光电子复习提纲汇总
《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。
光电子各章复习要点
各章复习要点第1章 激光原理概论1.光的波粒二相性，光子学说光是由一群以光速 c 运动的光量子（简称光子）所组成 2三种跃迁过程（自发辐射、受激辐射 和受激吸收）• 3.自发辐射和受激辐射的本质区别？• 4.在热平衡状态下，物质的粒子数密度按能级分布规律（正常分布）• 5.激光产生的必要条件:实现粒子数反转分布 • 6.激光产生的阈值条件：增益大于等于损耗 •7.激光的特点？•(1)极好的方向性（θ≈10-3rad)•(2)优越的单色性(Δν=3.8*108Hz,是单色 性最好的普通光源的线宽的105倍.•(3)极好的相干性(频率相同,传播方向同,相位差恒定)•(4)极高的亮度•光亮度:单位面积的光源,在其法向单位立体角内传送的光功率.•8激光器构成及每部分的功能νh E =λνc h c h c E m ///22===1激光工作物质提供形成激光的能级结构体系，是激光产生的内因2.）泵浦源提供形成激光的能量激励，是激光形成的外因3.）光学谐振腔①提供光学正反馈作用②控制腔内振荡光束的特性•9激光产生的基本原理(以红宝石激光器为例)•⑴Cr3+的受激吸收过程．•⑵无辐射跃迁•⑶粒子数反转状态的形成•⑷个别的自发辐射 •⑸受激发射 •⑹激光的形成 •10.模式的概念及分类11.纵模的谐振条件的推导及纵模间隔的计算。
第2章 激光谐振腔技术、选模及稳频技术 • 1.掌握三个评价谐振腔的重要指标•最简单的光学谐振腔是在激活介质两端适当的位置放置两个具有高反射率的反射镜来构成的，与微波相比，采用开腔。
1）平均单程功率损耗率πλπφ222⋅=⋅=∆q nL qnL q 2=λnLcqv q 2=反射损耗：衍射损耗：（圆形平行平面腔）2）谐振腔寿命3）谐振腔Q 值• 2.了解横模选择的两种方法(1)只改变谐振腔的结构和参数,使高阶模具有大的衍射损耗(2)腔内插入附加的选模器件 3两种常用的抑制高阶横模的方法 1.调节反射镜 ✓ 优点:方法简单易行 ✓ 缺点:输出功率显著降低 2.腔内加光阑高阶横模的光束截面比基横模大，减小增益介质的有效孔径，可大大增加高阶横模的衍射损耗• 4.理解三种单纵模输出的方法 •1）短腔法10ln21I I =δ4.12)(207.0aLd λδ=)1(R c Lt c -=dr L L R c L cQ δδλπλδπλπ+==-=1.22)1(.221210010ln 21ln 21ln21r r r r I I I I -===δ•2）法布里-珀罗标准距法•3）复合腔选纵模第5章 光电子显示技术• 1.黑白CRT 的构成及每部分的功能？ • 电子枪、偏转系统和荧光屏三部分构成• 2.黑白CRT 的基本工作原理？ndc m 2=∆ν•电子枪发射出电子束，电子枪受阴极或栅极所加的视频信号电压的调制，电子束经过加束极的加速，聚焦极的聚焦，偏转磁场的偏转扫描到屏幕前面的荧光涂层上，产生复合发光，最终形成满足人眼视觉特性要求的光学图像。
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。
光电子重点
光电子重点1.光学发展的几个阶段光的本性,波粒二像性,光子的特性答:几何光学,波动光学,光子学,光子具有极高的信息容量和效率,光子具有极快的响应能力,光子系统具有极强的互连能力与并行能力,光子具有极大的存储能力。
2.了解平面波的表示形式及性质，了解球面波、发散波的特点答：EE0co(tkz0)描述了一个在无穷大均匀介质中沿z方向传播的单色的平面行波。
性质：Ｅ与Ｈ相互正交，且垂直波矢k。
