光电子复习知识点
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。
电子光学知识点整理
变分法关键定理:欧拉方程 费马原理指出:光沿所需时间为极值(极大值、恒值、极小值)的路径传 播。
费马原理的数学表达式: 费马原理的具体表达式——斯涅尔定律: 光学定律的数学表达式 (光的直线传播,反射、折射的内在联系.遵循的一个更普遍的规律) 1\光的直线传播定律——由斯涅尔定律可知:当n为常数时,正弦函数 为常数,即,角度为常数;——光传播路径ds上任何一点的方向相同, 因此为一条直线。 2、折射定律——斯涅尔定律 3、反射定律:令n2=-n1,有ψ2=-ψ1,由于入射角和反射角关于反射法 线对称,因此ψ’=-ψ1 4、互易原理:当光线在两种媒质分界面上反射时,其光线传送互易。 非相对论条件下的电子运动方程: 直角坐标系下的电子运动方程组: 由电子在均匀电磁场中的能量变化方程:积分可得: 电子运动速度可以通过空间电位来表示,下式φ为规范化电位: 电子在均匀静电场内的轨迹方程: 均匀磁场中,电子速度垂直于B, 均匀磁场中,电子速度与B有夹角:,, 电子在复合电磁场中的运动 运动方程(摆线方程)为: 电子运动方程(轮摆线轨迹):
轴对称磁场的力函数, 磁标位的谢尔茨公式为: 轴对称磁场的数学表达式,磁标位的幂级数表达式、
磁感应强度B的幂级数表达式:、
1. 磁标位和Br及Bz的积分表达式:, A的积分表达式:
第四章 电子运动方程 电子轨迹方程 非相对论条件下的电子运动方程: 电子运动方程在直角坐标系下的展开: 电子在均匀电磁场中的能量变化方程: 能量守恒关系式: 关于z的x方向轨迹方程: y方向上分量方程: 圆柱坐标系下,各矢量关系:,,,, 能量守恒关系式: r方向上 角向上 虚/布许(Busch)定理:在旋转对称电、磁场中,电子运动的角动量守 恒。, 光在媒质中的运动遵循费马原理: 费马原理的具体表达式——斯涅尔定律: 比较:拉格朗日方程 拉格朗日方程 牛顿方程 广义动量 广义力 机械能(能量) 当力学系统能量守恒:T+U=E=const,有:L=2T-E,使式为零的表述—— 莫培督(Maupertuis)原理 莫培督原理导出的微分方程为电子轨迹方程。,,其中, 光在媒质中的运动和电子在保守场中的运功具有极大的相似性:, 在广义坐标系(q1,q2,q3)中,广义力Qi可以表示为: Qi代表力在广义坐标系中的分量 电位和磁矢位表示电场和磁场,并考虑电子运动产生的自磁场得:
高三物理知识点总结光电子
高三物理知识点总结光电子光电子效应是光学和量子物理的交叉领域,是现代物理学的重要组成部分。
在高三物理学习中,光电子效应是一个重要的知识点,掌握它对于理解光和电子的相互作用以及光的粒子性质具有重大意义。
本文将全面总结高三物理中的光电子效应,包括其基本概念、实验原理以及在实际应用中的作用。
一、光电子效应的基本概念光电子效应是指当光照射到金属表面时,金属中的自由电子被激发出来形成光电子的现象。
在光电子效应中,光的能量被电子吸收后使其具有足够的动能,从而能够逃离金属表面。
光电子效应的基本特征包括:光电子的动能与光的频率成正比,与光的强度无关;光电子的动能与金属的工作函数相关,与光的强度无关。
二、光电效应的实验原理光电效应实验主要包括静电摄像管实验和光电子管实验。
静电摄像管实验是通过在真空条件下,给金属表面施加电压,使光电子受到电场的影响,最终被聚集到光电子墙上形成图像。
而光电子管实验是利用光电子发射的特性来测量光的频率、强度等参数。
光电子管的结构主要包括光电阴极、阳极和收集电流电路。
三、光电效应的应用光电效应在实际应用中有着广泛的应用价值。
