根据光伏效应效应制成的将光能转换成电能的一种器件13. 激光器按按工作物质分类可分为：固体激光器,液体激光器,和气体激光器14. 半导体的载流子是电子和空穴。
15. 在彩色电视中，通常选用红、绿、蓝作为三种基色光。
16. CCD的基本功能为电荷存储和电荷转移;CCD按结构可分为线阵CCD和—面阵CCD。
17. 热致液晶可以分为近晶相、向列相和胆甾相三种。
18.波分复用器分为发端的合波器器和收端的分波器器。
19. 开放式光学谐振腔（开腔）通常可以分为稳定腔和非稳定腔,共轴球面腔的稳定性条件是:20. 光波在大气中传播时，由于大气气体分子及气溶胶的吸收和散射会引起光束的能量衰减；由于空气折射率不均匀会引起光波的振幅和相位起伏。
光电子复习(知识点)
那么，通过检偏器后的总电场强度是
Ex ( L) 和 E y ( L)
x P1 Ii 入射光 L y z x 调制光 Io 起偏器
在y方向的投影之和
(E y )o A i (e 1) 2
，
P2
~ V 图 纵向电光强度调制
/4波片
检偏器
与之相应的输出光强为
* y o
A2 i I o [(E y ) o ( E ) ] (e 1)(e i 1) 2 A2 sin 2 2 2
*上述三、四能级图并不是激活介质的实际能级结构
3. 光振荡的阈值条件
光在谐振腔内来回反射的过程中，对光
强变化的影响存在两个对立因素：
1. 激活介质的增益，它使光强放大； 2. 光能量在激光器中有各种损耗，它使光强 变小。 要使光强不断加强就必须使增益大于损耗
产生激光必须满足的条件 1. 激活介质处于粒子数反转分布状态； 2. 满足光振荡的阈值条件。
2. 横模
横模：自再现模在垂直腔轴横截面上的场分布
谐振腔所允许的光场的各种横向稳定分布形 成的原因较复杂。
由腔内光束多次在反射镜边缘产生的衍射非 轴向光束的加强干涉激活介质的色散、散射
方法：在一块镜面上，给定频率为ω的任意光 场分布，然后利用基尔霍夫衍射积分 公式计算另一块镜面上的光场分布。
uq ( x, y)
1 f n(0) sin(z )
f
1 n(0) sin(z )
f随z的变化如图5所示， z=/4时，f=fmin。
z
=2/
f
(a)
fmin=1/n(0) 1/n(0) /2 / 2/ 3/ z
A
(b)
图5自聚焦光纤的透镜特性 (a) 子午光线；(b) f的周期变化
光电子技术前沿复习总结
光电子技术前沿复习资料一、激光1、原理、方法（三个部分）爱因斯坦根据量子理论指出，当辐射场照射物质而粒子已经处在高能级E2上时，如果外来光的频率正好等于（E2 -E1）/h ，由于受到入射光子的激发，E2 能级上的粒子会跃迁而回到E1 能级上去，同时又放出一个光子来，这个光子的频率、振动方向、相位都与外来光子一致。
——受激辐射过程。
这是一个十分重要的概念，它为激光的产生奠定了理论基础。
泵浦源、粒子数反转、谐振腔2、特点单色性、方向性、高强度本质：高度的相干性1）定向发光2）亮度极高3）颜色极纯4）能量密度极大3、激光的种类1）固体激光器（红宝石激光器）2）气体激光器（氦氖激光器）3）半导体激光器4）液体激光器(染料激光器)5）光纤激光器4、应用激光测距、激光加工（激光切割，激光焊接，激光打孔，激光去除）、激光防伪、激光手术刀、激光受控热核聚变激光的应用非常广泛，几乎遍及工业、农业、军事、医疗、科学研究等每一个领域。
根据各种激光器发射光的功率密度，相干性、准直性、单色性的不同，应用范围也不同。
例如，激光通迅、激光测距、激光定向、激光准直、激光雷达、激光切削、激光手术、激光武器、激光显微分析、激光受控热核反应等，主要是利用激光的方向性与高功率密度；而激光全息、激光测长、激光干涉、激光多谱勒效应则主要是利用激光的单向性和相干性。