传输无发散，同一个波阵面上电场的幅度、相位、振动方向相同，波阵面为无限延展的平面，具有无限的能量（理想模型）。
球面波特点：由点源发出，振幅随传输距离的增加而减小，波阵面为球面，等相面随传输距离的增加而增大，任意一点的波矢垂直于的波阵面，且是发散的。
发散波特点：有限大的波源，有限的能量，波阵面有一定的弯曲，但波矢始终与波阵面垂直。
3.理解群速度的定义及物理意义和光波波前的传播方向的矢量表示、能量的传播方向的矢量表示，答：群速度：波包的传输速度，能量或信息的传输速度。
物理意义：vgk光波波前的传播方向矢量表示：能量的传播方向的矢量表示：4.理解描述反射和折射的菲涅尔公式的物理意义，掌握垂直入射情况下的反射率和透射率的计算公式和布儒斯特角2coi答：反射：透射：Entt0，co[()in]n22Ei0，21/2nrEnconcoco[()in]iinEnconcon1co[()in]nn22conni[()in]()coEnt 0，//1Enconconnt//rnnE2221/222i0，//（Enconco[(n)in](n)co）coi[()ini]n1n1nnnr//2t//1r1tn1nnn垂直入射：r//r12，布儒斯特角：ptan12n1n2n1i2221/2iro,io,1i2t11i2ti2221/2i12221/2i22iro,//to,//1t 2i//111t2i2221/2i22i11n1n22)nn反射率（垂直入射）：反射光强与入射光强之比：124n2n1透射率（垂直入射）：透射光强与入射光强之比：TT//T(nn)212RR//R(5.理解全反射情况下导引波和倏逝波的形成和特点，了解古斯-汉森位移。
光电子学复习提纲
光电⼦学复习提纲考试题型：1、选择题（10%）：考核基本概念的理解2、问答题（30%）：考核基本概念和原理的掌握3、计算题（50%）：考核原理和公式的应⽤4、分析题（10%）：光学系统的分析复习内容：1、⾼斯光束的特性、⾼斯光束的聚焦与准直⽅法和特点2、辐射度量和光度量的物理量的概念，理解辐射量与单⾊辐射量的区别，掌握光视效能和光视效率。
理解余弦辐射体（辐射亮度均匀）。
3、激光的特点4、理解什么是相格、光⼦态、光波模式的概念及其意义？1111相格⽅法就是在相空间中，以⼀定的相体积，把相空间分割成很多格⼦，以便计数特定宏观态下的微观状态数的⽅法。
这些格⼦叫相格。
相格是同⼀光⼦态的⼀种说法，等价于同⼀模式，同⼀简并度。
相格的⽅法是⼀种准经典的⽅法。
它是在经典和量⼦中间妥协的⽅法。
相空间是经典的概念。
量⼦⼒学中，由于测不准原理，位置和动量有⼀个不确定度，因此严格说量⼦⼒学⾥没有相空间的概念。
但是当系统的尺度⽐较⼤时，可以⽤准经典的⽅法来处理。
这时就⽤相格的⽅法：根据量⼦⼒学的启发，2n维相空间中每⼀个相格的体积取h^n,即位置动量不确定度的n次⽅。
2222光⼦态光孤⼦⾃⼦有各⾃的状态,有⾃旋的,⾃旋有快有慢,有不⾃旋的,还有不同的⾊,不同的体积.光⼦的这些特征统称为光⼦态或光⼦常态.当光⼦参与律动---波动时它有时会保持⾃态⽽传递动态,有时会⾃态和动态⼀起传递⽽变成另⼀种态---激发态.3333具有⼀定频率、⼀定的偏振状态和传播⽅向的光波称做光波的⼀种模式。
理解简并与简并度的概念，理解光⼦态密度/光波模式数密度下能量密度的计算。
1111原⼦中的电⼦，由其能量确定的同⼀能级状态，可以有两种不同⾃旋量⼦数的状态，该能级状态是两种不同的⾃旋状态的简并态。
222222量⼦⼒学中把能级可能有的微观状态称为该能级的简并度，⽤符号g表⽰。
简并度亦被称为退化度或统计权重理解光⼦数、光⼦能量和功率的关系。
