《光电子材料与器件》复习提纲
《光电子材料与器件》复习提纲
《光电子材料与器件》复习提纲Sciprince一、1、激光的原理、特点、本质P42、受激辐射三能级、四能级系统（为什么四能级系统效率高）3、固体激光器如何锁模P364、光谱线的宽度线性函数P55、均匀加宽（碰撞加宽、自然加宽）线性函数P56、增益饱和的物质实质二、1、红宝石激光器P182、Nd3+:YAG激光器P183、自由电子激光器P22三、1、横模选择技术P402、纵模选择技术P433、稳频技术P464、兰姆凹陷稳频P485、Q调制原理P256、锁模的基本原理P33四、1、电光调制概念P532、怎么调制（怎么调，计算栅极调制和正负调制）3、光电振幅调制原理P534、电光效应P55五、1、声光衍射现象P632、耦合波理论和耦合波方程P643、磁光调制P684、Ramman-Nath衍射图P635、Bragg衍射图P64六、1、光纤衰减P752、光纤弧子P76七、1、光伏探测器2、光电池P85八、1、光电子学研究对象F12、爱因斯坦受激辐射理论P23、几种激光器工作物质和原理P154、声光调制概念P655、两种调制的区别6、光纤衰减有哪些（09诺贝尔）P757、光电转换器概念P848、哪几种物理效应P839、CCD工作原理，反型层，转移，P型n型，外加电压正负，栅极电压P88附件：由光学和电子学结合形成的技术学科。
电磁波范围包括X射线、紫外光、可见光和红外线。
光电子学涉及将这些辐射的光图像、信号或能量转换成电信号或电能，并进行处理或传送；有时则将电信号再转换成光信号或光图像。
以光波代替无线电波作为信息载体，实现光发射、控制、测量和显示等。
通常有关无线电频率的几乎所有的传统电子学概念、理论和技术，如放大、振荡、倍频、分频、调制、信息处理、通信、雷达、计算机等，原则上都可延伸到光波段。
在激光领域中，激光器提供光频的相干电磁振荡源，光电子学是指光频电子学。
光电子学有时也狭义地指光-电转换器件及其应用的领域。
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。
光电子器件考试重点
1、光伏效应：热平衡时，结势垒区内存在较强的内建电场（自n区指向p区）。
光照时，符合条件的入射光子被吸收产生电子-空穴对，结两边的光生少数载流子受内建电场的作用，各自向相反方向运动：p区的电子穿过p-n结进入n 区；n区的空穴进入p区，使p端电势升高，n 端电势降低，于是在p-n结两端形成了光生电动势，这就是p-n结的光生伏特效应。
2、光电池的基本原理：在pn结开路的情况下，光生电流和正向电流相等时，pn结两端建立起稳定的电势差，。
如将pn结与外电路通，只要光照不停止，就会有源源不断的电流通过电路，p-n结起了电源的作用。
这就是光电池的基本原理。
3、光伏组件要成功运作需满足：（1）入射光子被吸收产生电子-空穴对---hγ≥Eg；（2）电子-空穴对在复合之前被分开---p-n结存在内建电场；（3）分开的电子和空穴传输至负载---连接导线。
4、表征太阳能电池的参数：（1）开路电压V oc：在p-n结开路情况下（R=∞），此时pn结两端的电压即为开路电压V oc。
这时，I=0，即：IL=IF。
将I=0代入光电池的电流电压方程，得开路电压为：V oc＝(kT/q) x ln(IL/Is+1)（2）短路电流Isc：如将pn结短路（V=0），因而IF=0，这时所得的电流为短路电流Isc。
显然，短路电流等于光生电流，即：Isc = IL （3）填充因子FF：在光电池的伏安特性曲线任一工作点上的输出功率等于该点所对应的矩形面积，其中只有一点是输出最大功率，称为最佳工作点，该点的电压和电流分别称为最佳工作电压V op和最佳工作电流Iop。
填充因子定义为：FF =V opIop/V ocIsc= Pmax/V ocIsc（4）太阳能电池能量转换效率η：表示入射的太阳光能量有多少能转换为有效的电能。
即：η=（太阳能电池的输出功率/入射的太阳光功率）x100% = （V op x Iop/Pin x S）X100%= V oc•Isc•FF/Pin • S其中Pin是入射光的能量密度，S为太阳能电池的面积，当S是整个太阳能电池面积时，η称为实际转换效率，当S是指电池中的有效发电面积时，η叫本征转换效率。
《光电子材料与器件》课程教学大纲