5、LD与LED的比较半导体发光二极管（LED）与半导体激光二极管（LD）在结构上的根本区别就是它没有光学谐振腔，形不成激光。
它的发光限于自发辐射。
它发出的是荧光，而不是激光。
6、LD的优点、缺点1）LD的响应速度较快，可用于较高的调制速率。
2）LD的光谱较窄，应用于单模光纤时，光在光纤中传播引起的色散小，可用于大容量通信。
而LED 中由于没有选择波长的谐振腔，所以它的光谱是自发辐射的光谱。
其谱宽度一般为0.03~0.04μm。
3）由于LD辐射光束的发散角较小，因而耦合的光纤中的功率较高，传播距离较远，而LED的发散角一般在40°～20°范围内，耦合到光纤中的效率较低，通常只有3%左右。
光电子技术复习要点
第一章 绪论1. 光电子技术（optoelectronic technology ）准确地应该称为信息光电子技术，是电子技术与光子技术相结合而形成的一门新兴的综合性的交叉学科，主要研究光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的相关技术，涉及光显示、光存储、激光等领域，是未来信息产业的核心技术。
2. 本课程主要讲了四大部分分别是：激光光源、光波的传输、光波的调制与控制、光波的探测。
第二章 激光原理与半导体光源1. 世界上第一台激光器是1960年梅曼制作的红宝石激光器。
2. 原子从高能级向低能级跃迁时，相当于光的发射过程；而从低能级向高能级跃迁时，相当于光的吸收过程；两个相反的过程都满足玻尔条件：n m n m E E h E E hνν-=-=或。
3. 处于热平衡状态的原子体系，设其热平衡绝对温度为T ，则原子体系的各能级上粒子数目的分布将服从波尔兹曼分布律：exp(/)n n N E kT ∝-，其中N n 为在能级E n 上的粒子数，k 为波尔兹曼常数， k=1.3807×10-23 J·K -1。
即，随着能级增高，能级上的粒子数N n 按指数规律减少。
4. 爱因斯坦在玻尔工作的基础上于1916年发表《关于辐射的量子理论》。
该文提出的受激光辐射理论是激光理论的核心基础。
在这篇论文中，爱因斯坦将光与物质的作用分为三种过程：受激吸收、自发辐射、受激辐射。
5. 在二能级系统中，粒子在高能级E 2 能级上停留的平均时间称为粒子在该能级上的平均寿命，简称寿命6. 下面三个图分别描述了二能级系统中光与物质的作用的三种过程：它们可以由下面三个方程描述：对于受激辐射过程（E2→E1 ）：21212()dN B u v N dt= 对于受激吸收过程（E1→E2）：12121()dN B u v N dt= 对于自发辐射过程（E2→E1 ）：21212dN A N dt = 其中u(v)为辐射场中单色辐射能量密度：()()30348(),exp 1h u v T c c hv kT πνγν==-7. 二能级系统中，当（N 2/N 1）＞1时，高能级E 2上的粒子数N 2大于低能级E 1上的粒子数N 1，出现所谓的“粒子数反转分布”情况，它是形成激光的必要条件之一。
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1 •按照声波频率的高低以及声波和光波作用长度的不同，声光互作用可以分为拉曼一纳斯衍射和布拉格衍射当超声波频率较低，光波平行于声波面入射（即垂直于声场传播方向），声光互作用长度L 较短时，产生拉曼一纳斯衍射。
厶二久厶2•相反情况为布拉格衍射，当入射光与声波面间夹角满足一定条件时，介质内各级衍射光会相互干涉，各高级次衍射光将互相抵消，只出现0级和+1级（或・1级）（视入射光的方向而定）衍射光，即产生布拉格衍射（类似于闪耀光栅）可使入射光能量几乎全部转移到+1级（或・1 级）衍射极值上。
因而光束能量可以得到充分利用。
利用布拉格衍射效应制成的声光器件可以获得较高的效率。