11光功率,是指单位时间内通过某个截⾯的光的能量.即P＝E / t⽽⼀个光⼦的能量是E1＝h*υ,υ是光的频率若光⼦数是N,则E＝N*h*υ那么P＝N*h*υ / t－－－这就是P与N的关系.5、理解玻尔兹曼分布律与费⽶分布111玻尔兹曼分布也叫吉布斯分布，是⼀种覆盖系统各种状态的概率分布、概率测量或者频率分布。
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。
光电子期末考试重点
1、比较光子和光热探测器在作用机理、性能及应用特点等异同。
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。
探测器吸收光子后，直接引起原子或分子的内部电子状态的改变。
光子能量的大小，直接影响内部电子状态改变的大小。
光子能量是νh ，h是普朗克常数, ν是光波频率，所以，光子效应就对光波频率表现出选择性，在光子直接与电子相互作用的情况下，其响应速度一般比较快。
光热效应和光子效应完全不同。
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的热运动能量，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发生变化。
所以，光热效应与单光子能量νh 的大小没有直接关系。
原则上，光热效应对光波频率没有选择性。
只是在红外波段上，材料吸收率高，光热效应也就更强烈，所以广泛用于对红外线辐射的探测。
因为温度升高是热积累的作用，所以光热效应的响应速度一般比较慢，而且容易受环境温度变化的影响。
简述电荷耦合摄像器件的主要特性参数。
转移效率：电荷包在进行每一次转移中的效率；不均匀度：包括光敏元件的不均匀与CCD 的不均匀. 暗电流：CCD 在无光注入和无电注入情况下输出的电流信号；灵敏度：是指在一定光谱范围内，单位暴光量的输出信号电压（电流）；光谱响应：是指能量相对光谱响应，最大响应值归一化为100%，所对应的波长峰值波长，低于10%的响应点对应的波长称为截止波长；噪声：可以归纳为散粒噪声、转移噪声和热噪声；分辨率：是指摄像器件对物像中明暗细节的分辨能力；动态范围和线性度：动态范围=光敏元件满阱信号/等效噪声信号，线性度是指在动态范围内，输出信号与暴光量的关系是否成直线关系。
一、概念题 1、磁光效应包括法拉第旋转效应、克尔效应、磁双折射效应等。
其中最主 要的是法拉第旋转效应，它使一束线偏振光在外加磁场作用下的介质中传播时， 其偏振方向发生旋转。
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，并发出一个光子的过程。
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。
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！。
光电子复习资料
什么是黑体（1）在任何条件下，完全吸收任何波长的外来辐射而无任何反射的物体（2）吸收比为1的物体.（3）在任何温度下，对入射的任何波长的辐射全部吸收的物体。
定义所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收，既没有反射，也没有透射( 当然黑体仍然要向外辐射)。
激光的产生在一个原子体系中，总有些原子处于高能级，有些处于低能级。
而自发辐射产生的光子既可以去刺激高能级的原子使它产生受激辐射，也可能被低能级的原子吸收而造成受激吸收。
因此，在光和原子体系的相互作用中,自发辐射、受激辐射和受激吸收总是同时存在的。
如果想获得越来越强的光，也就是说产生越来越多的光子，就必须要使受激辐射产生的光子多于受激吸收所吸收的光子。