《光电子材料与器件》课程教学大纲课程代码：ABJD0520课程中文名称:光电子材料与器件课程英文名称:Photoe1ectronicMateria1sandDevices课程性质：限选课程学分数：3学分课程学时数：48学时授课对象：电子科学与技术专业本科生本课程的前导课程：固体物理、半导体物理一、课程简介《光电子材料与器件》课程是一门理论性很强的课程，课程从光电子材料和器件的基本原理，基本特性着手，系统全面地介绍了光电子领域中常用的半导体发光、固体激光、光纤、非线性光学、光调制、光探测以及光显示方面的相关材料及典型器件，并适当加入了一些该领域近年来的最新研究进展和应用成果，主要包括光子晶体、超材料、表面等离子体激元等新型微纳光电子材料与器件。
学生通过该课程学习后，应达到理解光电子材料和器件领域相关的基础理论知识，具备光电子材料和器件领域内新材料新技术的研发、设计•、测试和基本生产和管理等专业技术能力。
二、教学基本内容和要求第一章半导体发光材料及器件主要教学内容：（1）、半导体物理基础；（2）、半导体发光；（3）、典型半导体发光材料；（4）、发光二极管基本原理及基本结构；（5）、发光二极管的主要光学特性；（6）、发光二极管的应用；（7）、半导体激光器的基本原理；（8）、双异质结半导体激光器；（9）、量子阱半导体激光器。
教学要求：1）、了解半导体物理基础知识。
2）、了解半导体发光和半导体发光材料。
3）、掌握发光二极管的基本原理和结构，及其应用。
4）、理解半导体激光器的基本原理和主要特性。
重点：掌握半导体物理基础，理解半导体发光原理，掌握发光二极管的基本原理和结构,及其应用。
难点：理解半导体激光原理，理解双异质结半导体激光器和量子阱半导体激光器等。
第二章固体激光材料及典型固体激光器主要教学内容：（1）、固体激光材料特性；（2）、激光晶体；（3）、激光玻璃；（4）、激光陶瓷；（5）、固体激光器结构和原理；（6）、固体激光器的能量转换及其工作特性;（7）、Nd：YAG激光器；（8）、Nd：GdVo4激光器；（9）、钛宝石激光器。
光电子器件复习资料
光电子复习资料第一章 光电导探测器1.本征半导体？杂质半导体？（课件）本征半导体费米能级位于导带底和价带顶之间的中线上，导带中的自由电子和价带中的空穴均很少，因此常温下导电能力低，但在光和热的激励下导电能力增强。
n 型掺杂半导体的费米能级接近导带底，导带中的自由电子数高于本征半导体，导电能力随掺杂浓度提高而增强，属于电子导电为主的半导体。
N 型半导体：在本征半导体中掺入五价元素, 形成的半导体。
p 型掺杂半导体的费米能级接近价带顶，价带中的空穴数高于本征半导体，导电能力随掺杂浓度提高而增强，属于空穴导电为主的半导体。
P 型半导体：在本征半导体中掺入三价元素, 形成的半导体。
2. 欧姆定律的微分形式？电导率跟迁移率的关系？VI R =j=j=EL S R EL SR ⇒⇒j 1.EE σρ⇒==j I S =V EL=1=SR R S L L SRσρρρ==⇒=⇒2713m = 1.210cm/S 22V T V κ⇒=⨯室温无电场：热运动：0I =杂乱无章：n n p p n p :d nqvSdt j=nqv j=nq dt S dt S d =nS q nqSvdt v=j=nq =nq p j=nq =nq P=pq j=nq +nq j=E I S j EEl E n E N E E E σμμμσμμσμσμμμσ=⎫⎫==⎪⎪⇒⇒⎬⎬⎪⎪=⎭⎭⎫⎫⎪⎪⎧∴⎬⎪⎪⇒⇒⎬⎨⎪⎪⎩⎪⎭⎪⎭有电场Q Q=nVq 掺：，型：，掺：，型:，双掺：，迁移率是用来描述半导体中载流子在单位电场下运动快慢的物理量，是描述载流子输运现象的一个重要参数，也是半导体理论中的一个非常重要的基本概念。
迁移率定义为： 单位：cm2/(V ·s) 3. 金属、半导体、绝缘体的能带示意图？金属(导体)： 能带被电子部分占满，在电场作用下这些电子可以导电。
4. 电导率的表达式？5. 光电导效应？产生光电导效应的条件是什么？ 提高光电导效应的方法是什么？*mq c τμ=6. 暗电流、亮电流、光电流、暗电导、亮电导、暗电阻和亮电阻之间的7. 光电流的表达式？光电导增益？光电导灵敏度？量子效率？光电导惰性?前历效应？光电导增益：表示长度为L 的光电导体两端加上电压后，单位时间内流过外电路的载流子数与内部产生的载流子数比值。
