光电子学知识点
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。
光电子学与光子学讲义-知识要点资料
光电子学与光子学讲义-知识要点《光电子学》知识要点第0章光的本性,波粒二像性, 光子的特性第一章1．了解平面波的表示形式及性质，了解球面波、发散波的特点2．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3．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4．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。
5．掌握垂直入射时反射系数的公式，理解反射率和透射率定义，不会计算6．掌握布儒斯特角的定义和特点。
7．掌握光波相干条件。
理解薄膜干涉的物理机制和增透膜、增反膜的形成条件。
8．FP腔的特点和模式谱宽同反射镜反射率之间的关系。
9．了解衍射现象产生条件，理解波动光学处理光的衍射的基本方法。
了解单缝、矩形空、圆孔的衍射图案特征和弗朗和费多缝光栅、衍射光栅、闪耀光栅的特点。
10．理解光学系统的分辨本领的决定因素。
什么是瑞利判据？理想光学系统所能分辨的角距离公式。
第二章1．了解光波导的结构特征和分类，理解平面波导导模形成条件，会利用一种方法推导平面介质波导的导波条件（特征方程），截止状态的特点2．理解光纤色散的概念，掌握材料色散、波导色散、颜色色散、剖面色散、偏振模色散的特点及形成原因3．了解阶跃折射率光纤的分析方法及相关参数的物理意义，会利用V参数计算光纤的结构参数4．掌握光纤中的损耗的成因及分类，掌握损耗的描述和计算。
5．了解G.651、G.652、G.653、G.654、G.655、色散补偿光纤的特点,熟悉G.652的主要参数。
第三章1．了解pn结的空间电荷区的形成、掌握pn结动态热平衡的物理意义。
2．了解pn结外加正向偏压和外加反向偏压时的特性（空间电荷区、势垒以及载流子的变化规律）。
3．掌握LED的工作原理（即pn结注入发光的基本原理）并理解同质结LED 和异质结LED的区别4．掌握LED的内量子效率与外量子效率的物理意义，和有源区半导体材料带隙宽度与发射波长的关系，以及温度等因素对发射波长的影响5．理解LED特性参数（光谱宽度，发散角，输出光功率，调制速度，阈值）的物理意义，了解LED结构的特点。
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。
光电子学重点及比例点
绪论5%1、光电子器件有哪些功能；2、有用的光电子器件应该拥有的特性；3、电子器件和光电子器件的优缺点对比；4、光电子器件的应用范围；5、三个窗口波长；6、光电子器件的发展趋势；WDM OEIC第一章10%1、光电子器件的工作机理，基于光和电磁场的相互作用；2、光在半导体中的传播规律：按指数规律衰减；3、折射率实部、虚部；4、光的吸收和光的发射（画示意图）；5、受激辐射和自发辐射比较；6、直接带间跃迁和间接带间跃迁的物理图像、特点、吸收系数；例题1.47、辐射的种类：辐射复合和非辐射复合，俄歇复合的两面性；8、粒子束反转时的自发辐射率；9、增益与费米分布函数之间的关系；10、俘获时间：CCHC、CCHS；11、CCHC的全称及示意图，并说明过程；12、俄歇复合率与n之间的关系，俄歇复合率的计算及影响俄歇复合率的因素：带隙、温度等；13、扩散长度的理解及计算；14、带隙重整效应（第1.11节）；第二章：25%1、光检测的过程；2、直接带间跃迁的特点、3、本征吸收的必要条件、类型、示意图、特点，及特征参量（吸收系数、截止波长或频率）；4、分析本征吸收的吸收图谱的变化规律（图2.3的Si和GaAs吸收系数曲线）；5、例题2.2；6、非本征吸收的类型；7、长波长检测的方法；8、产生率、响应度、量子效率的含义及其计算；例题2.3；9、PN二极管光电流的组成、特点和