sin 0B= \ /（2 n Xs ） = Xf s/ （2 n vs ）3•若取vs=616m/s, n=2.35, fs=10MHz,入0=0.6328屮n,试估算发生拉曼•纳斯衍射所允许的最大晶体长度Lmax=?愿L _ 诡丹__ _______ 2.35x616? _______ L v厶）4入.尸计算得到max ~ 4^ ~ 4x0.6328x10_6xl00xl0124•描述大气衰减的朗伯定律，表明光强随传输距离的增加呈指数规律衰减。
5.大气中N2、02分子虽然含量最多（约90%）,但它们在可见光和红外区几乎不表现吸收，对远红外和微波段才呈现出很大的吸收。
因此，在可见光和近红外区，一般不考虑其吸收作用。
6•何为大气窗口？简单分析光谱位于大气窗口内的光辐射的大气衰减因素。
对某些特定的波长，大气呈现出极为强烈的吸收。
光波几乎无法通过。
根据大气的这种选择吸收特性，一般把近红外区分成八个区段，将透过率较高的波段称为大气窗口。
大气中N2、02分子虽然含量最多（约90%）,但它们在可见光和红外区几乎不表现吸收，对远红外和微波段才呈现出很大的吸收。
因此，在可见光和近红外区，一般不考虑其吸收作用。
大乞中除包含上述分子外，还包含有He, Ar, Xe, 03, Ne等，这些分子在可见光和近红外有可观的吸收谱线，但因它们在大气中的含量甚微，一般也不考虑其吸收作用。
光电子技术复习
光电⼦技术复习第⼀章1、光电⼦技术的定义光电⼦技术是光学技术与电⼦技术结合的产物，是电⼦技术在光频波段的延续和发展。
是研究光（特别是相⼲光）的产⽣、传输、控制和探测的科学技术。
2、电磁波的性质1.电磁波的电场和磁场都垂直于博得传播⽅向，三者相互垂直，电磁波是横波，和传播⽅向构成右⼿螺旋关系。
2.沿给定⽅向传播的电磁波，电场和磁场分别在各⾃平⾯内振动，称为偏振。
3.空间个点磁场电场都做周期性变化，相位同时达到最⼤或最⼩。
4.任意时刻，在空间任意⼀点，H E µε=5.电磁波真空中传播速度为001µε=c ，介质中的为εµ1=v3、⾊温的概念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。
4、辐射度学与光度学的基本物理量作业：1、2第⼆章⼀、光波在⼤⽓中的传播1、光波在⼤⽓中传播时，引起的光束能量衰减和光波的振幅和相位起伏因素光波在⼤⽓中传播时，⼤⽓⽓体分⼦及⽓溶胶的吸收和散射会引起的光束能量衰减，空⽓折射率不均匀会引起的光波振幅和相位起伏2、⼤⽓分⼦散射的定义、特点；瑞利散射的定义和特点定义：当光线穿过地球周围的⼤⽓时，它的⼀些能量向四⾯⼋⽅反射。
特点：波长较短的光容易被散射，波长较长的光不容易被散射。
瑞利散射定义：在可见光和近红外波段，辐射波长总是远⼤于分⼦的线度，这⼀条件下的散射为瑞利散射。
瑞利散射特点：波长越长，散射越弱；波长越短，散射越强烈。
所以天空呈蓝⾊。
3、⼤⽓⽓溶胶的定义、瑞利散射、⽶-德拜散射；⼤⽓⽓溶胶：⼤⽓中有⼤量的粒度在0.03 µm到2000 µm之间的固态和液态微粒，它们⼤致是尘埃、烟粒、微⽔滴、盐粒以及有机微⽣物等。
由这些微粒在⼤⽓中的悬浮呈胶溶状态，所以通常⼜称为⼤⽓⽓溶胶。
瑞利散射：散射粒⼦的尺⼨远⼩于光波长时，散射光强。
⽶德拜散射：散射粒⼦的尺⼨⼤于等于光波长时，散射光强对波长的依赖性不强。
⼆、光波在电光晶体中的传播1、电光效应的定义及分类电光效应：在外电场作⽤下，晶体的折射率发⽣变化的现象。
光电子学知识点
一、绪论1、激光发明年份；2、什么叫光电子学、光电子技术？3、列举几种光电子技术或光电子器件，至少6种；4、典型的光电子（通信）系统由哪几部分构成。