光电子复习提纲汇总
《光电子学》复习讲义2014第一部分：光电物理基础【1】基本概念1)本征吸收：半导体吸收一个能量大于禁带宽度Eg的光子，电子由价带跃迁到导带，这样的过程称为本征吸收。
2)激子吸收：在半导体中受激电子与空穴构成的新系统可以看成一种“准粒子”，并称之为激子。
激子可以通过所含电子和空穴的复合而辐射光子和声子，其中能发射光子的激子复合过程对提高发光效率有很大的实用意义。
3)杂质吸收：杂质吸收有三种情况，1：从杂质中心的基态到激发态的激发可以引起线状吸收谱。
2：电子从施主能级到导带或从价带到受主能级的吸收跃迁。
3：从价带到施主能级或从被电子占据的受主能级到导带的吸收跃迁。
4)费米能级的概念：P225)热平衡状态下本征和杂质半导体的费米能级图1-14 P246)非平衡态载流子的产生、复合图1-157)直接复合：自由电子直接由导带回价带与空穴复合8)间接复合：自由电子和空穴通过晶体中的杂质、缺陷在禁带中复合9)非本征吸收：包括杂质吸收自由载流子吸收激子吸收晶格吸收10)本征发光：导带电子和价带空穴复合所产生的发光现象11)激子发光：激子在运动过程中，将能量从晶体的一处运输到另一处，电子空穴复合发光的过程称为激子发光。
12)杂质发光：杂质发光有三种发光方式，1：电子从导带到施主能级或从受主能级到价带的跃迁，主要是无辐射跃迁。
2:电子从导带到受主能级或从施主能级到价带。
3：施主受主对的辐射跃迁13)内光电效应：表现为光电导和光生伏特效应。
14)外光电效应：即光电子发射效应（金属或半导体受光照射，如果光子能量足够大可以使电子从材料表面逸出的现象）15)金属逸出功：电子从金属中逸出需要的最小能量16)电子亲和势：导带体上的电子向真空逸出时所需要的最小能量17)光电发射第二定律：光电发射体发射的光电子最大动能随入射光频率的增大而线性增加，与入射光强无关。
18)辐射度量:与物理学对电磁辐射度的规定完全一致，适用于整个电磁波段19)光度量：以人的视觉特性为基础建立，只适用于可见光波段20)偏振光及偏振度：振动方向与传播方向不对称性叫做偏振，具有偏振性的光叫做偏振光。
光电子复习提纲
Chapter 1 Beam Optics1.光束参数的计算，包括发散角、曲率半径、束腰等。
2.高斯光束的特征。
3.高斯光束参数通过薄透镜的变换计算。
4.ABCD法则。
Chapter 2 Resonator Optics1.平平腔特征，腔模间隔计算，谱线宽度计算。
2.光子寿命、Q值的含义。
3.谐振腔的定义，种类及稳定条件。
4.球面腔中高斯模的特点及计算。
Chapter 3 Photons and Atoms1.能级的概念。
费米分布的特点。
2.自发辐射、受激辐射、受激跃迁的概念。
3.跃迁截面（transition cross section）及线形函数(Lineshape Function)的含义。
4.爱因斯坦关系式。
5.谱线加宽的含义。
均匀加宽及非均匀加宽的种类和差异。
Chapter 4 Laser Amplifiers1.增益放大的概念、增益系数、线宽（洛伦兹线形函数）。
2.速率方程及稳态解。
二能级、三能级及四能级。
3.增益饱和的概念。
均匀加宽和非均匀加宽的增益饱和有什么不同。
4.非均匀加宽烧孔效应。
Chapter 5 Laser1.激光器的组成。
激光的特点。
2.阈值的概念，激光振荡条件。
3.频率牵引效应。
4.激光输出的参数：功率、光谱、可能的腔模个数。
最佳透过率。
均匀加宽模式竞争效应。
5.均匀加宽和非均匀加宽介质。
6.兰姆凹陷。
7.横模的定义，形式。
非稳腔选单横模。
8.选单纵模单横模方法。
偏振选择的方法。
9.激光器的种类。
典型激光器的输出波长。
10.获得脉冲激光的几种方法。
11.调Q的机理及过程。
锁模的机理。
锁模脉冲与调Q脉冲的差别。
Chapter 6&7 Semiconductors Lasers1.能带、电子、空穴的概念。
费米能级的含义。
2.PN结的定义。
异质结的定义。
3.LED发光机制及特点。
4.半导体注入激光器的发光原理及特点。
阈值，功率，光谱，选模等。
Chapter 8 Electro-Optics and Acousto-Optics1.什么是电光效应？什么是泡克尔效应、克尔效应？2.电光调制及电光开关的原理。
光电子学复习提纲
