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。

6．理解双异质结实现高亮度LED的原因。

第四章

1．了解自发辐射、受激吸收和受激辐射概念、激光产生的条件和模式的概念，熟悉光学谐振腔的功能和特点。

2．理解半导体激光器粒子数反转的条件，和实现方法。

3．掌握PN结激光器的激射原理、稳态激射条件和特征，阈值状态的定义和特征。

4．理解半导体激光器的主要性能参数，掌握计算阈值电流、功率转换效率、斜效率、外量子效率和外差分量子效率、空间模式、光束发散角、纵模、线宽的物理意义

5．边发射半导体激光器发射光束存在的缺陷。

6．实现半导体激光器单纵模工作可采用哪几种方法？

7．降低半导体激光器阈值电流的两种方法。

8．掌握宽接触半导体激光器和条形激光器、增益导引(gain guided)激光器与折射率导引（index guided）激光器掌握增益导引(gain guided)激光器与折射率导引（index guided）激光器结构上的差别，折射率导引激光器的优点

9．了解DFB、DBR单模半导体激光器在结构上的特点。

10．了解量子阱中载流子的运动状态特点，为什么量子阱半导体激光器易实现窄线宽激射。

11．了解垂直腔型面发射激光器的结构特点及性能优势。

第五章

1. 理解光增益谱宽和放大器带宽。

2. 掌握EDFA的组成、基本原理和主要性能参数特征。

3. 掌握SOA的基本原理及其特点, 理解LD与SOA的异同。

4. 了解RFA的原理、特点和主要参数。

第六章

1．了解光电效应的分类与特点。

2．掌握PN结光电二极管的基本工作原理和优缺点。

3．掌握PIN光电二极管的原理和较PN光电二极管的性能改进

4．理解光电二极管的响应速度主要由哪些因素所决定。

5．了解雪崩光电二极管的工作原理。

6．理解光电探测器各参数的物理意义。