光电信息实验要求掌握的48个问题

光电信息实验要求掌握的48个问题
光电信息实验要求掌握的48个问题

光电信息技术实验需要掌握的48个问题

1、你认为撰写实验报告应该包括哪些要素?这些要素应该从哪些角度去撰写?

2、撰写实验报告的目的是什么?通过撰写实验报告,应该学会什么?

3、你认为撰写实验报告的过程中,重点应该放在哪个部分?为什么?

4、就你对本学期光信息技术实验这门课所设置的实验而言,你认为开展光信息技术实验中需要注意哪些问题?

5、你认为保持光学实验室的整洁卫生重要吗?为什么?

6、导轨上的光学实验和光学平台上的光学实验有什么区别?你认为作为学生实验来说,哪种模式更好?为什么?

7、光学平台主要由哪些部分组成?各部分的功能是什么?

8、选用铁磁不锈钢材料和选择铝材作为光学平台的台板时,各有什么优缺点?

9、铝膜反射镜的缺点是反射率不够高,仅84%左右,膜层的机械强度不够高,膜层表面容易损伤,为了保护铝膜反射镜,在其表面受到污染后应该怎么去处理?

10、什么样的光学元件可以被称为分束镜?分束镜是用来做什么的?一般有哪些类型?

11、从偏振片的结构描述自然光透过偏振片后为什么会变成偏振光?

12、什么是波片?为什么波片也会被称为相位延迟片?

13、根据学过的光学知识,设计一套扩束-准直系统,并介绍其工作原理。

14、与普通透镜相比,傅里叶变换透镜有什么特点?在设计傅里叶变换透镜时,需要注意什么?

15、什么样的光学元件叫滤光片?按光谱波段、光谱特性、膜层材料、应用特点等方式分类,滤光片一般可以分为哪些类型?

16、什么是平晶?简述用平晶测量光学元件表面平整度的原理。

17、He-Ne激光管在没有调出激光的时候所发的光是荧光,简述He-Ne激光管发荧光的工作原理。

18、根据本学期对He-Ne激光器的调节实验的练习,结合上学期《激光原理》方面的知识,简述He-Ne激光器的结构、基本类型和工作原理。

19、结合上学期《激光原理》方面的知识,简述半导体激光器的结构和工作原理。

20、在光信息技术实验中,我们用到过两种光电探测器,一种是硅光电探测器,另一种是平方率探测器,请给出这两种探测器的区别与联系。

21、偏振光是我们在实验中经常用到的,请根据我们已经学过的知识,说出你所了解的产生偏振光的方法,并简要描述从自然光变成偏振光的过程。

22、根据你对法拉第效应实验原理的掌握,请设计出一套可以测量Verdet常数的实验装置,并介绍该装置是如何测量Verdet常数的。

23、根据你对法拉第效应实验原理的掌握,你是否认为该装置可以用来测量线圈内的磁场强度?为什么?

24、从唯象角度来解释法拉第效应旋光角的形成机制。

25、在《验证马吕斯定律实验》中,我们得出透过检偏器的光强I与透过检偏器的最大光强I max之间有什么关系?请推导为什么二者之间呈现的是这种关系。

26、请说出光纤的结构、光纤的分类以及光在光纤中传输的基本规律。

27、给你一块长方体晶体,请沿垂直于光传播的方向,请设计一套给晶体的任意两个相对平行的面之间加上电场,并将其设计成一个零件,能够用于晶体的电光调制实验装中。要求描述设计思路。

28、结合电光调制实验,解释在我们所做的晶体电光调制实验中,是怎么将信号加载到光波,并又是怎么解调出来的,在调制中,我们该注意哪些问题。

29、结合晶体的电光调制实验,说说下图的意义。

30、根据你对光纤光学与半导体激光器实验的了解,汇出半导体激光器的P-I特性曲线,并在图中标注阈值电流值。

31、请设计一套能够方便演示基于晶体的纵向电光效应而进行电光调制的实验装置,并描述其工作原理。

32、什么是光纤的数值孔径?说出光纤数值孔径的物理意义及其测量方法。

33、在本学期实验中,我们多次碰到将激光耦合到光纤的情况,你觉得实验中所设计的耦合装置容易操作吗?请你自己设计一套将激光耦合到光纤的实验系统,并描述其操作方法。

34、在“光纤光学与半导体激光器实验”和“晶体的电光调制实验”中,都涉及到光信息的调制与解调的内容,请说出这两个实验中所涉及的调制与解调的异同,并说出两种调制方法的优缺点。35、音频信号的光纤传输实验中,我们看到的是一个实验箱,请根据你对这个实验的掌握,绘制出该实验的原理图,并用文字描述其实验原理。

36、根据你对全息照相实验的掌握,说说影响该实验成败的因素都有哪些,并定性说出这些因素是如何影响实验成败的?

37、光纤分束器是对光实现分路、合路、插入和分配的无源器件。你认为光纤分束器的内部结构是什么样的?请绘制出光纤分束器的内部结构图,并简要描述其分光原理。

38、光隔离器是一种只允许光波沿光路单向传输的非互易性光无源器件。请绘出光隔离的原理图,并用文字简要描述其工作原理。

39、光隔离器的作用是隔离反向光对前级工作单元的影响,请给出光隔离器的主要技术指标,并解释这些技术指标的含义。

40、请设计一套光纤压力传感器系统,并说明其工作原理。

41、请设计一套光纤温度传感器系统,并说明其工作原理。

42、请绘出半导体泵浦固体激光实验中的实验原理图,并用文字描述其工作原理。

43、请设计一套实验方案,验证我们实验中所用的半导体激光器的输出光是不是偏振光,说明验证的原理。

44、在压电陶瓷的微驱动实验中,你观察到的什么现象可以说明压电陶瓷带动镜片发生了运动,请简要介绍其中的原理。

45、在压电陶瓷的微驱动实验中,在已知激光波长的情况下,是否可以通过加载在压电陶瓷上的电压获得压电陶瓷的伸缩长度?请说明原因。

46、迈克逊干涉仪中的补偿板起什么作用?在压电陶瓷的微驱动实验中是否有用到补偿板?为什么?