光电子学复习提纲光电子学是研究光与电子之间相互作用的学科，它涉及到光的产生、传播、探测以及与物质的相互作用等方面。
本文将为您提供一份光电子学复习提纲，帮助您全面复习光电子学的相关知识。
一、光的基本概念和特性1.光的波动性和粒子性：光的波粒二象性以及爱因斯坦对光的解释。
2.光的电磁波性质：光的振荡特性、光的波长、频率、波速等基本概念。
3.光的干涉和衍射现象：干涉和衍射的基本原理以及干涉条纹和衍射图样的特点。
二、光的产生与传播1.光的产生方式：自发辐射、受激辐射和受激吸收等。
2.激光原理和特性：受激辐射的产生、激光的特点和分类、激光的放大和调谐等。
3.光纤通信：光纤的结构和工作原理、光纤传输的优势和应用领域、光纤通信系统的组成和性能。
三、光的探测和测量1.光电二极管：光电二极管的结构和工作原理、灵敏度和响应速度等。
2.光电倍增管：光电倍增管的基本原理、增益特性和应用。
3.光谱仪：光谱仪的工作原理、光栅和衍射光栅的特性、光谱分析的应用等。
四、光与物质的相互作用1.光电效应：光电效应的基本原理、光电效应的实验和测量以及应用。
2.光电导效应：光电导效应的概念和原理、光电导材料的特点和应用。
3.光致发光和光致发色：光致发光的基本原理、光致发光技术的应用。
4.光致变色：光致变色的基本原理、光致变色材料的种类和应用。
五、光电子学的应用1.光电子器件：光电二极管、激光器、光纤传感器等光电子器件的原理和应用。
2.光电子技术在生物和医学领域的应用：光纤光谱仪的生物分析应用、激光在医学中的应用等。
光电子学是一门重要的学科，它在现代科学和技术中有着广泛的应用。
通过对光的产生传播、探测测量以及光与物质的相互作用等方面的研究，我们可以更好地理解光学现象，并将光电子学应用于光通信、光信息处理、生物医学等领域，为人类社会的进步做出贡献。
以上就是光电子学复习提纲的内容，希望能对您的复习有所帮助。
祝您复习顺利！。
光电子材料与器件教学内容
应用和发展
应用: 1、景观照明 2、激光打标、焊接、开孔（直径最小
0.2mm）、采血:
波长:2.70um, 单脉冲输出，脉冲宽度0.4ms 脉冲能量：500mJ 激光光斑尺寸：直径0.3mm 开孔深度：2mm
应用和发展
3、高帧频CMOS相机（爆炸、姿态） 4、光纤陀螺（定向,漂移：0.5°/H） 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）
应用和发展
光网测速：
LD 光纤准直器
光纤分束器
光网固 定腔
发射管
弹丸 光电转换器
示波器
信号处理系统
应用和发展
在弹丸飞行路径的不同位置上安装激光 束，当弹丸飞过时将依次遮断这些激光束， 利用示波器可以判读出弹丸遮断这些激光 束的时间，弹丸尾部脱离激光束时示波器 也会给出相应的信号，所以也可得到弹丸 尾部脱离这些激光束的时间差，再利用激 光束之间的距离就可得到弹丸的平均速度。
概念与分类
3、光纤材料 4、光存储材料（透明的塑料，聚乙
烯） 5、光显示材料（液晶材料）
概念与分类
• 光电子器件的分类： 光源 调制器 光波导器件 光电探测器件 光成像器件 显示器件
概念与分类
课程与其它课程的交叉关系： 半导体激光器 光纤通信 空间光调制 光电探测 光电成像 平板显示 固态照明
发展热点： • 平板显示（ Flat Panel Display ）
相对于CRT而言的，一般指厚度小于屏幕 对角线1/4的显示器。
发展和应用
发展热点： • 光伏发电
本课程的基本内容
• 1．光源：发光二极管（LED）、半导体激 光器（LD）、以及常用的激光晶体。
1962年出现半导体激光器，脉冲输出
《光电子材料与器件》教学大纲
光电子材料与器件课程教学大纲一、课程基本信息课程编号：201411111课程中文名称：光电子材料与器件课程英文名称：Optoelectronic Materials and Devices课程性质：专业核心课程开课专业：光电信息科学与工程开课学期：5总学时： 32 （其中理论26学时，实验6学时）总学分：2二、课程目标光电子材料与器件是一门实用性强的必修基础课，本课程是为光电科学与工程专业的本科生而开设的。
本课程除了使学生掌握光电器件的基本工作原理之外，还使学生了解各种光电材料及光电器件的应用。
通过学习该课程，使学生在以后的生活和工作中能够学以致用。