首先,光电效应被应用于光电导和光电探测器等光学仪器中,用于测量光的强度、频率等参数。
其次,光电效应也被用于光电转换器件,如太阳能电池等,将光的能量转化为电能。
此外,光电效应还在光电导航、光电通信等领域有着重要应用。
四、光电效应与量子物理的关系光电效应的实验结果无法解释和符合经典的波动理论,而需要借助于量子物理的理论来解释。
根据光电效应的实验现象,爱因斯坦提出了光量子假说,认为光以粒子(光子)的形式传播。
此后,量子力学的发展使得对光电效应的解释更加完善,将光电效应与电子的波粒二象性相结合,为光学和量子物理学的研究提供了基础。
总结:通过对高三物理知识点光电子效应的总结,我们可以了解到光电子效应的基本概念、实验原理以及在实际应用中的重要性。
光电子效应的研究不仅深化了对光和电子相互作用的理解,也为光学和量子物理学的发展提供了理论基础。
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。
考研光电子技术知识点精讲
考研光电子技术知识点精讲光电子技术是现代光电信息科学和技术中的重要分支,具有广阔的应用前景和发展潜力。
作为考研的一门重要科目,光电子技术的知识点扎实掌握对于提高考研成绩至关重要。
本文将为大家精讲考研光电子技术的重点知识点,帮助大家更好地准备考试。
一、光电效应光电效应是指物质受到光的照射后,电子能够发生光电发射或电子能级发生跃迁的现象。
光电效应是光电子技术的基础,对于理解光电子器件的工作原理至关重要。
光电效应可以分为外光电效应和内光电效应两种。
1.1 外光电效应外光电效应是指当光照射到金属或半导体表面时,溅射或逸出的电子形成外光电流。
外光电效应是常见的光电效应现象,其典型实验是希尔根堡实验。
1.2 内光电效应内光电效应是指当光照射到非金属的固体或气体中时,电子跃迁到导带或进一步电离的现象。
内光电效应在研究光敏器件和光电探测器等应用中具有重要意义。
二、半导体光电子器件半导体光电子器件是利用半导体材料的光电效应制成的器件,包括光电二极管、太阳能电池、光电晶体管等。
它们在通信、能源、信息技术等领域起到至关重要的作用。
以下是几种常见的半导体光电子器件:2.1 光电二极管光电二极管是将光电效应应用到二极管中的一种器件。
它由p-n结构构成,当光照射到p-n结上时,产生光生载流子,从而形成电流。
光电二极管主要用于光电探测和光电测量等应用。
2.2 太阳能电池太阳能电池是利用光电效应将太阳能转化为电能的器件。
常见的太阳能电池有硅太阳能电池和多结太阳能电池等。
太阳能电池在可再生能源领域具有广泛的应用前景。
2.3 光电晶体管光电晶体管是利用光电效应控制晶体管工作的器件。
它由基极、发射极和集电极构成,当光照射到发射极时,产生光生载流子,从而改变晶体管的工作状态。
光电晶体管被广泛应用于放大和开关电路中。
三、光电子技术在通信中的应用光电子技术在通信领域具有重要的应用价值,其中光纤通信是光电子技术应用最广泛的领域之一。
下面是光电子技术在通信中的几种应用:3.1 光纤通信光纤通信是利用光信号在光纤中传输信息的通信方式。
光电子复习总结
辐射度学与光度学:辐射通量()光通量()光谱光效能辐射出射度()光出射度()辐射强度光强度立体角辐射亮度()光亮度()余弦定律:朗伯辐射体:辐照度()光照度()平方反比定律:()()()热辐射基本定律:单色辐射出射度,单色吸收比,单色反射比,,绝对黑体;基尔霍夫辐射定律:同一温度下,不同物体对相同波长的单色辐射出射度与单色吸收比之比都等于该温度下黑体对同一波长的单色辐射出射度。