47、在大学物理实验中,我们第一次用迈克尔逊干涉仪来测量He-Ne激光的波长,在那个实验装置中,在光照到干涉屏之前并没有使用扩束镜,但在我们的实验装置中,却需要用到扩束镜,请回顾大学物理实验中迈克尔逊干涉仪的实验装置和压电陶瓷的微驱动实验装置的异同,说明压电陶瓷的微驱动实验需要使用扩束镜的原因。

48、请根据你对实验数据的处理,谈谈数据处理软件在实验数据处理中的重要作用。

光电实验报告

长春理工大学 光电信息综合实验一实验总结 姓名:__________ 学号:S1******* 指导教师:__________ 专业:信息与通信工程 学院:电子信息工程 2016年5月20号

实验一:光电基础知识实验 1、实验目的 通过实验使学生对光源,光源分光原理,光的不同波长等基本概念有具体认识。 2、实验原理 本实验我们分别用了普通光源和激光光源两种。普通光源光谱为连续光谱,激光光源是半导体激光器。在实验中我们利用分光三棱镜可以得到红橙黄绿青蓝紫等多种波长的光辐射。激光光源发射出来的是波长为630纳米的红色光。 3、实验分析 为了找到光谱需要调节棱镜,不同的面对准光源找出光谱,棱镜的不同面对准光源产生的光谱清晰度不同,想要清晰的光谱就需要通过调节棱镜获得。 实验二:光敏电阻实验 1、实验目的 了解光敏电阻的光照特性,光谱特性和伏安特性等基本特性。 2、实验原理 在光线的作用下,电子吸收光子的能量从键和状态过渡到自由状态,弓I起电导率的变化,这种现象称为光电导效应。光电导效应是半导体材料的一种体效应。光照越强,器件自身的电阻越小。光敏电阻无极性,其工作特性与入射光光强,波长和外加电压有关。 3、实验结果

当光敏电阻的工作电压(Vcc)为+5V时,通过实验我们看出来改变光照度的值,光源的电流值是发生变化的。光照度增加电流值也是增加的。测得实验数据如表2-1 : 表光敏电阻光照特性实验数据 得到的光敏电阻光照特性实验曲线: 光敏电阻伏安特性实验数据 型号:G5528 电压 (U) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 照度 (Lx) 50 电流 (mA 0 0.05 0 .11 0. 17 0.2 4 0.29 0.35 0 .42 0. 48 0.5 4 0.6 100 电流 (mA 0 0.09 0 .19 0.: 28 0.3 8 0.48 0.58 0 .67 0. 77 0.8 7 0.95 150 电流 (mA 0 0.12 0 .24 0.: 37 0.4 9 0.62 0.74 0 |.87 0. 98 1.1 2 1.19 表2-2光敏电阻伏安特性实验数据 光敏电阻光照 特 光照度 (Lx) 20 40 60 80 电流mA 0.37 0.52 0.68 0.78 寺性实验数据 100 120 140 160 180 0.88 1.00 1.07 1.18 1.24

光电管特性的研究讲义

课题光电管特性的研究 1.了解光电效应实验的基本规律和光的量子性; 教学目的 2.测定光电管的伏安特性,研究光电流强度与加在光电管两极间电压的关系; 3.测定光电管的光电特性,研究光电流强度与照在光电管阴极上光通量的关系。重难点 1.光电管的伏安特性和光电特性; 2.最小二乘法处理数据。 教学方法讲授、讨论、实验演示相结合。 学时 3个学时 一、前言 光电效应是指在光的作用下,从物体表面释放电子的现象,所逸出的电子称为光 电子。这种现象是1887年赫兹研究电磁波时发现的。在光电效应中,光不仅在被吸 收或发射时以能量h 的微粒出现,而且以微粒形式在空间传播,充分显示了光的粒 子性。 1905年爱因斯坦引入光量子理论,给出了光电效应方程,成功地解释了光电效应 的全部实验规律。1916年密立根用光电效应实验验证了爱因斯坦的光电效应方程,并 测定了普朗克常量。爱因斯坦和密立根都因为光电效应方面的杰出贡献,分别获得 1921年和1923年诺贝尔物理学奖。而今光电效应已经广泛地应用于各科技领域,例 如利用光电效应制成的光电管、光电倍增管等光电转换其间,把光学量转换成电学量 来测量。光电元件已成为石油钻井、传真电报、自动控制等生产和科研中不可缺少的 元件。 二、实验仪器 暗匣(内装光电管及小灯泡及米尺);光电效应实验仪(包括24V稳压电源、12V 可调稳压电源、1 3位数子电压表和电流表,分别指示光电管电压、光源电流和光电 2 流、调节光电管电压的电位器、调小灯电流的可变电阻)。

三、实验原理 金属或金属化合物在光的照射下有电子逸出的现象,称为光电效应,或称为光电发射。产生光电发射的物体表面通常接电源负极,所以又称为光电阴极,光电阴极往往不由纯金属制成,而常用锑钯或银氧钯的复杂化合物制成,因为这些金属化合物阴极的电子逸出功远较纯金属小,这样就能在较小光照下得到较大的光电流。把光电阴极和另一个金属电极-阳极仪器封装在抽成真空的玻璃壳里就成了光电管。光电管在现代科学技术中如自动控制、有声电影、电视、以及光讯号测量等方面都有重要的应用。 1905年爱因斯坦提出“光子”概念,光是由一些能量E h ν=的粒子组成的粒子流。按照光子理论,光电效应是光子与电子碰撞,光子把全部能量(h ν)传给电子,电子获得的能量,一部分用来克服金属表面对它的束缚,另一部分成为该电子(光电子)逸出金属表面后的动能。根据能量守恒有 2 max 12 h mv W ν=+ 该式就是著名的爱因斯坦光电效应方程。由于 一个电子只能吸收一个光子的能量,该式表明光电子的初动能与入射光的频率呈线性关系,与入射光子数无关。 本实验是利用真空光电管来研究这一实验的基本规律,验证爱因斯坦的光电子理论。实验原理图如图5.12-1所示,C 为光电管的阴极,A 为光电管的阳极,调节R ,可在A 、C 两极间获得连续变化的电压。光的强弱决定于光子的多少,当用一定强度的光照射到光电管阴极时,光子(h ν)流 射到C 上打出光电子,阴极释放的电子在电场的作用下向阳极迁移,回路中将形成光电流。光电流的大小与光电管两极间电压及光电管阴极的光通量(光通量与光强成正比)都有关。