培养学生如下的能力和素养：1、具有应用理论知识指导实验环节的能力；能够解决光电材料的制备及性能测试方面的一些基本问题；具备严谨科学素质，能够达到实验目的或完成特定的试验任务。
2、具有良好的逻辑思维能力和较强的开拓创新意识，具有不断学习和适应发展的能力。
三、教学基本要求使学生了解纳米光电材料的种类、基本性质及应用。
让学生重点掌握各种光电器件（激光器、非线性光学器件、光调制器、光探测器等）的基本工作原理、基本组成和应用，掌握染料敏化太阳能电池的基本原理、结构、制备及提高电池性能的方法，了解常用的染料敏化太阳能电池材料。
让学生根据所学知识能够设计出几个简单的光电器件，例如光开关。
通过实验环节让学生掌握一些光电材料的制备及性能测试。
四、教学内容与学时分配1微纳米光电材料与器件（4学时）1.1纳米光电材料1.2纳米光电器件2半导体发光材料及器件（4学时）2.1半导体发光材料2.2半导体发光器件3固体激光材料及典型固体激光器（4学时）3.1固体激光材料3.2固体激光器4非线性光学材料与器件（4学时）4.1非线性光学效应4.2非线性光学材料4.3光参量振荡器及其应用5光调制器（4学时）5.1光调制的基本原理5.2光调制器6光探测材料及器件（2学时）6.1光探测器件的基本特性6.2光敏电阻6.3光电二极管7染料敏化太阳能电池（4学时）7.1染料敏化太阳能电池的基本原理和结构及常用材料7.2染料敏化太阳能电池的制备方法及电池性能的提高方法五、教学方法及手段（含现代化教学手段及研究性教学方法）传统的教学与多媒体教学相结合，并充分利用演示实验和网络的现代技术。
电子科大光电材料与器件(复习)
1.利用像增强器，人类突破了视见灵敏阈的限制。
2.光电技术的必要性:扩展人眼对微弱光图像的探测能力;将超快速现象存储下来;开拓人眼对不可见辐射的接收能力;捕捉人眼无法分辨的细节3.1900年普朗克( Planck )提出了光的量子属性4.爱因斯坦认为光是由光子组成的粒子流，它不仅是一份份地被吸收、辐射，而且光所具有的能量也是聚集成一份份在空间传播，具有的能量hv。
用光量子理论成功地解释了光电效应.方程5.光电技术是在人类探索和研究光电效应的进程中产生和发展起来的6.大气窗口(um):0.76-1.2;3-5;8-147.1929年，科勒制成了第一个实用的光电发射体——银氧铯光阴极。
8.红外变像管，实现了将不可见的红外图像转换成可见光图像9.人眼视觉受到的限制:灵敏度;分辨力;时间;空间;光谱10.自然界波长：10^-16m的宇宙射线到波长为10^8m的长电振荡，全波段电磁波都可成为信息的载体11.长波限，短波限；标准辐射源(或标准光源)作为输入源12.光电器件分类：单元，多元，固态，真空13.光照射到物体表面的能量将被反射、透射、和吸收。
光电器件主要利用吸收的光能。
14.光电器件利用物体吸收光能后的热效应或光电效应，光电效应可分为内光电效应和外光电效应15.转换系数G光电成像器件在法线方向输出的亮度与输入的辐照度之比值。
亮度增益光增益单色转换系数16.朗伯发光：M=3.14L--------G0=3.14G1。
；都与输入光谱分布有关17.电流响应率，电压响应率，单色灵敏度（峰值波长灵敏度，长波限）18.时间响应滞后：存在惰性环节，如荧光屏、光电导靶；直视型（荧光屏—余辉）非直（光电，电容）19.光电转换上升过程的滞后远小于下降过程的滞后20.当光电成像器件的输入辐照度（或照度）为脉冲函数时，得到的输出信号是时间的函数，取其归一化的函数脉冲响应函数。
比例函数衰减型负指数函数衰减型双曲函数衰减型21.瞬时调制传递函数系统所输出的归一化时间频谱函数与理想输出（无惰性）的归一化时间频谱函数之比。
光电子材料和器件复习资料
试卷题型分布100分选择题、填空题、名词解释、问答题、论述题选择题内容不仅仅在这里面，包括书里、课堂讲授第一章一、单项选择题可见光的波长范围为[C ]A 200—300nmB 300—380nmC 380—780nmD 780—1500nm二、填空1．异质p-n结指p端与n端为不同材料形成的p-n结2．P型半导体是向本征半导体中参入低价元素形成的。
P型半导体中的导电粒子为空穴。
3. 红外线，它是一种人眼看不见的光线，但实际上它与其他任何光线一样，也是一种客观存在的物质。
任何物质，只要它的温度高于__ O K __，就会有红外线向周围空间辐射。