计算；（填空）10、PN结的应用方式；（光伏、光电导）；11、光电池开路电压、短路电流、转换效率、最大功率输出点的电压和电流；例题2.6；12、非晶硅太阳电池的优点；13、光电导检测器的工作原理及特征参量的计算（光电导、器件增益）；14、PIN管的结构、工作原理、光电流、检测效率，PIN管设计需要考虑的因素（P95）；15、PIN管3dB频率与量子效率之间的折衷；16、APD的结构、工作原理、倍增因子的计算；17、影响APD带宽的因素（105三个时间）；18、几种先进结构检测器的特点；第三章：20%1、发光过程三步，三个效率对应三个过程；2、LED的偏置状态；3、LED材料的选择；4、三个效率的计算，分别提高各效率的方法；5、计算反射系数、最大接收角和与光纤的耦合效率；6、各种先进LED的特点：异质结、边发射、面发射；7、P-I特性曲线；8、线宽（计算）：低注入和高注入；9、温度特性；10、如何提高LED的输出功率和调制带宽；11、三种失效类型及特点；12、第四章：20%1、LD和LED的区别：自发辐射和受激辐射；2、光波限制因子的含义；3、纵模间频率间隔与能量间隔；4、光子寿命及其影响因素；5、 对饱和载流子密度的影响；6、注入电流对主模波长的影响（电流增大时向短波长移动）；7、腔体总损耗（阈值增益）的计算；8、各种先进LD的特点；9、阈值的温度特性（p228）；10、发射波长的温度特性（p230）；11、Jr(th)和Jnr(th)的表达式、计算；12、P-I曲线上出现“kink”的原因；13、导引腔的分类：GGC和IGC；14、光栅分布式腔的分类：DFB和DBR；15、典型例题：例4.1、例4.2、例4.4、例4.5。
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。
光电子学基础
光电子学基础光电子学是研究光与电子的相互作用及其应用的学科，涵盖了光电效应、光电器件、激光技术等内容。
本文将从光电效应、光电器件和激光技术三个方面介绍光电子学的基础知识。
一、光电效应光电效应是指当光线照射到金属表面时，会产生电子的发射现象。
其中最具代表性的现象是经典光电效应，根据爱因斯坦光电效应方程E = hf - Φ，光子的能量hf必须大于金属的功函数Φ才能使电子脱离金属。
光电效应的实际应用包括光电池、光电倍增管等。
二、光电器件光电器件是指通过光电效应进行能量转换的器件，主要包括光电导、光电晶体、光电发射管等。
其中，光电导是将入射光线转换为电流的器件，它根据光线的强弱产生不同大小的电流。
光电晶体则是将光线转换为电压的器件，它利用光的能量使晶体产生正负电离子，从而形成电势差。
而光电发射管则是利用光电效应产生光电流的器件，广泛应用于通信和传感领域。
三、激光技术激光技术是光电子学的重要应用领域之一，它利用光子的共振放射产生一种高度聚焦、能量密度极高的激光束。
激光器是实现激光技术的关键装置，它将电能转换为高强度的光能。
激光的应用非常广泛，包括材料加工、医学治疗、通信传输等领域。
光电子学的研究与应用已经深入到各个方面，它在能源、通信、医疗等领域都有着重要的作用。
随着科学技术的发展，人们对光电子学的需求也将越来越大。
因此，深入研究光电子学的基础知识是非常重要的。
总结本文从光电效应、光电器件和激光技术三个方面介绍了光电子学的基础知识。
光电子学作为一门学科，在科学研究和应用中扮演着重要的角色。
通过研究光与电子的相互作用，我们可以深入了解光电效应的原理，并掌握光电器件和激光技术的相关知识。
相信随着科技的不断发展，光电子学的前景将更加广阔，为人类社会带来更多的创新和进步。
光电子学基础及应用
光电子学基础及应用光电子学指的是研究光和电子相互作用的学科，是光学、电子学、电磁学等学科相互交叉的产物。
随着社会经济的发展和科技的进步，光电子学的应用越来越广泛，已经渗透到各个领域。
本文将从基础知识出发，讨论光电子学的应用。