;普朗克公式:黑体的单色辐射出射度,第一辐射常数,第二辐射常数,;瑞利-琼斯公式:当很大时, ;维恩公式:当很小时,;维恩位移定律:;斯忒藩-玻尔兹曼公式:,激光原理:原子跃迁的三个过程:自发辐射受激辐射受激吸收;光放大条件:受激辐射>受激吸收;光学谐振腔的作用:光放大和选模;稳定腔:稳定腔:<<非稳定腔:>或<临界腔:或;高斯光束:光斑半径腰斑半径远场发散角等相位面模体积;稳定球面腔的饱和谐振腔::=;如何实现粒子数反转:a.粒子的能级处于亚稳态结构;b.施加外部作用:激励/泵浦源。
小信号增益与饱和增益:增益饱和()();典型激光器:a.固体激光器具有器件小、坚固、使用方便、输出功率大的特点。
泵浦方式:光泵浦--气体放电灯、半导体激光器;b.气体激光器具有结构简单、造价低;操作方便;工作介质均匀,光束质量好;以及长时间连续工作的优点;体积较庞大;泵浦方式:采用气体放电中电子,加速碰撞原子激发;c. 半导体二极管激光器特点输入能量最低,效率最高,体积最小,重量最轻,可直接调制,结构简单,与集成电路工艺兼容,价格低廉,可靠性高,寿命长等。
销量占各种激光器的99% 。
泵浦方式:电注入;d.光纤激光器特点:具有高转换效率、低阈值、高增益、输出光束质量好和线宽窄等特点;方便与光纤通信系统高效连接;柔绕性好,小巧灵活、结构紧凑、易于系统集成与固体、气体激光器相比:能量转换效率高、结构紧凑、可靠性高、适合批量生产;与半导体激光器相比:单色性好,与光纤耦合损耗小增益介质:掺稀土元素的玻璃光纤。
光电子基础知识
其中△E=E1-E2,E是发射光子所具有的能量,以电子伏特为单 位。λ为光子波长,以毫微米为单位。由式(2-1)可知,激 发电子的能量差△E越高,所发出的电子波长就越短,颜色发 生蓝移。反之,激发电子能量差变小,所发光子的波长就会 红移。
• 3、如何描述LED的基本特性?
• IV=dΦ/dΩ
(6-1)
• 式中Φ的单位为流明,IV的单位即是cd,cΩ是单位立体 角,单位为度。一个超亮LED芯片的法向光强一般在30-
120mcd之间,封装成器件后,其法向光强通常要大于1cd.
• 光通量是判别LED发光效率的一个更为客观的参量,它 表示单位时间内电发光体发出的光能的大小,单位为流明 (lm)。通常白炽灯与荧光灯的光效分别为15 lm/W与
• 2、何谓电致发光?半导体发光为何属冷光? • 所谓电致发光是一种直接将电能转成光能的过程。这种
发光不存在尤如白炽灯那样先将电能转变成热能,继而使 物体温度升高而发光的现象,故将这种光称之为冷光。通 常有二种电致发光现象,EL屏是利用固体在电场作用下的 发光现象所制成的光源,荧光材料在电场作用下,导带中 的电子被加速到足够高的能量并撞击发光中心,使发光中 心激发或电离,激活的发光中心回到基态或与电子复合而 发光,荧光材料(ZnS)中不同的激活剂决定了发光的颜 色。第二类电致发光又称之为注入式场致发光,LED与LD 就属于这类发光过程。电致发光实际上也是一种能量的变 换与转移的过程。电场的作用使系统受到激发,将电子由 低能态跃迁到高能态,当他们从高能态回到低能态时,根 据能量守衡原理,多余的能量将以光的形式释放出来,这 就是电致激发发光,发光波长取决于电子的能量差:
60lm/w,灯泡的功率越大,光通量越大。对于一个性能较
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。
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。
光电子复习知识点
光电子复习知识点一、光辐射、发光源与光传播基本定律1. 电磁波谱与光辐射;电磁波的基本特性:1.横波2.偏振3.E.H相位相同2 辐射度学与光度学基本知识,●掌握概念、单位、意义;并能够根据题意求解。