三、名词解释：非本征半导体，pn结，直接带隙，间接带隙，光致发光，电致发光，内量子效率，外量子效率，发光效率，垂直腔面发射激光器，l·pn结的空间电荷区具有什么样的特点?它是如何形成的?2·简述直接带隙半导体及间接带隙半导体材料的发光过程。
两者有何不同?3.发光二极管的发光原理是什么?4·理解半导体材料中实现光放大的粒子数反转条件。
5·半导体激光器产生激光需要满足哪些条件?6·双异质结半导体激光器为什么可以显著降低阈值电流?7、垂直腔面发射激光器优点8、什么是半导体材料的本征吸收？9、双异质结半导体激光器为什么可以显著降低阈值电流？第二章常用的激光晶体、激光玻璃、激光陶瓷有哪些？P28-32常用的固体激光器的基质材料有哪些？光泵固体激光器的三个基本组成部分P41固体激光器的主要优点谐振腔腔长公式P47阈值增益系数公式P58常见的固体激光器P62激活离子P27，基质材料P28光学谐振腔的基本结构及其作用。
P44第六章光子效应、光热效应、光电导效应、光生伏特效应光电发射效应光热效应有哪些？光子效应有哪些？常见的光电二极管。
硅太阳能电池类型光热效应的特点有哪些？光电二极管的原理及其主要的物理过程。
光电池从材料和结构上分为4类，各有什么特点？PIN光电二极管优点和特点雪崩光电二极管的工作原理雪崩光电二极管的特点论述光敏电阻的基本特性。
光电子复习提纲汇总
《光电子学》复习讲义2014第一部分：光电物理基础【1】基本概念1)本征吸收：半导体吸收一个能量大于禁带宽度Eg的光子，电子由价带跃迁到导带，这样的过程称为本征吸收。
2)激子吸收：在半导体中受激电子与空穴构成的新系统可以看成一种“准粒子”，并称之为激子。
激子可以通过所含电子和空穴的复合而辐射光子和声子，其中能发射光子的激子复合过程对提高发光效率有很大的实用意义。
3)杂质吸收：杂质吸收有三种情况，1：从杂质中心的基态到激发态的激发可以引起线状吸收谱。
2：电子从施主能级到导带或从价带到受主能级的吸收跃迁。
3：从价带到施主能级或从被电子占据的受主能级到导带的吸收跃迁。
4)费米能级的概念：P225)热平衡状态下本征和杂质半导体的费米能级图1-14 P246)非平衡态载流子的产生、复合图1-157)直接复合：自由电子直接由导带回价带与空穴复合8)间接复合：自由电子和空穴通过晶体中的杂质、缺陷在禁带中复合9)非本征吸收：包括杂质吸收自由载流子吸收激子吸收晶格吸收10)本征发光：导带电子和价带空穴复合所产生的发光现象11)激子发光：激子在运动过程中，将能量从晶体的一处运输到另一处，电子空穴复合发光的过程称为激子发光。
12)杂质发光：杂质发光有三种发光方式，1：电子从导带到施主能级或从受主能级到价带的跃迁，主要是无辐射跃迁。
2:电子从导带到受主能级或从施主能级到价带。
3：施主受主对的辐射跃迁13)内光电效应：表现为光电导和光生伏特效应。
14)外光电效应：即光电子发射效应（金属或半导体受光照射，如果光子能量足够大可以使电子从材料表面逸出的现象）15)金属逸出功：电子从金属中逸出需要的最小能量16)电子亲和势：导带体上的电子向真空逸出时所需要的最小能量17)光电发射第二定律：光电发射体发射的光电子最大动能随入射光频率的增大而线性增加，与入射光强无关。
18)辐射度量:与物理学对电磁辐射度的规定完全一致，适用于整个电磁波段19)光度量：以人的视觉特性为基础建立，只适用于可见光波段20)偏振光及偏振度：振动方向与传播方向不对称性叫做偏振，具有偏振性的光叫做偏振光。
光电子器件总复习
1.2.1 典型半导体发光材料
一、GaAs
GaAs是一种重要的III-V族化合物半导体，典型的 直接跃迁型发光材料。直接跃迁发射的光子能量 在1.42ev左右，相应波长在873nm附近，属于近红 外波段。
GaAs发光二级管主要是在P区发光，原因在于注 入电子的迁移率远高于空穴的迁移率。
本征半导体：
本征半导体是纯净而不含任何杂质的理想半导体 材料。
由于晶体中原子的热振动，价带中的一些电子被 激发到导带，同时在价带中留下空穴，形成电子空穴对。因此，本征半导体中的电子浓度与空穴 浓度相等。
本征半导体：
由此我们可以看出：
1. 本征半导体中有两种载流子 — 自由电子和空穴 它们是成对出现的
LED的主波长随温度关系可表示为λp（ T′）=λ0（T0）
+△Tg×0.1nm/℃ ,从而可知，每当结温
升高