光电探测技术实验报告

光电探测技术实验报告 班级:08050341X 学号:28 姓名:宫鑫

实验一光敏电阻特性实验 实验原理: 光敏电阻又称为光导管,是一种均质的半导体光电器件,其结构如图(1)所示。由于半导体在光照的作用下,电导率的变化只限于表面薄层,因此将掺杂的半导体薄膜沉积在绝缘体表面就制成了光敏电阻,不同材料制成的光敏电阻具有不同的光谱特性。光敏电阻采用梳状结构是由于在间距很近的电阻之间有可能采用大的灵敏面积,提高灵敏度。 实验所需部件: 稳压电源、光敏电阻、负载电阻(选配单元)、电压表、 各种光源、遮光罩、激光器、光照度计(由用户选配) 实验步骤: 1、测试光敏电阻的暗电阻、亮电阻、光电阻 观察光敏电阻的结构,用遮光罩将光敏电阻完全掩 盖,用万用表测得的电阻值为暗电阻 R暗,移开遮光罩,在环境光照下测得的光敏电阻的 阻值为亮电阻,暗电阻与亮电阻之差为光电阻,光 电阻越大,则灵敏度越高。 在光电器件模板的试件插座上接入另一光敏电阻, 试作性能比较分析。 2、光敏电阻的暗电流、亮电流、光电流 按照图(3)接线,电源可从+2~+8V间选用,分别在暗光和正常环境光照下测出输出电压V暗和V亮则暗电流L暗=V暗/R L,亮电流L亮=V亮/R L,亮电流与暗电流之差称为光电流,光电流越大则灵敏度越高。 分别测出两种光敏电阻的亮电流,并做性能比较。 图(2)几种光敏电阻的光谱特性 3、伏安特性: 光敏电阻两端所加的电压与光电流之间的关系。 按照图(3)分别测得偏压为2V、4V、6V、8V、10V、12V时的光电流,并尝试高照射光源的光强,测得给定偏压时光强度的提高与光电流增大的情况。将所测得的结果填入表格并作出V/I曲线。 注意事项: 实验时请注意不要超过光电阻的最大耗散功率P MAX, P MAX=LV。光源照射时灯胆及灯杯温度均很高,请勿用手触摸,以免烫伤。实验时各种不同波长的光源的获取也可以采用在仪器上的光源灯泡前加装各色滤色片的办法,同时也须考虑到环境光照的影响。

光电检测实验报告

光电检测试验报告 专业:应用物理学 姓名:叶长军 学号:10801030125 指导教师:王颖 实验时间:2011.4 重庆理工大学光电信息学院

实验一 光敏电阻特性实验 实验原理: 利用具有光电导效应的半导体材料制成的光敏传感器叫光敏电阻。光敏电阻采用梳 状结构是由于在间距很近的电阻之间有可能采用大的灵敏面积,提高灵敏度。 内光电效应发生时,光敏电阻电导率的改变量为: p n p e n e σμμ?=???+??? ,e 为 电荷电量,p ?为空穴浓度的改变量,n ?为电子浓度的改变量,μ表示迁移率。当两端加上电压U 后,光电流为:ph A I U d σ=??? 式中A 为与电流垂直的表面,d 为电极间的间距。在一定的光照度下,σ?为恒定的值,因而光电流和电压成线性关系。 光敏电阻的伏安特性如图1-2所示,不同的光照度可以得到不同的伏安特性,表明 电阻值随光照度发生变化。光照度不变的情况下,电压越高,光电流也越大,光敏电阻的工作电压和电流都不能超过规定的最高额定值。 图1-2光敏电阻的伏安特性曲线 图1-3 光敏电阻的光照特性曲线 实验仪器: 稳压电源、光敏电阻、负载电阻(选配单元)、电压表、各种光源、遮光罩、激光器、光照度计(做光照特性测试,由用户自备或选配) 实验步骤: 1. 测试光敏电阻的暗电阻、亮电阻、光电阻 观察光敏电阻的结构,用遮光罩将光敏电阻完全掩盖,用万用表欧姆档测得的电阻值为 暗电阻R 暗,移开遮光罩,在环境光照下测得的光敏电阻的阻值为亮电阻R 亮,暗电阻 与亮电阻之差为光电阻,光电阻越大,则灵敏度越高。 在光电器件模板的试件插座上接入另一光敏电阻,试作性能比较分析。 2. 光敏电阻的暗电流、亮电流、光电流 按照图1-5接线,分别在暗光及有光源照射下测出输出 电压暗和U 亮,电流L 暗=U 暗/R,亮电流L 亮=U 亮/R ,亮电流 与暗电流之差称为光电流,光电流越大则灵敏度越高。 3. 光敏电阻的伏安特性测试 按照上图接线,电源可从直流稳压电源+2~+12V 间选用, 每次在一定的光照条件下,测出当加在光敏电阻上电压 为 +2V ;+4V ;+6V ;+8V ;+10V ;+12V 时电阻R 两端的电压U R ,

《光电子技术实验》指导书

《光电子技术实验》指导书 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院 2010年12月 实验规则及注意事项 由于本实验课所用设备属于高技术实验系统,许多组件价格昂贵,易于损坏,所以实验者在做实验前应该充分复习实验大纲上的内容,实验者在做实验时应注意以下几点事项: 1.操作光纤时应注意不能用力拉扯光纤,不能随意弯曲光纤。实验时不要用手碰动与实验无关的光纤部分。 2.实验调节电流时注意不要使工作电流超过限额。电流过大有可能损坏光源和光探测器以及其它有源器件。 3.不能直视光纤、激光器出射的光束! 4.调节光学微调架时要小心、轻力,严禁强力搬拧光学微调架。 目录 实验1:光源与光纤耦合调整及光纤损耗特性测量实验 (4) 实验2:光纤温度传感系统特性实验 (8) 实验一.光源与光纤耦合调整及光纤损耗特性测量实验 一.实验目的 (1)了解提高光源与光纤耦合效率的原理及方法。重点掌握光路调整及光纤处理的基本方法。

(2) 了解光纤损耗的定义,掌握光纤衰减的测试方法。 二. 实验原理 1. 光源与光纤耦合调整实验原理 (1) 直接耦合:这种方法将光纤的端面直接靠近光源的发光面,为了保证耦合 的效率,光纤的端面必须经过特殊处理,而且光纤端面与光源发光面的距离要尽可能的近。光源的发光面不应该大于纤芯的横截面面积,这是为了避免较大的耦合损耗。通常带尾纤的光源都使用这种耦合方式。这种耦合方法对光源耦合封装工艺技术要求较高。 (2) 使用透镜耦合:具体方法描述如下——将光源发出的光通过透镜聚焦到光 纤的纤芯上,可以使光源与光纤的耦合效率提高。具体原理见图1。 五维调节架五维调节架 图1.透镜耦合 (3) 利用五维调节架对光纤入端及出端进行位置调整,使输出功率达到最大。 (4) 耦合效率的计算(适合所有的耦合方法): 2 1P P ≡η 其中P 1为输出功率,P 2为输入功率。 2. 光纤损耗特性测量实验 光纤衰减是光纤中光功率减少量的一种度量,它取决于光纤的工作波长类型和长度,并受测量条件的影响。

光电子技术实验讲义

《光电了技术实验》 实验讲义 光信息教研室

2012年9月

目录 实验一LD/LED 的P-I-V 特性曲线测试............. - 2 -实验二光纤数值孔径测量实验................ - 8 - 实验三光源调制与解调实验 (10) 实验四电光调制实验 (15) 实验五声光调制实验 (19) 实验六、APD特性参数的测量 (25)