二、光与物质相互作用基础1、光的本性，传播时表现为波动性，与介质相互作用时表现为粒子性；2、对于线性、均匀、各向同性介质，极化率χ为标量；而在各向异性介质中，电极化强度矢量P 和外电场E 不再平行，此时极化率χ变为二阶张量：0i ij j P E εχ=3、P 、D 、E 之间的关系4、辐射度量和光度量的区别5、辐射通量、光通量之间的换算关系6、亮度和照度的区别7、能带理论基本概念（价带、导带、禁带、禁带宽度）三、光波导（30分）1、平面介质波导的结构（各层名称），各层介质的折射率关系；对称波导、非对称波导；2、各层中的场分布：波导层中横向（光受限的方向）为驻波场，纵向为行波场；衬底和覆盖层中横向为振幅成指数规律衰减的消逝场，纵向为行波场；消逝系数、穿透深度3、全反射时界面的相移公式；（不要求记忆，但要会用）4、横向传播常数、纵向传播常数；有效折射率（模折射率）5、模式本征方程，m 为模序数；本征方程的图解（画图说明对称波导基模不会截止）6、模式截止条件：02k n β=，c θθ=；截止波长；模式数量；单模传输条件；（注意对称波导和非对称波导的区别）7、TE 模、TM 模的含义；8、光纤的结构参数：直径2a 、数值孔径、相对折射率、弱导条件、归一化频率、单模条件；9、偏射光线的纵向传播常量01cos k n βϕ=，其中ϕ为轴线角，即光线和光纤轴的夹角；偏射光线可分为三类：非导引光线、导引光线（即导模）和泄露光线，对应θ和ϕ的范围要知道。
10、光纤的损耗公式 dB/km1、光调制概念；改变哪些参数可以使光携带信息？类型：内调制、外调制；2、波矢面、折射率椭球、折射率面；3、正、负单轴晶体的定义；4、利用折射率椭球确定o光和e光的偏振方向、以及对应的折射率；5、给出电光系数矩阵，会写出加电场之后的新的折射率椭球方程（原主轴坐标系中）；会判断新椭球和旧椭球相比，主轴是否发生了倾斜；6、KDP晶体z向（光轴）加电场后的新主轴折射率大小，以及感应主轴的方位；7、横向电光效应、纵向电光效应；对KDP晶体来说，两种效应各有什么优缺点；（纵向电光效应结构简单、工作稳定，不受自然双折射影响，但半波电压较高，且需要制作透明电极；横向电光调制通过选择晶体长度和厚度可以大大降低半波电压，缺点是存在自然双折射的相位延迟，受温度影响较大，需要采取组合调制方式来消除，导致结构复杂化）8、电光相位延迟公式，半波电压的公式，电光系数的测量方案设计9、KDP纵向调制器的调制特性曲线，知道透过率随偏压变化的函数表达式；、加1/4波知道应该工作在什么区域；如何实现？两种方法。
《光电子技术》复习
只有不具有对称中心的晶体才能产生线性电光效应。例如 KDP 晶体，铌酸锂晶体。 11. 声光调制的原理：声波是一种纵向机械应力波(弹性波)。若把这种应力波作用到声光介 质中时会引起介质密度呈疏密周期性变化，使介质的折射率也发生相应的周期性变化， 这样声光介质在超声场的作用下，就变成了一个等效的相位光栅，如果激光作用在该光 栅上， 就会产生衍射。 衍射光的强度， 频率和方向将随超声场而变化。 声速仅为光速( 108 m)的十万分之—，对光波来说，运动的“声光栅”可以看作是静止的。 特点：光能利用率高，驱动功率小。 12. 光波导调制的优点：光在晶体中传输的实际光场面积极小，只需要对光传输的部分晶体 施加电场，就可以获得所需的电光效应。通过折射率差，将光限定在一个几个微米宽的 波导通道中，对该波导施加电场，半波电压低，一般只有几伏，从而大大降低所需要的 调制电压和调制功率。 13.比较分析 PIN 型探测器的优点： PN 和 PIN 光探测器的工作原理 PN 光探测器的核心是由 P 型和 N 型半导体材料形成的 PN 结。 