10℃，则波长向长波漂移1nm，且发光的均匀性、一致性变差。
这对于作为照明用的灯具光源要求小型化、密集排列以提高单位
面积上的光强、光亮度的设计尤其应注意用散热好的灯具外壳或
专门通用设备、确保LED长期工作。
（1）子午光线
当入射光线通过光纤轴线，且入射角θ1大 于界面临界角 0 sin 1(n2 / n1)时，光线将在柱体
界面上不断发生全反射，形成曲折回路，而
且传导光线的轨迹始终在光纤的主截面内。
这种光线称为子午光线，包含子午光线的平
面称为子午面。
P
P
n2 r
n1
n1
Q
n2
Q
光波在光纤中传播， 就是交变的电场和磁场在光纤中的传 播。电磁场的各种不同分布形式叫做“模式”。根据传输理论， 引入特征参数V， 称为光纤的归一化频率参数， 其表达式为
电子与光电子材料复习资料
电子材料分类物理性质:导电材料,超导材料,半导体材料,绝缘体材料,压电铁电材料,磁性材料,光电材料电导率公式22**hhne pem mττσ=+n，p：电子及空穴浓度m*，m*h：电子及空穴的有效质量τ，τ h：电子与空穴的弛豫时间,e：单个电子电量弛豫时间：如果电子分布函数在某个时刻偏离了平衡的费米统计分布，那么在碰撞的作用下，它将按指数回复到平衡分布，特征回复时间即为弛豫时间。
金属的电阻率与压力.金属的电阻率与压力关系：ρ(0)：在真空条件下的电阻率；p：压力；α：电阻压力系数，一般为-10-5~-10-6，但也可能为正数结论：1.电阻压力系数为负时，电阻率随压力升高而下降，称为正常金属，如金、银、铜、铁等。
2.电阻压力系数为正时，电阻率随压力升高而增加，称为反常金属，如碱金属、稀土金属等，如钙锶等。
第一热电效应：塞贝克效应电子导电陶瓷的应用—半导体陶瓷:压敏效应.PTC效应.表面效应.塞贝克效应.光生伏特效应超导材料的基本物理特征：1.完全导电性（零电阻特性）2. 完全抗磁性（迈斯纳效应）3. 超导态并非仅取决于温度(临界电流和临界磁场)临界磁场和临界温度的关系式:Hc(T)=Hc(0)(1-T2/Tc2)超导材料有哪些大的分类:1.常规超导体(如Nb-Ti合金)2.高温超导体(如YBa2Cu3O7-x)3.非晶超导材料4.复合超导材料(如超导线带材料)5.重费米子超导体(如CeCu2Si2)6.有机超导材料(如富勒烯等修饰的化合物)电介质：在电场作用下，能建立极化的一切物质。
通常是指电阻率大于10Ω·cm的一类在电场中以感应而非传导的方式呈现其电学性能的物质。
主要特点：绝缘体，无自由电荷电介质极化特点：内部场强一般不为零。
电介质的主要性能：介电常数、介电损耗因子、介电强度。
()()1p pρρα=+电容器的作用:1.隔直流2.旁路（去耦）3.耦合4.滤波5.温度补偿6.计时7.调谐8.整流9.储能画出压电单晶压电效应的原理图压电效应产生的条件:1.晶体结构没有对称中心。
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《光电子材料与器件》复习提纲
Sciprince
一、1、激光的原理、特点、本质P4
2、受激辐射三能级、四能级系统（为什么四能级系统效率高）
3、固体激光器如何锁模P36
4、光谱线的宽度线性函数P5
5、均匀加宽（碰撞加宽、自然加宽）线性函数P5
6、增益饱和的物质实质
二、1、红宝石激光器P18
2、Nd3+:YAG激光器P18
3、自由电子激光器P22
三、1、横模选择技术P40
2、纵模选择技术P43
3、稳频技术P46
4、兰姆凹陷稳频P48
5、Q调制原理P25
6、锁模的基本原理P33
四、1、电光调制概念P53
2、怎么调制（怎么调，计算栅极调制和正负调制）
3、光电振幅调制原理P53
4、电光效应P55
五、1、声光衍射现象P63
2、耦合波理论和耦合波方程P64
3、磁光调制P68
4、Ramman-Nath衍射图P63
5、Bragg衍射图P64
六、1、光纤衰减P75
2、光纤弧子P76
七、1、光伏探测器
2、光电池P85
八、1、光电子学研究对象F1
2、
3、爱因斯坦受激辐射理论P2
4、几种激光器工作物质和原理P15
5、
6、声光调制概念P65
5、两种调制的区别
6、光纤衰减有哪些（09诺贝尔）P75
7、光电转换器概念P84
8、哪几种物理效应P83
9、CCD工作原理，反型层，转移，P型n型，外加电压正负，栅极电压P88 附件：