●辐射能、辐射通量、辐射出射度、辐射强度、辐射亮度、辐射照度定义:辐射能简称辐能,描述以辐射的形式发射、传播或接收的能量.单位:焦耳(J)辐射通量::以辐射的形式发射、传播或接收的功率,用以描述辐能的时间特性。
单位:瓦特(W)或焦耳/秒(J/S)1W=1J/S辐射出度:)(Radiant exitance)定义:辐射体单位元表面所辐射的通量定义式单位:w/m2辐射照度定义:被辐射的单位元表面里入射或获得的辐单位:w/m 2辐照量定义:照射到单位面元的辐照度 在时间t 内的积分 定义式:辐射强度(定义:在给定传输方向上的单位立体角内光源发出的辐射通量。
定义式单位:瓦/球面度(W/Sr )辐亮度:(定义:面辐射源在某一给定方向上的辐射强度除以该面元在垂直于该方向的平面上的正投影面积。
单位:w/(m 2·Sr)● 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 (同辐通量)eH ⎰=te e dtE H 0●光度量和辐射度量之间的关系,光视效能,最大单色光视效能单●最大光视效能:明视觉条件:K m=683 lm/w●暗视觉条件:K m′=1725 lm/w●明视觉条件下V(λ)所对应的峰值波长为555nm,●暗视觉条件下V(λ)所对应的峰值波长为507nm3 光辐射测量中的定律:离平方反比定律E1/E2=r12/r224 黑体辐射及黑体辐射的几个基本定律(斯特藩-玻耳兹曼定律、维恩位移定律)斯特藩-玻耳兹曼定律5认识和能够区别辐射温度、色温、温度色温与实际温度相差最小,亮温度次之,辐射温度相差最大二、半导体的基本知识1.什么是I类半导体,P型半导体和N型半导体?I类半导体—不掺杂,本征 P型掺三价元素,N型掺五价元素2.什么是光电效应?外光电效应与内光电效应的区别是什么?金属中的自由电子在光的照射下,吸收光能而逸出金属表面,这种现象称为光电效应,如光敏电阻内光电效应:在光的照射下材料的电阻率发生改变外光电效应:在光的照射下材料中的电子逸出材料表面的现象,光电发射器件3.什么是光电发射效应?光电发射阈值的含义是什么?它与”逸出功”有什么区别?当物质中的电子吸收足够高的光子能量,电子将逸出物质表面成为真空中的自由电子,这种现象称为光电发射效应或称为外光电效应。
高二物理光学与电子知识点
高二物理光学与电子知识点光学知识点部分:光的介质光的传播需要介质,介质的选择对光的传播和折射有重要影响。
光在真空中传播速度最快,为3.00×10^8 m/s,而在其他介质中速度会减慢。
光传播速度与介质的折射率有关,折射率越大,光速度越慢。
光的反射定律当光从一种介质射入另一种介质时,光线会发生折射。
根据斯涅尔定律,光线在两种介质的交界面上的折射角与入射角之间满足一个简单的关系:折射角的正弦值与入射角的正弦值成正比。
光的折射定律光由一种介质进入另一种折射率不同的介质时会发生折射,根据斯涅尔定律,入射角和折射角满足折射定律:n1sinθ1=n2sinθ2,其中n1和n2分别为两种介质的折射率,θ1和θ2分别为入射角和折射角。
光的全反射当光从折射率较大的介质射入折射率较小的介质且入射角大于临界角时,光会发生全反射。
临界角是折射角为90°时的入射角,根据折射定律可计算临界角的大小:θc=sin^(-1)(n2/n1)。
透镜透镜是一种能够使光线发生折射的光学元件。
根据透镜的形状和折射特性,透镜可以分为凸透镜和凹透镜。
凸透镜可以使平行光线会聚到焦点处,焦点与透镜的位置有关,焦距的倒数等于透镜的折射率乘以透镜的弧度。
电子知识点部分:电荷与电流电子带有负电荷,正电荷为带有正电荷的粒子。