在光子作用下，高能级原子产生受激辐射的机会和低能级的原子产生受激吸收的机会是相同的。
这样，是否能得到光的放大就取决于高、低能级的原子数量之比。
若位于高能级的原子远远多于位于低能级的原子，我们就得到被高度放大的光。
但是，在通常热平衡的原子体系中，原子数目按能级的分布服从玻尔兹曼分布率。
因此，位于高能级的原子数总是少于低能级的原子数。
在这种情况下，为了得到光的放大，必须到非热平衡的体系中去寻找。
所谓非热平衡体系，是指热运动并没有达到平衡、整个体系不存在一个恒定温度的原子体系。
这种体系的原子数目按能级的分布不服从玻尔兹曼分布率，位于高能级上的原子数目有可能大于位于低能级上的原子数目。
这种状态称为“粒子数反转”。
如何才能达到粒子数反转状态呢?这需要利用激活媒质。
所谓激活媒质(也称为放大媒质或放大介质），就是可以使某两个能级间呈现粒子数反转的物质。
它可以是气体，也可以是固体或液体。
用二能级的系统来做激活媒质实现粒子数反转是不可能的。
要想获得粒子数反转，必须使用多能级系统。
光子效应和光热效应的区别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。
探测器吸收光子后，直接引起原子或分子的内部电子状态的改变。
光电子学复习提纲
11. 单模条件、光纤中模式数目的估算。
当 m＝0 时，TE01 和 TM01 的本征方程为：
uJ
0
(
ua
)
K
′
0
(
wa
)
+
wJ
′
0
(
ua
)
K
0
(
wa
)
=
0
un
2 2
J
0
(
ua
)
K
8. 什么是子午光线？ 沿子午面传播的光线，子午面指光纤的直径所在平面。
9. 什么是自聚焦光纤？ 为了使模式色散趋于最小，必须选择折射率最优化分布，使任一方向入射的子午 光线在一周期内的平均轴向速度相等，或者各子午线在一周期沿轴向传播相等的 距离，这种光纤称为自聚焦光纤。
10. 光纤的标量理论和矢量理论有什么区别和联系？矢量模式和标量模式有什 么关系？ 标量理论是矢量理论的分支。
′
0
(
wa
)
+
wn12
J
′
0
(
ua
)
K
0
(
wa
)
=
0
当 w＝0 时模式截止，即
解得 V＝2.405
结论：阶跃折射率分布光纤的（只传输 HE11 模）的条件是
V＝ 2πa λ
n12 − n22
度 v 朝向或背离观察者（接收器）运动，则被探测到的频率为
ν± =ν0
c±v cmv
≈ ν 0(1 ±
v) c
多普勒加宽谱线具有高斯函数形式。
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《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。
光束中偏振部分的光强度和整个光强度之比值称为偏振度。
【2】基本原理1)杂质吸收与本征吸收的光谱范围如何理解？答：（1）本征吸收区对应于价带电子吸收光子后跃迁至导带的强吸收区，它处于紫外可见光与近红外区。
（2）杂质吸收因固体材料及材料中杂质各类而异。
假设杂质具有浅能级（约0.01eV），这种杂质吸收仅在较低温下（使kT〈杂质电离能，k为玻尔兹曼常数〉，才能被观察到。
2)半导体掺杂的目的？对半导体发光的限制作用？答：纯正的半导体是靠本征激发来产生载流子导电的，但是仅仅依靠本征激发产生的载流子数量很少，而且容易受到外界因素如温度等的影响。
掺入相应的三价或五价元素则可以在本征激发外产生其他的载流子，可以大幅度的改善本征半导体的导电性。
（1）为了使半导体的电导率发生大的变化；因为杂质的电离能比禁带宽度要小得多，所以杂质的种类和数量对半导体的导电性能影响很大。
(2) 杂质能级的位置有性质不同的两类：“浅能级”和“深能级”，前者起着“陷阱”的作用，后者通常是复合能级。