当半导体材料吸收 光能后在 PN 结上会产生光生伏特效应，将光信号转变成电信号，当 PN 结处于平衡状态 时， 其内部形成一个自建的强电场载流子耗尽区， 此时若有大于半导体禁带宽度的光子照射 到半导体上，则 PN 结势垒区附近会产生电子- 空穴对，这些非平衡的载流子运动到 PN 结 附近，被 PN 结强电场分离，分别在 N 区和 P 区边界积累大量的非平衡的电子和空穴，产 生与平衡 PN 结内建电场方向相反的光生电场，由此产生的电流与入射光强度成正比。实际 使用时是将探测器方向偏置，使耗尽层变宽，光生载流子增加。为了进一步提高半导体光探 测器的响应速度和灵敏度，在 P 区和 N 区之间插入一层介质本征半导体，构成了 PIN 型 光电探测器。由于在适当的反向偏压下，这层高阻区就是耗尽区，耗尽区宽度的增加允许更 多的光生电子- 空穴对在高场区产生，同时降低了光电探测器的结电容，因此 PIN 型光电 探测器与 PN 型相比不但量子效率高而且响应时间更快。 14.光电三极管作用：光电晶体管多用来作光电开关元件或光电逻辑元件。 优点：体积小、寿命长、无触点、抗干扰、能隔离,并具有单向信号传输和容量连接等功能。 结构：光电晶体管和普通晶体管类似，也有电流放大作用。只是它的集电极电流不只是受基 极电路的电流控制，也可以受光的控制。光电晶体管的外形，有光窗、集电极引出线、发射 极引出线和基极引出线（有的没有） 。 15.热释电效应（P74） ：由于温度的变化,热释电晶体和压电陶瓷等会出现结构上的电荷中心 相对位移,使它们的自发极化强度发生变化,从而在它们的两端产生异号的束缚电荷,这种现 象称为热释电效应。具有这种性质的材料称为热释电体 16.电子亲和势（P65） ：电子亲和势指的是半导体导带底部到真空能级间的能量值，它表征 材料在发生光电效应时，电子逸出材料的难易程度。电子亲和势越小，就越容易逸出。如果 电子亲和势为零或负值， 则意味着电子处于随时可以脱离的状态， 用电子亲和势为负值的材 料制作的光电阴极，由光子激发出的电子只要能扩散到表面就能逸出，因此灵敏度极高。 17.光电耦合器：以光为媒介传输电信号的一种电-光-电转换器件。它由发光源和受光器两部
光电子技术期末知识点总结
光电子技术期末知识点总结一、光电子技术基础知识1. 光的本质光是一种电磁波，具有波粒二象性，既可以表现为波动，也可以表现为光子。
光的波动特性可以用来解释干涉、衍射等现象，而光的粒子特性可以用来解释光电效应等现象。
2. 光的传播光在真空中的传播速度等于光速，光在不同介质中传播时会发生折射和反射。
光的衍射、干涉等现象也表明光是一种波动。
3. 光的产生光的产生可以通过一些原子、分子等的激发和退激发过程，这些过程会导致光的辐射。
在实际应用中，常用的光源包括激光器、LED、半导体激光器等。
4. 光的检测光的检测可以通过光电二极管、光敏电阻、光电倍增管等光电探测器实现。
这些探测器可以将光信号转化为电信号，并输出到后续的电路中进行处理。
5. 光的调制光信号可以通过调制技术来进行信息传输。
在光通信中，常用的调制方式包括振幅调制、频率调制和相位调制等。
二、光电子器件1. 光纤光纤是一种用来传输光信号的导光材料，具有较低的损耗和较大的带宽。
光纤的制备工艺和材料选择对光纤的性能有着重要的影响。
2. 激光器激光器是产生激光的器件，它可以将电能转化为光能，并形成一束集中的光束。
激光器包括气体激光器、固体激光器、半导体激光器等类型。
3. 光电子器件光电子器件包括光电二极管、光电倍增管、光电探测器等，在光通信、光测量、光探测等领域有着重要的应用。
4. 光电调制器件光电调制器件可以实现对光信号的调制，包括调制器、光电调制器、半导体光调制器等。
5. 光电子器件的集成在光电子器件集成电路中，可以将多种光电子器件集成到同一芯片上，实现多功能和高集成度的光电子系统。
三、光电子技术应用1. 光通信光通信是一种基于光波传输的通信方式，它具有大带宽、低损耗、抗干扰等优点，在长距离通信和高速数据传输中有着重要的应用。