电荷的基本单位是库仑,电流是电荷的流动。
电流的单位为安培(A),1安培等于1库仑/秒。
电流方向被定义为正电荷从高电位到低电位方向的流动。
欧姆定律欧姆定律描述了电流、电压和电阻之间的关系。
根据欧姆定律,电流等于电压与电阻之比:I=V/R,其中I为电流,V为电压,R为电阻。
欧姆定律适用于线性电阻。
电阻与电功率电阻是电流和电压之间的阻碍。
电阻的单位是欧姆(Ω),1欧姆等于1伏特/安培。
电功率是电流和电压之间的关系,电功率等于电流乘以电压:P=VI,其中P为电功率,V为电压,I为电流。
电路电路是电流在金属导线或其他导体中的闭合路径。
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光电子复习知识点、光辐射、发光源与光传播基本定律1. 电磁波谱与光辐射;电磁波的基本特性:1.横波2.偏振3.E.H 相位相同2辐射度学与光度学基本知识,掌握概念、单位、意义;并能够根据题意求解。
辐射能、辐射通量、辐射出射度、辐射强度、辐射亮度、辐射照定义:辐射能简称辐能,描述以辐射的形式发射、传播或接收的能量 单位:焦耳(J ) 辐射通量:也定义:以辐射的形式发射、传播或接收的功率,用以描述辐能的时间特性。
(均匀辐射)单位:瓦特(W )或焦耳/秒(J/S ) 1W =1J/S辐射出度:)M E (Radiant exitanee )定义:辐射体单位元表面所辐射的通量(均匀辐射)定义式: 单位:w/m 2定义:被辐射的单位兀表面里入射或获得的辐 射通量的多少E 严警__E 严也(均匀辐射) “貝一A :辐射能: (Radia nt en ergy)df辐射照度:纽Irradiance)定义式单位:w/m 2辐照量 H定义:照射至『单位面元的辐照度 在时间t 内的积分 定义式:辐射强度()定义:在给定传输方向上的单位立体角内光源发出的辐射通量。
单位:瓦/球面度(W/Sr )辐亮度:()(Radianee )定义:面辐射源在某一给定方向上的辐射强度除以该面元在垂直于该方向的 平面上的正投影面积。
单位:w/(m 2• Sr)余弦辐射体 余弦辐射体的亮度和辐射出射度 光通量、光出射度、发光强度、光亮度、光照度的概念、单位、tH e = 10 E e dt定义式:光量、a 1-1 a 射度*与光度ft 的定文蝠肘光度舞*■的符号■的定义单位符号{单位名称}ft 的名称tw 符号董的定罠单垃符号 (臓垃嘻称)ft 超O.J[赦耳)]光*Q Tlfri*5[flU 明用〕(辐功华)4 叭tkW[瓦術}]光通* 〔光功率)g叭dfIm [flU 明)]M,[瓦(W 】即平方*]ktiAi?[叙明)毎平方米]辐强度I.WTsr[瓦f 特丽録面度]发光强度几2 dU cd:(坎阉拉]«竟度L —人W/Gnn?) [瓦(待)毎球 面度平方狀]标度J -hcd/iT? [(坎)穗拉毎 平方頫* d 冲品 r dA006fldJldA Fd 沖2匕E =他J dA W/n?[瓦(特)毎罕方米J光照度 氏E 妙 1 6 dAlx[勒(克司)〕iHeH 严P E 曲Jo【勲耳}每平方滦]H* H,二「氏山 Jfl1K -3[勒(克司)秒]光度量和辐射度量之间的关系,光视效能,最大单色光视效能 单色光视效率函数暗视觉条件下 V X )所对应的峰值波长为507nm离平方反比定律最大光视效能: 明视觉条件:K m =683 Im/w 暗视觉条件:K m =1725 Im/w明视觉条件下 V ( X )所对应的峰值波长为555nm,3光辐射测量中的定律:朗伯光源的余弦定则、距E i /E 2=r i 2/r 224黑体辐射及黑体辐射的几个基本定律(斯特藩 -玻耳兹曼定律、维 恩位移定律)斯特藩-玻耳兹曼定律5认识和能够区别辐射温度、色温、温度 色温与实际温度相差最小,亮温度次之,辐射温度相差最大半导体的基本知识1.