实验一 LD/LED 的P-I-V 特性曲线测试 、实验目的 1、通过测试LD/LED 的功率一电流(P-I )特性曲线和电压一电流(V-I )特性曲线,计算阈 值电流(I th ),掌握LED 发光二极管和LD 半导体激光器的工作特性。 、实验内容 1、测试LD/LED 的功率一电流(P-I )特性曲线和电压一电流(V-I )特性曲线。 三、 实验仪器 1、 LD 激光二极管(带尾纤输出, FC 型接口) 1 只 2、 LED 发光二极管 1 只 3、 LD/ LED 电流源 1 台 4、 光功率计 1 台 5、 万用表 1 台 四、 实验原理 激光器是使工作物质实现粒子数反转分布产生受激辐射,再利用谐振腔的正反馈,实现光放 大而产生激光振荡的。激光,其英文 LASER 就是 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiatio n (受激辐射的光放大)的缩写。 1、半导体激光器的结构 半导体是由大量原子周期性有序排列构成的共价晶体,由于邻近原子的作用,电子所处的能 态扩展成能级连续分布的能带,如下图( a )所示,能量低的能带称为价带,能量高的能带称为 导带,导带底的能量 Eu 和价带顶的能量E 之间的能量差E u E l E g 称为禁带宽度或带隙, 不同的半导体材料有不同的带隙。本征半导体中导带和价带被电子和空穴占据的几率是相同的, N 型半导体导带被电子占据的几率大, P 型半导体价带被空穴占据的几率大。如下图( b )、 (c ) 所示。 图1半导体激光器的电子和空穴分布 半导体激光器的结构多种多样,基本结构是下图所示的双异质结平面条形结构。这种结构由 三层不同类型半导体材料构成,中间层通常为厚度为 0.1?0.3卩m 的窄带隙P 型半导体,称为有 源层,作为工作介质,两侧分别为具有较宽带隙的 N 型和P 型半导体,称为限制层。具有不同带 隙宽度的两种半导体单晶之间的结构称为异质结。有源层与右侧的 导带 ? 4 * 4 ? ? ? ? ? ? ?* 带常 Eg 1 E L Q Q O 匚|_ O Q O O o O 卒征半导体 N 型半导体 a b N 层之间形成的是 P--N 异质 P 型半导体

光电信息技术实验报告(DOCX 42页)

光电信息技术实验报告(DOCX 42页)

华中科技大学 实验课程学生实验报告 实验课程名称光电信息技术实验 专业班级光电1107班 学生姓名李悌泽 学号 u201115116 课程负责人陈晶田、黄鹰

目录 实验一阿贝原理实验 (3) 实验二激光平面干涉仪实验 (7) 实验三用原子力显微镜(AFM)进行纳米表面形貌分析10 实验四光电直读光谱仪实验 (14) 实验五光谱法物质成分分析实验 (20) 实验六光电透过率实验 (24) 实验七摄像机原理与视频图像叠加实验 (29) 实验八、光谱透过率实验 (33) 实验九红外报警器的设计与调试 (42)

实验一阿贝原理实验 一、实验目的 1.熟悉阿贝原理在光学测长仪器中的应用。 二、实验原理 1.阿贝比较原则: 此为万能工具显微镜的结构图,其特点是标准件与被测件轴线不在一条线上,而处于平行状况。产生的阿贝误差如下:

只有当导轨存在不直度误差,且标准件与被测件轴线不重合才产生阿贝误差。阿贝误差按垂直面、水平面分别计算。 在违反阿贝原则时,测量长度为l的工件引起的阿贝误差是总阿贝误差的l/L。为避免产生阿贝误差,在测量长度时,标准件轴线应安置在被测件轴线的延长线上。 2.阿贝测长仪 阿贝测长仪中,标准件轴线与被测件轴线为串联型式,无阿贝误差,为二阶误差。

三、实验内容 1.用万能工具显微镜进行测长实验 测量1角,5角硬币及圆形薄片的直径,用数字式计量光栅读数,每个对象测量10次,求算术平均值和均方根值。 实验步骤: 瞄准被测物体一端,在读数装置上读数,再瞄准物体另一端,在读书装置上再读一个数据,两次读数之差即为物体长度。 2.阿贝测长仪进行长度测量实验 采用传统目视法读数,实验步骤同上。 四、实验数据与分析 1.万能工具显微镜数据结果

光电检测试验讲义

光电检测试验讲义

实验一 光敏电阻特性参数测量及暗光街灯实验 一、实验目的: 1、了解光敏电阻的电阻特性,掌握光敏电阻的伏安特性及其随光照强度的变化规律。 2、利用光敏电阻的电阻变化特性,将之作为街灯自动点亮与熄灭的传感器件,掌握基于光敏电阻的暗光街灯的工作原理及应用。 二、实验原理: 光敏电阻是最典型的光电效应器件,即其电导率随光照强度而发生变化。半导体光电导器件是利用半导体材料的光电导效应制成的光电探测器件。本实验旨在测定光敏电阻在不同光照环境下的电阻值,并测定其伏安特性随光照强度的变化规律。 根据实验测定,光敏电阻的电阻值随光亮度的增大而迅速减小。利用这一特性,设计了暗光街灯演示实验。其原理是当环境变暗时光敏电阻的阻值增大,当亮度降低到一定值时,即光敏电阻值增大到某一阈值时,光电传感电路系统自动点亮小灯泡,从而达到与暗光街灯相似的目的。 三、实验所需单元: 直流稳压电源,光敏电阻,数字电压表,电流(毫安)表,暗光街灯电路, 小灯泡(负载),万用表。 四、实验步骤: (一)光敏电阻特性测试 万用表 图 1.1 暗、 图 1.2 伏安 mA U I

(1) 光敏电阻的暗、亮电阻测定。如图3.1所示,用万用表从光敏电子两端测定它在不同光照条件下的电阻值,将测得的结果填入表格。 (2) 光敏电阻伏安特性测定。按图1.2所示连接各元件和单元,检查连接无误后,开启电源。用一挡光物(如黑纸片或瓶盖)遮住光敏电阻(视为全暗),分别接插不同的电压U 值(可调电压的获取:通过面板“电机控制1”或“电机控制2”的Vin 输入5V ,Vout 可输出如0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0, 4.5,5.0V 等不同电压值),利用电流表测定流过光敏电阻的电流值I ,数字电压表测定U 值。 改变光敏电阻的光照强度(如全暗、日光灯、手电筒、激光照射),重复测定I 与U 的关系,可得到图1.3所示的伏安特性关系曲线族。 (3) 分析上述测量结果, 进一步了解光敏电阻的光敏特性,掌握其中的变化规律。 光 照 状 况 全 暗 日光灯照射 手电筒斜照射 手电筒直照射 激光照射 光敏电阻值(k ) I U 图 1.3 光敏电 光照