室温下用电子束激发GaAs 发光时的相对效率与杂质浓度载流子的产生与杂质能级复合中心的平衡3) 半导体本征发光中的直接跃迁与间接跃迁的定义与区别？代表材料分别是？答：（1）直接跃迁：仅涉及一个（或多个）光子的跃迁；间接跃迁涉及一个（或多个）光子，还包含声子的跃迁；（2）直接跃迁以III-V 族化合物半导体以及由它们组成的三四元固溶体为主,代表材料GaAs;间接跃迁代表材料Si 基发光材料.4) 自发发射、受激发射、受激吸收的关系？如何提高半导体的发光效率？答：（1）爱因斯坦关系：332121c8B A νπh = 1221112=g B g B （2）吸收系数较高；直接带隙跃迁；优化杂质能级吸收与发射；根据器件设计自发辐射与受激辐射系数的比重。
5) 金属、半导体光电子发射光电子发射的三个步骤？答：第一步：体内电子吸收光子能量被激发跃迁到高能级第二步：被激发的电子向表面运动，运动过程中会与其它电子或晶格碰撞，失去部分能量。
第三步：克服表面势垒的束缚逸出表面。
6)本征光电导产生的条件？答：（1）光子能量大于该半导体的禁带宽度；（2）电子在导带中有足够的迁移率；（3）由光的辐射产生的载流子数与材料中通常可得到的自由载流子相比，是可测量出来的。
【3】基本计算1)金属、半导体光电子发射阈值的计算2)马吕斯定律对偏振度的计算3)单层减反膜厚的计算4)朗伯定律计算E=Icosα/R2第二部分：光电转换【1】基本概念1)光电导效应：当半导体材料受光照时，由于对光子的吸收引起载流子的变化，导致材料电导率的变化的现象；P732)P型光电导，N型光电导3)本征光电导，杂质光电导；器件及适用范围4)常见光电导材料：a、CdS和CdSe，低成本可见光光电导材料，光电导增益G=103-104，响应时间较长，工作波段在紫、蓝、绿短波区。
b、PbS，近红外灵敏光电导材料，光谱范围在1-3.4um，2um处最灵敏，响应时间约200us。
c、InSb，近红外灵敏光电导材料，响应峰波长约5um，热噪声较大。
d、碲镉汞（Hg1-xCdxTe），中红外灵敏光电导，峰值波长10um左右，通过调节Hg和Cd的相对比例可以改变禁带宽度，从而改变灵敏波长，通常需要制冷，热噪声大。
5)光电温度效应：P746)蛇形电极及光电导增益原理：起源于“电荷放大”效应，半导体中的杂质能级（位于禁带中）会捕获少数载流子，如N型（P型）光电导的空穴（电子）会被杂质能级捕获，使光电导带正电（负电），而吸引负极（正极）的电子（空穴）进入光电导，在电场作用下漂移到正极（负极），这就相当于增加了电子（空穴）的产生率。
（P78）7)光伏效应：当照射光激发出电子—空穴对时，电势垒的内建电场将把电子—空穴对分开，从而在势垒两侧形成电荷堆积，称为光生伏特效应。
8)PN结：PN结是由一个N型掺杂区和一个P型掺杂区紧密接触所构成的，其接触界面称为冶金结界面。
9)突变PN结：在冶金界面处杂质浓度突变的P-N结称为突变PN结。
10)缓变PN结：从P区到N区掺杂浓度逐渐改变的PN结称为缓变PN 结。
11) 空间电荷区：在PN 结中由于自由电子的扩散运动和内建电场的漂移运动，使PN 结的中间部位出现净正、负电荷的区域称为空间电荷区。
12) 光电池的结构：是在N 硅片上扩散硼形成P 层，并用电极引线把P 和N 层引出，形成正负电极。
为防止表面反射光，提高转换效率，通常在器件受光面上进行氧化，形成2SIO 保护膜。
13) 短路电流：当负载电阻为0时，流经负载的电流。
14) 开路电压：当负载电路开路时，光电池的输出电压。
15) 填充因子：光电池最大输出功率的值占以sc oc I V 和为边长的矩形面积的百分比，是输出特性曲线“方形”程度的量度。