2. 光存储光存储是通过利用激光或其它光源记录和读取信息的技术，包括光盘、DVD、蓝光光盘等媒体。
3. 光测量光测量是利用光进行各种参数的测量，包括光谱分析、光学显微镜、激光雷达等。
光电子技术期末知识点总结
光电子技术期末知识点总结一、光电子技术概述光电子技术是指利用光电效应，将光与电子相互转换的一种技术。
光电子技术主要应用于：信息传输、信息显示、信息储存、光学仪器、光电子器件等领域。
二、光电效应光电效应是指当光照射到物质表面时，物质会产生电子的现象。
光电效应实验证明了光的粒子性，同时也说明了光的能量是离散分布的。
光电效应的主要特点有：阈值频率、最大电子动能、光电流等。
三、半导体光电子器件1. 光电二极管（Photodiode）光电二极管是一种能将光能直接转换为电能的器件，主要用于光电探测和光电转换。
光电二极管的特点有：高响应速度、高量子效率、低噪声等。
2. 光电倍增管（Photomultiplier Tube）光电倍增管是一种利用光电效应将光信号放大的器件，主要用于弱光信号的检测和测量。
光电倍增管的工作原理是：光电效应 - 光电子倍增 - 电子放大。
3. CCD（Charged Coupled Device）CCD是一种能将光信号转换为电信号并储存起来的器件，主要用于图像传感和图像采集。
CCD的特点有：高灵敏度、低噪声、高分辨率等。
4. 光电晶体管（Phototransistor）光电晶体管是一种带有光电二极管和晶体管结构的器件，能够将光能转换为电能并放大。
光电晶体管的特点有：高增益、高速度、低功耗等。
五、光通信技术光通信技术是利用光信号传递信息的一种通信技术。
光通信技术主要包括：光纤通信、光无线通信和光备份通信。
1. 光纤通信光纤通信是利用光纤传输光信号的一种通信方式。
光纤通信的优点有：大容量、传输距离远、抗干扰能力强等。
2. 光无线通信光无线通信是一种通过空气中传输光信号的通信技术，无需光纤。
光无线通信的优点有：无线传输、容量大、传输速度快等。
3. 光备份通信光备份通信是一种利用光信号进行备份传输的通信方式，常用于保护重要数据的传输。
六、光电信息显示光电信息显示技术主要包括：光电显示器、光电显示模块等。
光电子技术总复习
光电子技术总复习(总18页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第一章 光辐射与发光源1. 辐射量、光度量及其单位1）了解辐射量、光度量的定义及其单位（辐射通量、光通量、发光强度、亮度）2）掌握视见函数的定义和规律辐射度量:只与辐射客体有关,适用于电磁波全波段。
基本量:辐射通量(即辐射功率） 基本单位:瓦特(W)光度量: 反映人眼对不同波长电磁波的视觉灵敏度，只适用于可见光波段。
基本量: 发光强度 基本单位: 坎德拉(cd)用下标“e ”表示辐射度量，下标“v ”表示光度量。
辐射通量（辐射功率）: 单位：瓦特（W ）含义：为单位时间内流过某面积的辐射能量光通量: d =Id 单位：lm=cd sr 发光强度：I(基本量) 单位：cd(光)亮度：L=dI/(dScos ) 单位：nt=cd/m2光视效率(视见函数)V ：是归一化的光视效能: ＝555nm 的单色光视效率V =1, 为最大值.光通量(lm )与辐射通量(辐射功率,W)的换算：)()/(683)(,,W W lm V lm e λλλνΦ⋅⋅=Φ例题： 点光源均匀发光(λ=500nm), 发光强度I ν=100cd,则总光通量Φνλ= ,总辐射功率为Φe,λ =解：总光通量Φνλ = ⎰I νd Ω=4πI ν =400π(lm ),总辐射功率Φe,λ=Φν,λ/683V λ=400π/(683⨯=(W)2. 光源的分类了解光源器件的分类，相干光源与非相干光源的区别（激发机制与特点）。