一、基础知识1.光和电子的相互作用光和电子的相互作用可以分为两种类型：光和电子的直接相互作用和光和电子的间接相互作用。
直接相互作用指的是光子和电子的相互作用，它们之间可以发生散射、吸收、发射等过程。
例如：用激光束扫描金属表面，可以把表面的金属原子吸收能量后发生电离，形成离子。
间接相互作用指的是光子和电子通过中介物质相互作用的过程。
例如：在半导体材料中，激子是一种由电子和空穴共同组成的粒子，在吸收光子后会形成激子，然后再逐渐衰减，在这个过程中光子能量被电子和空穴吸收，并最终被转化为热能。
2.光电子学器件光电子学器件是将光电子学理论转化为可见的实验室装置的产物。
其中包括激光器、光伏电池、光电探测器、光通信用器件、光刻机等。
其中光通信用器件是当前应用最广泛的光电子学器件，包括光纤、光放大器、光调制器和光接收器等，将光信号转换为电信号再进行传输，具有高速度、大带宽、低噪声和抗干扰性能好等优点，已经成为信息通信领域发展的重要动力。
在生物医学方面应用也很广泛，例如激光在治疗癌症和皮肤病上的应用，光学成像技术在无创检测和治疗中的应用等。
二、应用1.光伏发电光伏发电是指将太阳能转化为电能的过程。
光伏电池是将太阳能直接转化为电能的一种器件。
其主要原理是将太阳光辐照到光伏电池表面时，光伏电池中的光伏元件（P-N结）会将光子能量转化为电能，产生电流，从而实现电能的转化。
目前，光伏发电技术已经在全球广泛应用，是可再生能源的一种重要形式。
2.光通信光通信是通过光信号传递信息的一种通信方式。
由于光的传输速度快且传输距离远，具有高速、大带宽、低噪声和抗干扰等优点，因此被广泛应用于通信和数据传输领域。
随着数码化、网络化的发展，人们对于宽带网络、高速数据传输等需求越来越高，因此光通信技术的应用空间也越来越大。
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。
光学与光电子学知识点
光学与光电子学知识点一、光学基础光学是研究光的行为和性质的物理学科。
光作为一种电磁波，具有波粒二象性。
从光的直线传播开始说起。
当光在均匀介质中传播时，会沿着直线前进。
这一特性使得我们能够理解影子的形成。
小孔成像也是基于光的直线传播原理，通过小孔，物体的倒立实像会在另一侧的屏幕上呈现。
光的反射定律是光学中的重要知识点。
反射光线、入射光线和法线都在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。
我们日常照镜子就是光反射的典型应用。
光的折射现象同样常见。
当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生改变。
比如将筷子插入水中，看起来筷子好像“折断”了，这就是光的折射造成的错觉。
二、几何光学几何光学主要研究光的传播路径和成像规律。
透镜是几何光学中的重要元件。
凸透镜具有会聚光线的作用，常用于放大镜、照相机镜头等；凹透镜则会发散光线，常被用于近视眼镜。
通过凸透镜成像规律，我们知道，当物距大于两倍焦距时，成倒立缩小的实像，照相机就是利用这个原理工作的；当物距在一倍焦距和两倍焦距之间时，成倒立放大的实像，投影仪就是基于此原理；当物距小于焦距时，成正立放大的虚像，放大镜就是这样的应用。
而眼睛就像是一个天然的凸透镜成像系统。
晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏。
当晶状体的调节能力出现问题时，就会导致近视或远视，需要佩戴合适的眼镜来矫正。
三、物理光学物理光学侧重于光的波动性和粒子性。
光的干涉是波动特性的有力证明。
杨氏双缝干涉实验中，光通过两个狭缝后在屏幕上形成明暗相间的条纹。
薄膜干涉在生活中也有应用，比如肥皂泡表面的彩色条纹。
光的衍射现象表明光在遇到障碍物时会偏离直线传播。
单缝衍射和圆孔衍射都展示了光的这种特性。
光的偏振现象则进一步说明了光是横波。
偏振片可以过滤掉特定方向的偏振光，在 3D 电影中就用到了偏振光的原理。