实验讲义-光电效应-2013.9

实验4.3光电效应和普朗克常数的测量 1887年德国物理学家H.R.赫兹发现电火花间隙受到紫外线照射时会产生更强的电火花。赫兹的论文《紫外光对放电的影响》发表在1887 年《物理学年鉴》上。论文详细描述了他的发现。赫兹的论文发表后,立即引起了广泛的反响,许多物理学家纷纷对此现象进行了研究,用紫外光或波长更短的X 光照射一些金属,都观察到金属表面有电子逸出的现象,称之为光电效应。 对光电效应现象的研究,使人们进一步认识到光的波粒二象性的本质,促进了光量子理论的建立和近代物理学的发展,现在光电效应以及根据光电效应制成的各种光电器件已被广泛地应用于工农业生产、科研和国防等各领域。 【实验目的】 ① 通过实验加深对光的量子性的认识; ② 验证爱因斯坦方程,并测量普朗克常数以及阴极材料的“红限”频率。 【实验原理】 一、光电效应及其实验规律 当一定频率的光照射到某些金属表面上时,可以使电子从金属表面逸出,这种现象称为光电效应,所产生的电子称为光电子。 研究光电效应的实验装置如图4.3.1所示,入射光照射到阴极K 时,由光电效应产生的光电子以某一初动能飞出,光电子受电场力的作用向阳极A 迁移而构成光电流。一定频率的光照射阴极K 所得到的光电流I 和两极间的电压U 的实验曲线如图4.3.2所示。随着光电管两端电压的增大,光电流趋于一个饱和值m I ,当U ≤S U 时,光电流为零,S U 称为反向遏止电压。 总结所有的实验结果,光电效应的实验规律可归纳为: (1) 对于一种阴极材料,当照射光的频率确定时,饱和光电流m I 的大小与入射光的强度 成正比。 图4.3.1光电效应实验装置示意图 0 U S U 图4.3.2 U ——I 特性曲线

光电效应实验报告

南昌大学物理实验报告 学生姓名:黄晨学号:专业班级:应用物理学111班班级编号:S008实验时间:13时 00 分第3周星期三座位号: 07 教师编号:T003成绩: 光电效应 一、实验目的 1、研究光电管的伏安特性及光电特性;验证光电效应第一定律; 2、了解光电效应的规律,加深对光的量子性的理解; 3、验证爱因斯坦方程,并测定普朗克常量。 二、实验仪器 普朗克常量测定仪 三、实验原理 当一定频率的光照射到某些金属表面上时,有电子从金属表面逸出,这种现 象称为光电效应,从金属表面逸出的电子叫光电子。实验示意图如下 图中A,K组成抽成真空的光电管,A为阳极,K为阴极。当一定频率v的光射到金属材料做成的阴极K上,就有光电 子逸出金属。若在A、K两端加上电压后光电子将由K定向的运动到A,在回 路中形成电流I。 当金属中的电子吸收一个频率为v的光子时,便会获得这个光子的全部能量, 如果这些能量大于电子摆脱金属表面的溢出功W,电子就会从金属中溢出。 按照能量守恒原理有

南昌大学物理实验报告 学生姓名:黄晨学号:专业班级:应用物理111 班级编号:S008实验时间:13 时00分第03周星期三座位号: 07 教师编号:T003成绩: 此式称为爱因斯坦方程,式中h为普朗克常数,v为入射光频。v存在截止频率,是的吸收的光子的能量恰好用于抵消电子逸出功而没有多余的动能,只有当入射光的频 率大于截止频率时,才能产生光电流。不同金属有不同逸出功,就有不同的截止频率。 1、光电效应的基本实验规律 (1)伏安特性曲线 当光强一定时,光电流随着极间电压的增大而增大,并趋于一个饱和值。 (2)遏制电压及普朗克常数的测量 当极间电压为零时,光电流并不等于零,这是因为电子从阴极溢出时还具有初动能,只有加上适当的反电压时,光电流才等于零。 南昌大学物理实验报告 学生姓名:黄晨学号:59 专业班级:应用物理学111班班级编号:S008实验时间:13时 00 分第3周星期三座位号: 07 教师编号:T003成绩: 四、实验步骤 1.调整仪器,接好电源,按下光源按钮,调节透镜位置,让光汇聚到单色 仪的入射光窗口,用单色仪出光处的挡光片2挡住光电管窗口,调节单色仪 的螺旋测微器,即可在挡光片上观察到不同颜色的光。 2、用单色仪入口光窗口处的挡光片1挡住单色仪的入口,移开挡光片2,将 单色仪与光电管部分的黑色的链接套筒连接起来形成暗盒,将测量的放大器 “倍率”旋钮置于(10^-5),对检流计进行调零。 3、按下测量按钮借给光电管接上电压,电压表会有读数,此式检流计会有 相应的电流读数,此时所读得得即为光电管的暗电流。 4、旋转电压调节的旋钮,仔细记录从不同电压下的相应的暗电流。让出射

光电显示技术期末复习资料

光电显示技术期末复习资料 第一章绪论 (2) 1、光电显示器件有哪些分类? (3) 2、表征显示器件的主要性能指标有哪些? (3) 3、简述色彩再现原理。 (3) 4、人眼的视觉特性 (3) 5、简述人眼的视觉原理。 (4) 第二章液晶显示技术(LCD) (4) 1、简述液晶的种类与特点。 (4) 2、简述热致液晶分类和特点。 (5) 3、试述液晶显示器的特点。 (5) 4、什么是液晶的电光效应? (5) 5、LCD显示产生交叉效应的原因是什么? 用什么方法克服交叉效应? (5) 6、液晶有哪些主要的物理特性? (5) 7、简述TFT-LCD的工作原理。 (6) 8、简述TN-LCD的基本结构及工作原理。 (6) 9、液晶显示器驱动方法有哪几种方式? (7) 10、液晶显示控制器有哪些特性? (7) 11、自然光和偏振光的区别是什么?简述偏振光的分类及线偏振光的特点。 (7) 12、LCD结构和显示原理。 (7) 第四章发光二极管LED和有机发光二极管OLED显示技术 (10) 1、简述有机发光二极管显示器发光过程。 (10) 2、以ITO阳极-空穴传输层-发光层-电子传输层-金属阴极结构OLED为 例说明每一功能层的作用,并简述其工作原理。 (10) 3、简述影响OLED发光效率的主要因素和提高发光效率的措施。 (11) 4、OLED如何实现彩色显示? (11) 5、简述LED工作原理。 (11) 6、简述LED驱动方式。 (12) 7、OLED的结构与工作原理。 (12) 8、OLED的特点有哪些? (12) 第六章激光显示技术(LDT) (12) 1、激光具有哪些特性? (13) 2、激光用于显示具有哪些优势? (13) 第七章新型光电显示技术 (13) 1、场致发射显示(FED)结构及工作原理 (13) 2、真空荧光显示器(VFD)结构及工作原理 (14) 第八章大屏幕显示技术 (14) 1、DLP特点及工作原理 (14) 2、LCOS特点及工作原理 (15)