光源器件的分类：3大类dt dQ e e =Φ683λλλK K K V m ==热辐射光源（卤钨灯）；气体放电光源（低压和高压,自吸收）；电致发光源（LED）3. 热辐射描述与热辐射光源（1）掌握黑体辐射特点，色温与相关色温的概念（2）了解常用热光源，掌握卤钨灯结构、工作原理（卤钨循环）与特点。
光电子技术复习总结
光电子技术复习题总结（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。
均匀加宽：引起加宽的物理因素对每个原子都是等同的。
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1、光照调制按照调制方式分为强度调制、相位调制、频率调制、波长调制以及偏振调制。
2、运用外界因素对于光纤中光波相位的变化来探测各种物理量–相位干涉型探测器。
3、半导体发光是由能带之间的电子空穴复合产生的。
4、固体激光器是以掺杂的离子型绝缘晶体和玻璃作为工作物质。
5、光探测器的要求：线性度好、灵敏度高、性能稳定。
6、光纤传感器常用的光电探测器有：光电二极管、光电倍增管、光敏电阻。
7、红外探测器的响应波长范围（光伏响应）是其电压响应率与入射的红外辐射的波长
的关系。
8、光子探测利用的是半导材料在入射光的照射下产生光子效应。
9、光电导效应当红外照在半导体表面上，电子空穴对从原来的束缚状态到自由状态。
10．利用温差电势效应制成的红外探测器称为热电偶探测器。
11．任何物质的温度高于0K，就会向周围辐射红外线。
12．任何无损探测是通过测量热流、热量来鉴定被探测物的内部缺陷。
13、内光电探测器分为：光电导探测器、光伏特探测器、光磁电探测器。
14、红外探测器的性能参数：。
电压响应率、噪声等效功率、时间常数。
15、采用了红外技术的焊接、裂纹探测、军事侦察、夜视。
16、波长在1~1000um被固体吸收会显著的转变成热能。
17、完整的电磁辐射波谱：声频电磁振荡、无线电波、毫米波、红外光、可见光、紫外光、X射线、r 射线、宇宙射线。
18、红外射线传播过程中因空气分子、水分子的吸收、散射而衰减。
19、辐射出射度Me 辐射体单位面积向半空间发射的辐射通量。
附加：辐射通量：φe 单位时间内流过的辐射能量。
辐射强度：Ie 点辐射源在给定的方向上发射的在单位立体角内的辐射通量。
辐射亮度：Le 面辐射源在某一给定的方向上的辐射通量。
辐射照度：Ee 照射在面元上的辐射通量dΦe 与该面元的面积dA 之比。
20、光电池是利用光生伏特效应将光能转化成电能。
21、外光电效应：在光线作用下，使物体电子逸出表面的现象。
内光电效应：在光线作用下，使物质电导率改变的现象。
光生伏特效应：在光线作用下，产生一定方向电动势的现象。
22、简述光敏电阻的主要参数：暗电阻、亮电阻、光电流。
23、简述光电池的工作原理：
光电池的工作原理是基于“光生伏特效应”。
它实质上是一个大面积的PN结，当光照射PN结的一个面，如果光子能量足够大，将在结区附近激发出电子空穴对，在N区聚集负电荷，在P区聚集正电荷，这样N区和P区之间就会出现电位差——光生电动势。
（助记：negative、positive）
24、比较光电二极管与光电池的异同。
同：均利用内光电效应，在PN 结附近产生光生电子和光生空穴对。
异：光电二极管是工作在反向偏置状态，因此一般要加反向电压，且结面积小，因此其频率特性特别好，在不受光照射时处于截止状态，受光照时会产生电流，并处于导通状态；
光电池则不需要加反向偏置电压，在有光线作用时，将会产生一个与光照度有关的电动势。
25、解释什么是光电导的弛豫现象。
光电导材料在有光照时，不会立即达到饱和，在撤掉光照时，也不会立刻变为零。
即，光电导材料从光照开始到获得稳定的光电流要经过一定的时间，同样，光照停止后光电流也