什么是I 类半导体,P 型半导体和N 型半导体?I 类半导体一不掺杂,本征P 型掺三价元素,N 型掺五价元素2. 什么是光电效应?外光电效应与内光电效应的区别是什么金属中的自由电子在光的照射下,吸收光能而逸出金属表面,这 种现象称为光电效应,如光敏电阻内光电效应:在光的照射下材料的电阻率发生改变外光电效应:在光的照射下材料中的电子逸出材料表面的现象, 光电发射器件3.什么是光电发射效应?光电发射阈值的含义是什么?它与”逸出功”有什么区别?当物质中的电子吸收足够高的光子能量,电子将逸出物质表面成 为真空中的自由电子,这种现象称为光电发射效应或称为外光电 效应。
只要光子的能量大于光电发射材料的光电发射阈值,阈值是能引起光电发射效应的临界值,逸出功是电子逸出金属表面时所必须Me 忒%必dcr = 5・67xl 『 W/EK)4.在光电效应里面:包括内电光与外电光效应,都存在着一个阀值,K 1.24耳£,^124,」卫4乂£ 玉 -------fj/ti 血 S --- Ptft/血化.he 12 玖■ 血二h 二二一(nm)、光辐射的传播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 占八、、大气衰减的原因:大气分子吸收,大气分子散射,大气气溶 胶衰减气溶胶的散射特点受天气影响大,变化复杂什么是大气湍流效应?大气湍流对光的影响。
是一种无规则的漩涡运动,流体质点运动轨迹复杂,围绕某一 平均值随机起伏,随机改变光的传输参量,使光束质量受到 严重影响,强度闪烁,光束弯曲和漂移,光束弥散畸变,空波长问题(红限)。
瑞利散射定律:-J 二 0.827 川/朗伯定律间相干性退化。
什么是大气窗口?对于某些波长大气几乎不吸收,把近红外分为8个波段,通过 率较高的波段叫大气窗口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方程,电光张量半波电压的计算和意义的相位差为n )时所需要加的电压,称为“半波电张量矩阵vd f . A (亠)1n也(亠)2n也(3nA (4n也(5XV =17* 11丫21丫317 7* 12丫22丫32y'4 277* 13丫23yI 43「E x l E y计算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 横向电光效应的结构、相位变化特点、光的偏振特性变化特点当光波的两个垂直分量& , E y '的光程差为半个波长(相应21 \fl )占用+ 2吉压”半波电压是表征电光晶体性能的一个重要参数,这个电压越小越好,特别是在宽频带高频率情况下,半波电压小,需要的调制功率就小。
3.光波在声光晶体中的传播声波在介质中传播的特点,声光相互作用类型驻波,光栅,光强分布,拉曼-纳斯衍射,布拉格衍射拉曼-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。
相反情况为布拉格衍射声束条件:LvvLg n入2/4入04.光波在磁光晶体中的传播、光波在水中的传播磁光效应、光隔离器原理单色平行光束在水中传播的衰减规律:水前向散射、后向散射水下窗口:在可见光波段,蓝绿光(480 士30nm)的衰减最小,穿透能力最强,故常称该波段为水下窗口”。
光纤的色散是在光纤中传输的光信号,随传输距离增加,由于5. 光波在光纤波导中的传播光波在各向同性介质界面上的反射和折射的基本定律sin 日 j = sin 日 r , sin 日 i 光纤波导的结构、弱导条件、分类 纤芯,包层,护套。