sc oc mp mp I V I VFF16) 光伏IV 曲线 p9517)二次电子发射的定义与过程：具有足够动能的电子轰击某些材料时，表面将发射出新的电子，此现象称为二次电子发射。
P135过程：(1).原初电子射入发射体，在体内发生能量损失，激发产生次级电子的过程。
(2).激发的次级电子从激发地点向表面运动的过程。
（其中包括与“自由”电子，声子，离子等碰撞。
）(3).到达表面的次级电子克服表面势垒逸出的过程。
【2】基本原理1)PN结内建电场的作用？答：P、N区由于浓度差，引起N区电子向P区扩散，同样P区空穴也向N区扩散，扩散的结果，在交界面两侧留下不能移动的正负离子，它们之间相互作用，生成一个电场，方向由N区指向P区，由于该电场存在于结合的半导体中，所以称为内建电场。
其作用是阻碍电子和空穴继续扩散，载流子在内建电场作用下做漂移运动，漂移运动与扩散运动方向相反，最后达到平衡状态。
2)光电池的结构、光电转换效率的影响因素？改进方向？答：影响因素：改进方向：（1）通过结构改进和创新来提高转换效率：叠层太阳能电池提高转换效率。
（2）开发新材料来提高转换效率：聚合物多层修饰电极型太阳能电池；纳米晶太阳能电池。
（3）采用全新的构思来提高转换效率：改进传统太阳能发电系统来提高转换效率；采用量子点超晶格型来提高转换效率。
3)2CU硅光二极管与2PU硅光二极管的结构特点，引入环的意义。
答：P1034)硅光二极管与PIN、APD二极管的比较？答：相同点：工作原理相同，都是基于pn结工作的不同点：PIN: 用于光至电信号转换，通讯中常用，主要的有工作于850nm波段和1100nm-1650nm波段的,转化效率一般在0.85A/W左右，信噪比可以做到很高，这个过程中的噪声主要是热噪声；APD:和PIN相比，多了一个雪崩增益区，可以发大光生电流，从而提高转化效率，但是雪崩增益本身也会产生噪声。
5)光电倍增管的系统结构？答：（1）入射窗结构（光窗）：入射光的通道，同时也是对光吸收较多的部分6)光电倍增管倍增级的阴极灵敏度、阳极灵敏度测试电路？P1377)光电倍增管暗电流产生的原因与降低措施？答：暗电流产生的原因：降低措施：（1）在使用光电倍增管时，保证管壳和所有连接件的清洁干燥是十分必要的。
（2）选用热发射小的阴极材料，并在满足使用的前提下，尽量减小光电阴极的面积，降低光电倍增管温度。
（3）在管子封口前应低温烘烤多余的残余气体。
（4）降低工作电压场致发射暗电流也将下降；加工时要精细，电极边应做成弯卷状。
（5）在阴极为负高压应用时屏蔽壳与玻璃管壁之间的距离至少为10~20mm。
【3】基本计算7)PN结平衡载流子计算？8)光敏电阻光电特性计算？某型号光敏电阻在100lx光照下阻值R A为2kΩ，在110lx光照下，γ值为0.9，求在110lx光照下的阻值R B9)光电池发光效率计算？10)PMT光电倍增管阳极灵敏度、阴极灵敏度的计算、最大入射光通量、供电电压的计算？例题：已知某光电倍增管的阳极灵敏度为100A/lm，阴极灵敏度2μA/lm，阳极输出电流应限制在100μA范围内，问最大允许的入射光通量为多少lm？(作业）第三部分：电光转换【1】基本概念1)激光器的种类：按激光工作物质主要可以分为：固体激光器，气体激光器、液体激光器、半导体激光器等。
2)粒子数反转：通过受激辐射使处于基态的原子大量激发到亚稳态E2上，使处于高能级E2上的原子数大大超过E1的原子数，这样的状态叫做粒子数的反转。
原子从低能态跃迁到高能态，必须吸收光子，这称为受激吸收，而处于高能级的原子会随机发射出光子而回到低能态，这称为自发辐射。
处于高能态的原子，在一个与发射光子能量相同的光子的作用下，辐射出与作用光子相同状态的光子而回到低能态，这种辐射称为受激辐射。