大学物理实验 光电效应测量普朗克常量

实验题目:光电效应测普朗克常量 实验目的: 了解光电效应的基本规律。并用光电效应方法测量普朗克常量和测定光电管的光电特性曲线。 实验原理: 当光照在物体上时,光的能量仅部分地以热的形式被物体吸收,而另一部分 则转换为物体中某些电子的能量,使电子逸出物体表面,这种现象称为光电 效应,逸出的电子称为光电子。 光电效应实验原理如图1所示。 1. 光电流与入射光强度的关系 光电流随加速电位差U 的增加而增加,加速电位差增加到一定量值后, 光电流达到饱和值和值I H ,饱和电流与光强成正比,而与入射光的频率无关。 当U= U A -U K 变成负值时,光电流迅速减小。实验指出,有一个遏止电位差U a 存在,当电位差达到这个值时,光电流为零。 2. 光电子的初动能与入射频率之间的关系 光电子从阴极逸出时,具有初动能,在减速电压下,光电子逆着电场力方向由K 极向A 极运动。当U=U a 时,光电子不再能达到A 极,光电流为零。所以电子的初动能等于它克服电场力作用的功。即 a eU mv 2 2 1 (1) 每一光子的能量为hv ,光电子吸收了光子的能量hν之后,一部分消耗于克服电子的逸出功A,另一部分转换为电子动能。由能量守恒定律可知:A mv hv 2 2 1 (2) 由此可见,光电子的初动能与入射光频率ν呈线性关系,而与入射光的强度无关。 3. 光电效应有光电存在 实验指出,当光的频率0v v 时,不论用多强的光照射到物质都不会产生光电效应,根据式(2), h A v 0,ν0称为红限。 由式(1)和(2)可得:A U e hv 0,当用不同频率(ν1,ν2,ν3,…,νn )的单色光分 别做光源时,就有:A U e hv 11,A U e hv 22,…………,A U e hv n n ,

光电检测技术的现状及发展趋势

光电检测作为光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术,主要包括光信息获取、光电变换、光信息测量以及测量信息的智能化处理等,具有精度高、速度快、距离远、容量大、非接触、寿命长、易于自动化和智能化等优点,在国民经济各行业中得到了迅猛的发展和广泛的应用,如光扫描、光跟踪测量,光纤测量,激光测量,红外测量,图像测量,微光、弱光测量等,是当前最主要和最具有潜力的光电信息技术。本文从光电检测技术本身特点出发,分析其发展现状及发展趋势。 一、光电检测技术的概述 光电检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术。它主要利用电子技术对光学信号进行检测,并进一步传递、储存、控制、计算和显示。光电检测技术从原理上讲可以检测一切能够影响光量和光特性的非电量。它可通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息,然后用光电探测器件将光学信息量变换成电量,并进一步经过电路放大、处理,以达到电信号输出的目的。然后采用电子学、信息论、计算机及物理学等方法分析噪声产生的原因和规律,以便于进行相应的电路改进,更好地研究被噪声淹没的微弱有用信号的特点与相关性,从而了解非电量的状态。微弱信号检测的目的是从强噪声中提取有用信号,同时提高测系统输出信号的信噪比。 光电检测的系统机构比较简单,分为信号的处理器,受光器,光源。在实际检测过程中,受光器在获得感知信号后,就会被反映为不同形状、颜色的信号,同时根据这些器件所处在的不同位置,就能够将他分为反射型与透过型的两种比较的模式。光电检测的媒介光应当是自然的光,例如白炽灯或者萤光灯。特别是随着这些技术的发展,光电技术也取得的非常好发展。由于投光器在发出光后,会以不一样的方式触摸这些被检测物中,直到照射到检测系统中的受光器中,同时受光器在此刺激下,会产生一定量的电流,这就是我们常说的光敏性的原件,实际生活中应用比较广泛的有三极管、二极管。 光电检测技术主要包括光电变换技术、光信息获取与光信息测量技术以及测量信息的光电处理技术等。光电检测技术将光学技术与电子技术相结合实现对各种量的测量,它具有高精度、高速度、远距离、大量程、非接触测量等特点。 二、光电检测技术的发展现状

光电效应实验报告

光电效应 【实验目的】 (1)了解光电效应的规律,加深对光的量子性的认识。 (2)测量普朗克常量h。 【实验仪器】 ZKY-GD-4光电效应实验仪,其组成为:微电流放大器,光电管工作电源,光电管,滤色片,汞灯。如下图所示。 【实验原理】 光电效应的实验原理如图1所示。入射光照射到光电管阴极K上,产生的光电子在电场 的作用下向阳极A迁移构成光电流,改变外加电压,测量出光电流I的大小,即可得出光电管的伏安特性曲线。 光电效应的基本实验事实如下: (1)对应于某一频率,光电效应的I-关系如图2所示。从图中可见,对一定的频率, 有一电压U0,当≦时,电流为零,这个相对于阴极的负值的阳极电压U0,被称为截止电压。 (2)当≧后,I迅速增加,然后趋于饱和,饱和光电流IM的大小与入射光的强度P成

正比。 (3)对于不同频率的光,其截止电压的值不同,如图3所示。 (4)截止电压U0与频率的关系如图4所示,与成正比。当入射光频率低于某极限值 (随不同金属而异)时,不论光的强度如何,照射时间多长,都没有光电流产生。 (5)光电效应是瞬时效应。即使入射光的强度非常微弱,只要频率大于,在开始照射后立即有光电子产生,所经过的时间至多为秒的数量级。 按照爱因斯坦的光量子理论,光能并不像电磁波理论所想象的那样,分布在波阵面上,而是集中在被称之为光子的微粒上,但这种微粒仍然保持着频率(或波长)的概念,频率为的光子具有能量E = h,h为普朗克常数。当光子照射到金属表面上时,一次被金属中的电子全部吸收,而无需积累能量的时间。电子把这能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引力,余下的就变为电子离开金属表面后的动能,按照能量守恒原理,爱因斯坦提出了著名的光电效应方程: (1) 式中,A为金属的逸出功,为光电子获得的初始动能。 由该式可见,入射到金属表面的光频率越高,逸出的电子动能越大,所以即使阳极电位比阴极电位低时也会有电子落入阳极形成光电流,直至阳极电位低于截止电压,光电流才为零,此时有关系: (2) 阳极电位高于截止电压后,随着阳极电位的升高,阳极对阴极发射的电子的收集作用越强,光电流随之上升;当阳极电压高到一定程度,已把阴极发射的光电子几乎全收集到阳极,再增加时I不再变化,光电流出现饱和,饱和光电流的大小与入射光的强度P成正比。

光纤通信系统实验指导书

光纤通信系统实验指导书 光纤通信系统实验指导书 桂林电子科技大学信息科技学院 二零零九年三月 目录 实验一数字光纤传输测试系统实验 (2) 实验二SDH点对点组网2M配置实验 (9)