△ <0.01,阶跃式,渐变式迟俺ni - n2n i数值孔径及其意义、计算 它代表光纤的集光本领。
光纤的数值孔径为:NA = rha)"2光束在光纤波导中的衰减及计算z 22、1/2 .茁(m)允许最大角 sin W 1m=(ni~n2)=sin 0mn cosY n-i cosY延迟M =吐也2=5丄2c2衰减光纤的色散,产生的原因不同成分的光传输时延不同引起的脉冲展宽的物理效应 0 flog 10 P(dB/km)* O=门2 sin 日t四、光波的调制与扫描1.光束调制原理调制的概念,载波,调制信号,按调制性质的分类将信息加载于激光的过程称之为调制完成这一过程的装置称为调制器。
其中激光称为载波;起控制作用的低频信息称为调制信号。
激光调制按其调制的性质可以分为调幅、调频、调相及强度调制等。
振幅调制、频率调制、相位调制红和强度调制的概念和特点振幅调制就是载波的振幅随着调制信号的规律而变化的振荡,简称调幅频率调制和相位调制——简称调频和调相调频或调相就是光载波的频率或相位随着调制信号的变化规律而改变的振荡。
因为这两种调制波都表现为总相角⑴ 的变化,因此统称为角度调制强度调制是光载波的强度(光强)随调制信号规律而变化的激光振荡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:(1.附加一个V X /4的固定偏压2.插 入1/4波片) 纵向电光效应优点:结构简单,工作稳定,无自然双折射影响 缺点:半波电压太高电光晶体(KDP )置于两个成正交的偏振器之间,其中起偏器 P 的偏振方向平行于电光晶体的x 轴,检偏器P 2的偏振方向平行于y 轴,当沿晶体z 轴方向加电场后,它们将旋转 45°变为感应主轴 x ' ,y '。
因此,沿z 轴入射的光束经起偏器变为平行于 x 轴的线偏振光,进入晶体后(z=0)被分解为沿x '和y '方向的两个分优点:半波电压低电光相位调制的结构、原理3. 声光调制量,两个振幅(等于入射光振幅的1/ )和相位都相等横向电光调制器的结构、原理、优缺点横向电光效应:结构:偏振方向与 向垂直、晶体长度L ,厚度d,电场Z 轴方向V=EzD缺点:自然双折射、 外加电场产生相位差声光调制器结构、工作原理结构:声光介质,电-声换能器,反射装置,驱动电源 基于拉曼-纳斯衍射和布拉格衍射的声光调制的特点 拉曼-纳斯sin 日 k - m =±m ・ = ±m —— (m =0, ±1, ±2,…) k i A s 布拉格: sin 0B =——— =—f s 2n 扎 2 nv s M 2P s 1□ s +sin 2 4. 了解干涉调制技术5.光束偏转技术 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6.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 五、光源1.发光二极管(LED ),原理,特点LED 本质上是一种PN 结半导体器件,其发光原理为低电场下的 注入式电致发光:加电场-》载流子扩散-》复合发光 特点:输出光功率线性范围宽(P-I 特性) 性能稳定 寿命长制造工艺简单、价格低廉输出光功率较小谱线宽度较宽调制频率较低P-I 特性、发射波长和光谱特性(相等)、h n 二E g激光束的空间分布(辐射特性转换效率和输出光功率特性温度特性噪声特性光功率的时间特性产生激光的3个必要条件是什么? LD 与LED 发光机理的根本区别是什么?为什么LD 光的相干性要好于LED 光?激活介质、粒子数反转、谐振腔。