是逐渐消失的。
总之，光电流的变化对光的变化在时间上有一定的滞后。
26、热辐射光纤温度探测器是利用光纤内产生的热辐射来探测温度的一种器件。
27、当红外辐射照到热敏电阻上时，其温度升高，内部粒子的无规则运动加剧，电阻值变小。
28、当恒定的（不是恒定的也行）辐射照射在热释电探测器上才会有电信号输出。
（错误）
1、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。
2、自发跃迁是指处于高能级的一个原子自发地向低能级跃迁，并发射一个光子的过程。
受激辐射是指处于高能级的原子在一定的辐射场的作用下，跃迁至低能态，并辐射出一个能量与入射光子相同的光子的过程。
3、按照声波频率的高低以及声波和光波作用的长度的不同，声光相互作用可以分为：拉曼纳斯衍射和布拉格衍射。
4、磁光效应是指外加磁场作用引起材料光学各向异性的现象（光学性质发生改变）。
法拉第磁光效应的规律：
（1）对于给定介质，光振动面的旋转角与样品的长度和外加磁感应强度成正比。
（2）光的传播方向反转时，法拉第旋转的左右方向互换。
5、光束调制按其调制的性质可分为：调幅、调频、调相以及强度调制。
要实现脉冲编码调制，必须进行三个过程：抽样、量化、编码。
6、光热效应是指：探测元件吸收光辐射能量后并不直接引起内部电子状态的改变，而是把吸收的光能变为晶格热运动的能量，并引起探测元件温度上升，温度上升的结果又使探测元件的电学性质或其他物理性质变化。
7、本征型光敏电阻一般在室温下工作，适用于可见光和近红外辐射探测；
非本征型光敏电阻通常在低温条件工作，常用于中、远红外辐射探测。
8、CCD（电荷耦合器件）的基本功能为：电荷存储和电荷转移。
CCD 按结构可分为：线振CCD、面振CCD。
9、LCD分为两大类：溶致液晶和热致液晶。
作为显示技术应用的LCD 是热致液晶。
10、纵向电光调制和横向电光调制各有何优缺点。
纵向电光调制
优点：结构简单，工作稳定，不存在自然双折射；
缺点：半波电压太高，在调制频率较高时，功率损耗比较大。
横向电光效应
横向效应运用时，存在自然双折射产生的固有相位延迟，和外加电场无关。
在没有外加电场时，入射光的两个偏振分量通过晶体后，其偏振面已经转过一个角度，这对光调制应用不利，并设法消除；横向效应总的相位延迟不仅与所加的电压成正比，而且与晶体的长宽比有关，增大长度或者减小宽度都能大大减小半波电压，但必须利用两块晶体，结构相对复杂。
11、说明注入电致发光和高场电致发光的基本原理。
注入电致发光是在半导体PN结加正偏压时产生的少数载流子注入多数载流子复合发光；（LED 是典型代表）；
高场电致发光是将发光材料粉末与介质的混合体或单晶薄膜夹在透明电极板之间，外加电压，由电场直接激励电子与空穴复合发光。
高场电致发光又分为交流和直流两种。
光栅传感器反射的波长称为布拉格波长。
1、受激辐射下光谱展宽的类型分为均匀展宽和非均匀展宽，其中
均匀展宽主要有：自然展宽、碰撞展宽、热振动展宽；
非均匀展宽有：多普勒展宽和残余应力展宽。
2、常见的固体激光器有：红宝石激光器、钕(nǚ)激光器、钛激光器；
气体激光器有：He-Ne激光器、CO2激光器。
3、电致折射率变化是指晶体介质的介电常数与晶体中的电荷分布有关，当晶体被施加电压后，将引起束缚电荷的重新分布，并导致离子、晶格的微小变形，从而引起介电系数的变化，并最终导致晶体折射率的变化。
4、光纤色散的主要危害是：使脉冲信号展宽，限制了光纤的带宽或传输容量。
多模光纤的色散主要有：模色散，材料色散，波导色散。
5、光束扫描根据其应用的目的可以分为：模拟式扫描、数字式扫描。
前者应用于显示，后者应用于光存储。
6、单片硅光电池的开路电压约为0.45~0.6V;
短路电流约为150~300A/m2.。