实验三SDH 链型组网配置实验 (17) 实验四SDH 环形组网配置实验 (27) 实验一数字光纤传输测试系统实验 概述 光纤通信是利用光波作为载波,以光纤作为传输媒质实现信息传输,是一种最新的通信技术。 光纤是光导纤维的简称。光纤通信是以光波为载频,以光导纤维为传输媒质

的一种通信方式。光纤通信使用的波长在近红外区,即波长800~1800nm,可分为短波长波段(850nm)和长波长波段(1310nm和1550nm),这是目前所采用的三个通信窗口。 通信发展过程是以不断提高载频频率来扩大通信容量,光是一种频率极高的电磁波(3×1014HZ),因此用光作载波进行通信容量极大,是过去通信方式的千百倍,具有极大的吸引力,是通信发展的必然方向。 光纤通信有许多优点:首先它有极宽的频带。目前我国已完成了10Gbps的光纤通信系统,这意味着在125um的光纤中可以传输大约11万路电话。其次,光纤的传输损耗很小,传统的同轴电缆损耗约在5dB/Km以上,站间距离不足10Km;而工作在1.55um的光纤最低已达到0.2dB/Km的损耗,站间无中继传输可达100Km以上。另外,光纤通信还具有抗电磁干扰、抗腐蚀、抗辐射等特点,它 。 在地球上有取之不尽,用之不竭的光纤原材料—SiO 2 光纤通信可用于市话中继线,长途干线通信,高质量彩色电视传输,交通监控指挥,光纤局域网,有线电视网和共用天线(CATV)系统。 波分复用技术(WDM)的出现,使光纤传输技术向更高的领域发展,实现信息宽带、高速传输。 光纤通信将会在光同步数字体系(SDH)、相干光通信、光纤宽带综合业务数字网(B—ISDN)、用户光纤网、ATM及全光通信有进一步发展。 光纤通信系统主要由三部分组成:光发射机、传输光纤和光接收机。其电/光和光/电变换的基本方式是直接强度调制和直接检波。实现过程如下:输入电信号既可以是模拟信号(如视频信号、电话语音信号、正弦波或三角波信号),也可以是数字信号(如计算机数据、PCM编码信号、数字信号源信号);调制器将输入的电信号转换成适合驱动光源器件的电流信号并用来驱动光源器件,对光源器件进行直接强度调制,完成电/光变换的功能;光源 输出的光信号直接耦合到传输光纤中,经一定长度的光纤传输后送达接收端;在接收端,光电检测器对输入的光信号进行直接检波,将光信号转换成相应的电信号,再经过放大恢复等电信号处理过程,以弥补线路传输过程中带来的信号损伤(如损耗、波形畸变),最后输出和原始输入信号相一致的电信号,从而完成整个传送过程。 根据所使用的光波长、传输信号形式、传输光纤类型和光接收方式的不同,光纤通信系统可分成:

光电效应讲义

实验三 光电效应 【实验目的】 1. 加深对光的量子性的认识。 2. 验证爱因斯坦方程,测定普朗克常数。 3. 测定光电管的伏安特性曲线。 【实验原理】 当一定频率的光照射到某些金属表面上时,可以使电子从金属表面逸出,这种现象称为光电效应.所产生的电子,称为光电子。光电效应是光的经典电磁理论所不能解释的。1905年爱因斯坦依照普朗克的量子假设,提出了光子的概念。他认为光是一种微粒 — 光子;频率为ν 的光子具有能量h ν,h 为普朗克常数,目前国际公认值为h =(6.6260755±0.0000040)×10-34 J ·s 。当金属中的电子吸收一个频率为ν 的光子时,便获得这光子的全部能量h ν,如果这能量大于电子摆脱金属表面的约束所需要的逸出功W ,电子就会从金属中逸出.按照能量守恒原理有: W v m h m +=22 1ν (3.1) 上式称为爱因斯坦方程,其中m 和v m 是光 电子的质量和最大速度,221m v m 是光电子逸 出表面后所具有的最大动能.它说明光子能 量h ν小于W 时,电子不能逸出金属表面, 因而没有光电效应产生;产生光电效应的入 射光最低频率ν0=W /h ,称为光电效应的极 限频率(又称红限)。不同的金属材料有不同 的逸出功,因而ν0也是不同的。 用光电管进行光电效应实验,测量普朗 克常数的实验原理如图3.1所示。图中K 为 图3.1光电效应实验原理图光电管的阴极,A 为阳极,微安表用于测量微小的光电流,电压表用于测量光电管两极间的电压,E 为电源,R 提供的分压可以改变光电管两极间的电势差。当单色光入射到光电管的阴极K 上时,如有光电子逸出,则当阳极A 加正电势,K 加负电势时,光电子就被加速;而当K 加正电势,A 加负电势时,光电子就被减速。当A 、K 之间所加电压U 足够大时,光电流达到饱和值I m ,当U ≤-U 0,并满足方程

全息照相实验实验报告(全面)

物理与光电工程学院 光电信息技术实验报告 姓名:张皓景 学号:20111359069 班级:光信息科学与技术专业2011级2班实验名称:全息照相实验 任课教师:裴世鑫

一、实验目的 1.了解光学全息照相的基本原理及其主要特点。 2.学习全息照相的拍摄方法和实验技术。 3.了解全息照相再现物像的性质、观察方法。 二、实验仪器 三、实验装置示意图 5底片 图1 全息照相光路 四、实验原理 全息照相是一种二步成像的照相技术。第一步采用相干光照明,利用干涉原理,把物体