四、光电子学光电子学是研究光与物质相互作用以及利用光电转换效应的学科。
光电效应是光电子学的核心概念之一。
江西考研光学工程复习必备光电子学重点整理
江西考研光学工程复习必备光电子学重点整理光电子学是光学与电子学相结合的一门学科，对于光学工程考研的学生来说，掌握光电子学的重点知识是非常重要的。
本文将为大家整理江西考研光学工程复习必备的光电子学重点，帮助大家更好地备考。
一、基本概念1. 光电效应：光电效应是指当光线照射到物质表面时，由于光子的能量被吸收，导致电子从物质中被激发或释放出来的现象。
2. 光电子学：光电子学是研究光电效应及其应用的学科，它主要研究光与电子的相互作用关系以及利用光电效应进行测量、通信和能量转换等应用。
3. 光电导效应：光电导效应是指光照射到半导体材料中时，由于光电效应的作用，导致材料电导率发生变化的现象。
4. 光电二极管：光电二极管是一种利用光电效应制成的电子器件，它能够将光信号转化为电信号，常用于光通信和光测量领域。
5. 光电倍增管：光电倍增管是一种能够将光信号转化为电信号，并通过电子增益使其信号强度大幅增加的器件。
二、重点知识点1. 光电效应的基本原理：包括引入工作函数的概念、光电子的能量守恒关系、光电子的动量守恒关系等。
2. 光电效应的分类及特点：根据光电效应的不同特点，可以将其分为外光电效应、内光电效应和热电效应等。
3. 光电子学中的光子：光子是光的量子，具有能量和动量，其能量与频率成正比，动量与波长成反比。
4. 光电二极管的结构和工作原理：包括光电二极管的PN结构、正向与反向偏置、光电二极管的光电流和暗电流等。
5. 光电倍增管的结构和工作原理：包括光电倍增管的光电子发射、倍增功能、输出电子收集和信号放大等。
三、典型应用领域1. 光通信：光电子学在光通信领域得到广泛应用，例如光纤通信、光传感器和激光器等。
2. 光储存：光电子学在光储存领域的应用主要包括光盘、光存储器和光存储片等。
3. 光测量与检测：光电子学在光测量与检测领域的应用包括光谱仪、光电探测器和光电测量系统等。
4. 光能转换：光电子学在光能转换领域的应用主要包括太阳能电池、光电管和光能转换器等。
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！。
光电子知识点总结
法拉第旋转效应：介质在强磁场作用下产生旋光现象的效应。
激发出电子-空穴对，使载流子浓度增加△n 和△p，半导体的导电性增加△G，阻 值减低，这种现象称为光电导效应。
光纤组成：纤芯、包层、护套 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 子午光线：当入射光线通过光纤轴线，且入射角大于界面临界角时，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。这种光线成为子午光线。 量子效率：表示探测器吸收的光子数和激发的电子数之比。 开，从而在势垒两侧形成电荷积累。
拉曼-纳斯衍射的条件：超声波频率较低，光波平行于声波面入射，声光互作用长 度 L 较短，介质为“面光栅” 。 拉曼-纳斯衍射的特点：波面上的各点作为次波源，发出子波在空间相互干涉而形 成与入射方向对称分布的多级衍射条纹，类似于普通面光栅的作用。
光电导效应，是光照变化引起半导体材料电导变化的现象。即光电导效应是光照 射到某些物体上后，引起其电性能变化的一类光致电改 变现象的总称。 当光照射到半导体材料时，材料吸收光子的能量，使非传导态电子变为传导态电 子，引起载流子浓度增大，因而导致材料电导率增大。在光线作用下，对于半导 体材料吸收了入射光子能量，若光子能量大于或等于半导体材料的禁带宽度，就
m
第二章 大气窗口根据大气的某种选择吸收特性，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” 。在这些窗口之内，大气分子呈现弱吸收。目前常 用的激光波长都处于这些窗口之内。 瑞利散射和米氏散射： 在可见光和近红外波段，光波长总是远大于大气分子的线度，这一条件下的散射 为瑞利散射。 瑞利散射光的强度与波长的四次方成反比。 波长越长，散射越弱；波长越短，散射越强烈。