由光学和电子学结合形成的技术学科。
电磁波范围包括X射线、紫外光、可见光和红外线。
光电子学涉及将这些辐射的光图像、信号或能量转换成电信号或电能，并进行处理或传送；有时则将电信号再转换成光信号或光图像。
以光波代替无线电波作为信息载体，实现光发射、控制、测量和显示等。
通常有关无线电频率的几乎所有的传统电子学概念、理论和技术，如放大、振荡、倍频、分频、调制、信息处理、通信、雷达、计算机等，原则上都可延伸到光波段。
在激光领域中，激光器提供光频的相干电磁振荡源，光电子学是指光频电子学。
光电子学有时也狭义地指光-电转换器件及其应用的领域。
光电子学还包括光电子能谱学，它利用光电子发射带出的信息研究固体内部和表面的成分和电子结构。
光电子学及其系统的发展，依赖于光-电和电-光转换、光学传输、加工处理和存储等技术的发展，其关键是光电子器件。
光电子器件主要有作为信息载体的光源（半导体发光二极管、半导体激光器等）、辐射探测器(各种光-电和光-光转换器)、控制与处理用的元器件（各种反射镜、透镜、棱镜、光束分离器，滤光片、光栅、偏振片、斩光器、电光晶体和液晶等）、光学纤维（一维信息传输光纤波导、二维图像传输光纤束、光能传输光纤束、光纤传感器等）以及各种显示显像器件（低压荧光管、电子束管、白炽灯泡、发光二极管、场致发光屏、等离子体和液晶显示器件等）。
将各类元器件按各种可能方式组合起来可构成各种具有重大应用价值的光电子学系统，如光通信系统、电视系统、微光夜视系统等。
由光学和电子学相结合而形成的新技术学科。
电磁波范围包括 X射线、紫外线、可见光和红外线。
它涉及将这些辐射的光图像、信号或能量转换成电信号或电能，并进行处理或传送；有时则将电信号再转换成光信号或光图像。
它以光波代替无线电波作为信息载体，实现光发射、控制、测量和显示等。
通常有关无线电频率的几乎所有的传统电子学概念、理论和技术，如放大、振荡、倍频、分频、调制、信息处理、通信、雷达、计算机等，原则上都可以延伸到光波段。
在激光领域中，激光器提供光频的相干电磁振荡源，光电子学是指光频电子学。
光电子学有时也狭义地专指光- 电转换器件及其应用的领域。
光电子学还包括光电子能谱学。
它是利用光电子发射带出的信息来研究固体内部和表面的成分和电子结构，如X射线光电子能谱学和紫外光电子能谱学。
光电子学的应用非常广泛。
已制成和正在研制的光电子器件品种繁多。
从能源角度来看，可将光能转换成电能，或将电能转换成光能。
前者有晶态和非晶态太阳能电池，小者可用于电子表和电子计算器，大者可制成太阳能电站；后者有以电驱动的发光光源，如放电灯、霓虹灯、荧光灯、场致或阴极射线发光屏、发光二极管等。
从信息角度来看，可利用光发射、放大、调制、加工处理、存储、测量、显示等技术和元件，构成具有特定功能的光电子学系统。
例如，利用光纤通信可以实现迅速和大容量信息传送的目的。
它使原来类似的技术水平得到大幅度的提高。
人所接受的信息，大约80％是由光通过眼睛输入的。
然而，人眼的局限性大大地限制了人类获得光信息的能力，因而需要扩展人眼的功能。
第一，要扩展人眼在低照度下的视觉能力，提供各种夜视装备以便能在低照度下进行科研和生产活动，或在夜间进行侦察和战斗。
第二，要扩展人眼对电磁波波段的敏感范围。
已制成将红外线、紫外线和 X射线的光图像转换成可见光图像的直视式或电视式光电子学装置。
利用这些原理还可以扩展到观察中子和其他带电粒子所形成的图像。
第三，要扩展人眼对光学过程的时间分辨本领，例如已经做到在几十飞秒（10-15秒）内就可观察到信息的变化。
光电子学的发展，依赖于光-电和电-光转换、光学传输、加工处理和存储等技术的发展。
这些技术所依据的物理现象和原理，主要是光与物质的相互作用。
它涉及到折射和反射等光束的传播规律（几何光学）；衍射、干涉、偏振和色散等光波的传播规律（物理光学）；热辐射、光致发光、场致发光、电子轰击发光和受激辐射等发光规律；各类元激发、元激发之间的相互作用和动力学过程等的机理（量子光学）；光电导、光电发射和光生电动势等光电转换机理;光全息技术;光学系统（应用光学）和光学系统的集成（集成光学）；视觉过程和肉眼对光的反应（生理光学）；以及对快速和微弱光电信息的探测和处理等。
这些技术的使用还需要电子技术的配合，才能构成具有特殊功能的仪器、设备或系统。
※F为附件；P为按正反面每页9张PPT打印讲义时的页码。