在感光材料(全息干版)处的光波波前纪录下来,称为全息图。第二步利用衍射原理,按一定条件用光照射全息图,原先被纪录的物体光波的波前,就会重新激活出来在全息图后继续传播,就像原物仍在原位发出的一样。需要注意的是我们看到的“物”并不是实际物体,而是与原物完全相同的一个三维像。 1.全息照相的纪录——光的干涉 由光的波动理论知道,光波是电磁波。一列单色波可表示为: 2cos(t )r x A πω?λ=+- (1) 式中,A 为振幅,ω 为圆频率,λ 为波长,φ 为波源的初相位。 一个实际物体发射或反射的光波比较复杂,但是一般可以看成是由许多不同频率的单色光波的叠加: 12cos(t )n i i i i i r x A πω?λ==+- ∑ (2) 因此,任何一定频率的光波都包含着振幅(A )和位相(ωt+φ-2πr/λ)两大信息。 全息照相的一种实验装置的光路如图(1)所示。激光器射出的激光束通过分光板分成两束,一束经透镜扩束后照射到被摄物体上,再经物体表面反射(或透射)后照射到感光底片(全息干版)上,这部分光叫物光。另一束经反射镜改变光路,再由透镜扩大后直接投射到全息干版上,这部分光称为参考光。由于激光是相干光,物光和参考光在全息底片上叠加,形成干涉条纹。因为从被摄物体上各点反射出来的物光,在振幅上和相位上都不相同,所以底片上各处的干涉条纹也不相同。强度不同使条纹明暗程度不同,相位不同使条纹的密度、形状不同。因此,被摄物体反射光中的全部信息都以不同明暗程度和不同疏密分布的干涉条纹形式记录下来,经显影、定影等处理后,就得到一张全息照片。这种全息照片和普通照片截然不同,一般在全息照片上只有通过高倍显微镜才能看到明暗程度不同、疏密程度不同的干涉条纹。由于干涉条纹密度很高,所以要求记录介质有较高的分辨率,通常达1000 条线/毫米以上,故不能用普通照相底片拍摄全息图。 2.全息照相的再现——光的衍射 由于全息照相在感光板上纪录的不是被摄物的直接形象,而是复杂的干涉条纹,因此全息照片实际上相当于一个衍射光栅,物象再现的过程实际是光的衍射现象。要看到被摄物体的像,必须用一束同参考光的波长和传播方向完全相同的光束照射全息照片,这束光叫再现光。这样在原先拍摄时放置物体的方向上就能看到与原物形象完全一样的立体虚像。如图2 所示把拍摄好的全息底片放回原光路中,用参考光波照射全息片时,经过底片衍射后有三部分光波射出。 0 级衍射光——它是入射再现光波的衰减。 +1 级衍射光——它是发散光,将形成一个虚像。如果此光波被观察者的眼睛接收,就等于接收了原被摄物发出的光波,因而能看到原物体的再现像。

光电显示技术实验讲义

实验一有机发光器件(OLED)参数测量 一、实验目的: 1.了解有机发光显示器件的工作原理及相关特性; 2.掌握OLED性能参数的测量方法; 二、实验原理简介: 1979年,柯达公司华裔科学家邓青云(Dr. C. W. Tang)博士发现黑暗中的有机蓄电池在发光,对有机发光器件的研究由此开始,邓博士被誉为OLED之父。 OLED (Organic Light Emitting Display,中文名有机发光显示器)是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下,通过载流子注入和复合导致发光的现象。OLED用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极,在一定电压驱动下,电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层,电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层,并在发光层中相遇,形成激子并使发光分子激发,后者经过辐射弛豫而发出可见光。辐射光可从ITO一侧观察到,金属电极膜同时也起了反射层的作用。 图1:OLED结构示意图 与LCD相比,OLED具有主动发光,无视角问题,重量轻,厚度小,高亮度,高发光效率,发光材料丰富,易实现彩色显示,响应速度快,动态画面质量高,使用温度范围广,可实现柔软显示,工艺简单,成本低,抗震能力强等一系列的优点。 如果一个有机层用两个不同的有机层来代替,就可以取得更好的效果:当正极的边界层供应载流子时,负极一侧非常适合输送电子,载流子在两个有机层中间通过时,会受到阻隔,直至会出现反方向运动的载流子,这样,效率就明显提高了。很薄的边界层重新结合后,产生细小的亮点,就能发光。如果有三个有机层,分别用于输送电子、输送载流子和发光,效率就会更高。

为提高电子的注入效率,OLED阴极材料的功函数需尽可能的低,功函数越低,发光亮度越高,使用寿命越长。可以使用Ag 、Al 、Li 、Mg 、Ca 、In等单层金属阴极,也可以将性质活泼的低功函数金属和化学性能较稳定的高功函数金属一起蒸发形成合金阴极。如Mg: Ag(10: 1),Li:Al (0.6%Li),功函数分别为3.7eV和3.2eV,合金阴极可以提高器件的量子效率和稳定性,同时能在有机膜上形成稳定坚固的金属薄膜。此外还有层状阴极和掺杂复合型电极。层状阴极由一层极薄的绝缘材料如LiF, Li2O,MgO,Al2O3等和外面一层较厚的Al组成,其电子注入性能较纯Al电极高,可得到更高的发光效率和更好的I-V特性曲线。掺杂复合型电极将掺杂有低功函数金属的有机层夹在阴极和有机发光层之间,可大大改善器件性能,其典型器件是ITO/NPD/AlQ/AlQ(Li)/Al,最大亮度可达30000Cd/m2,如无掺Li层器件,亮度为3400Cd/m2。 为提高空穴的注入效率,要求阳极的功函数尽可能高。作为显示器件还要求阳极透明,一般采用的有Au、透明导电聚合物(如聚苯胺)和ITO导电玻璃,常用ITO玻璃。 载流子输送层主要是空穴输送材料(HTM)和电子输运材料(ETM)。空穴输送材料(HTM)需要有高的热稳定性,与阳极形成小的势垒,能真空蒸镀形成无针孔薄膜。最常用的HTM均为芳香多胺类化合物,主要是三芳胺衍生物。TPD:N,N′-双(3-甲基苯基)-N,N′-二苯基-1,1′-二苯基-4,4′-二胺NPD: N,N′-双(1-奈基)-N,N′-二苯基-1,1′-二苯基-4,4′-二胺。电子输运材料(ETM)要求有适当的电子输运能力,有好的成膜性和稳定性。ETM一般采用具有大的共扼平面的芳香族化合物如8-羟基喹啉铝(AlQ),1,2,4一三唑衍生物(1,2, 4-Triazoles,TAZ),PBD,Beq2,DPVBi等,它们同时又是好的发光材料。 OLED的发光材料应满足下列条件: 1)高量子效率的荧光特性,荧光光谱主要分布400-700nm可见光区域。 2)良好的半导体特性,即具有高的导电率,能传导电子或空穴或两者兼有。 3)好的成膜性,在几十纳米的薄层中不产生针孔。 4)良好的热稳定性。 按化合物的分子结构,有机发光材料一般分为两大类: 1) 高分子聚合物,分子量10000-100000,通常是导电共轭聚合物或半导体共轭聚合物,可用旋涂方法成膜,制作简单,成本低,但其纯度不易提高,在耐久性,亮度和颜色方面比小分子有机化合物差。 2) 小分子有机化合物,分子量为500-2000,能用真空蒸镀方法成膜,按分子结构又分为两类:有机小分子化合物和配合物。 有机小分子发光材料主要为有机染料,具有化学修饰性强,选择范围广,易于提纯,量子效率高,可产生红、绿、蓝、黄等各种颜色发射峰等优点,但大多数有机染料在固态时存在浓度淬灭等问题,导致发射峰变宽或红移,所以一般将它们以低浓度方式掺杂在具有某种载流子性质的主体中,主体材料通常与ETM和HTM层采用相同的材料。掺杂的有机染料,应满足以下条件: a. 具有高的荧光量子效率 b. 染料的吸收光谱与主体的发射光谱有好的重叠,即主体与染料能量适配,从主体到染料能有效地能量传递; c. 红绿兰色的发射峰尽可能窄,以获得好的色纯;

相关文档
最新文档