光电子技术基础总结
P1 Ii
入射光
起偏器
x
z y
L
x y
/4波片
~V
纵向电光强度调制
P2 调制光 Io
检偏器
2．横向电光调制（通
光方向与电场方向垂直）
总结
横向电光效应可以分为三种不同的运用方式：
(1)沿z轴方向加电场，通光方向垂直于z轴，并 与x或y 袖成45o夹角(晶体为45o-z切割)。
(2)沿x方向加电场(即电场方向垂直于x光袖)，通 光方向垂宜于x铀，并与z轴成45o 夹角(晶体为45o x切割)。
总结
声光体调制器的组成
声光体调制器是由声光介质、电—声换能器、吸声(或反射) 装置及驱动电源等所组成。
(1)声光介质。
(2)电—声换能器(又称超声发生器) (3)吸声(或反射)装置 (4)驱动电源
Laser in
Laser out
吸声装置
声光调制器的重要参量
1、调制带宽。2、衍射效率。
声光调制器结构
总结
光电子技术基础
总结
光电子技术基础
总结
1.1 电磁波谱与光辐射
电磁波的性质：
（1）电场E和磁场H与传播方向两两垂直，右螺旋关系. （2）偏振——电场E和磁场H。 （3）空间各点的电场E和磁场H同相位地周期性变化。
（4）同一点的电场E和磁场H数值： E H
（5）电磁波波速（光速）：c
拉曼-纳斯衍射的特点 ：由出射波阵面上各子波源发 出的次波将发生相干作用，形成与入射方向对称分 布的多级衍射光。
3 2 1 0 -1 -2
-3
布喇格衍射
总结
产生布喇格衍射条件：声波频 率较高，声光作用长度L较大， 光束与声波波面间以一定的角 度斜入射，介质具有“体光栅” 的性质。
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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/km
1、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。
（加直流偏压V
π/2
片；作用是让入射光沿x’和y’方向的偏振分量产生π/2的相位差）
10、横向调制时，晶体的三个棱分别为x'、y'和z；
11、电光开关，会设计加压式、退压式的电压开关。
画出方案图，并解释工作原理
12、弹光效应/声光效应的概念
13、两种声光衍射类型、判据（声光相互作用特征长度，注意公式中波长为介质中的波长）、工作条件的区别（声光作用长度、声波频率高低、入射角度）
14、布拉格衍射条件、布拉格方程、布拉格角（区分布拉格角、光束偏转角）
15、声光调制时，改变超声波强度，衍射光强也随着改变；
16、声光偏转，改变声波的频率，可以控制光的衍射方向
17、自然旋光效应概念（1、偏振光入射；2、沿光轴入射不受双折射影响）、法拉第旋光效应；二者之间的区别(光来回两次通过晶体，偏振方向改变角度不同)
18、磁光隔离器的原理图、工作原理
1、三种物理原理：光电效应（重点）、光热效应、波相互作用
2、光电效应会受到光波长限制；光热效应不受光波长限制
3、光电效应分为外光电效应、内光电效应；内光电效应分为电导效应、光伏效应（会阐述各种效应的概念）
4、哪种效应做成的探测器响应速度快？为什么？（光电效应比光热效应快；光伏效应比光电导快）
5、光电导效应中，光电流的表达式，为提高光电流即需要提高内部增益G，为提高G，需要选用载流子平均寿命长、迁移率大的材料，同时应减小电极间距。
6、光伏效应中，pn结的原来的内建电场方向（n→p）、光生电场方向（p→n）、光生电流方向（n→p）；只有本征吸收所激发的少数载流子能引起光伏效应。
7、光探测器的性能参数：量子效率（概念及公式）、电压/电流响应度（灵敏度）、光谱响应、噪声等效功率（NEP）、探测度、暗电流、频率响应、响应时间
8、典型探测器：（了解）。