光电子技术考试范围

第一章、

1、电磁波的性质：

①电磁波的电场E和磁场H都垂直于波的传播方向，三者相互垂直所以电磁波是横波。E、H和传播方向构成右手螺旋系。

②电池波具有偏振特性。

③空间各点E和H都作周期性变化，而且相位相同，即同时达到最大，同时减小到最小。

④任意时刻，在空间任意点，E和H在量值上的关系为

⑤电磁波在真空中传播的速度为光速，介质中的传播速度为。决定于介质的介电系数和磁导率。

2、电磁波普：按照频率或波长的顺序把这些电磁波排列成图表。

3、光辐射：以电磁波形式或粒子（光子）形式传播的能量，它们可以用光化学元件反射、成像或色散，这种能量及其传播过程称为光辐射。

4、可见光是波长在390~770nm范围的光辐射，也是人视觉能感受到“光亮”的电磁波。波长从长到段为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。5,、辐射光度学适用于整个电磁波段。光度学只适用于可见波段。

6，人眼对黄绿色的光最敏感。

7、在辐射频率（波长555nm）处，有最大值，其数值为。

8、不同温度条件下黑体的单色辐射出射度随波长的变化曲线说明了：

①对应任意温度，单色辐射出射度随波长连续变化，且只有一个峰值；对应不同温度的曲线不相交，因而温度能唯一确定单色辐射出射度的光谱分布和辐射出射度。

②单色辐射出射度和辐射出射度均随温度的升高而增大。

③单色辐射出射度的峰值随温度的升高向短波方向移动。

9、色温：黑体的温度来反映辐射体的温度。

10、激光：红宝石激光器，是美国的梅曼在1960年制造的。

11、激光特点：强度高、相干性好、方向性好、单色性好。

12、光和物质原子的相互作用过程：自发辐射、受激辐射、受激吸收。其中受激辐射产生激光。

13、激光产生的要素：

①光学谐振腔②光泵浦（如氙灯） ③工作物质

第二章、

1、吸收和散射会引起光束能量衰减。

2、对某些特定的波长，大气呈现出极为强烈的吸收。光波几乎无法通过，根据大气的这种选择吸收特性，一般把近红外区分成8个区段，将透过率较高的波段成为“大气窗口”，在这些窗口之内，大气分子呈现若吸收。目前常用的激光波长都处于这些窗口之内。

3、瑞利散射定律指出：散射光的强度与波长的四次方成反比。

4、波长越长，散射越弱；波长越短，散射越强烈。蓝光散射最强烈，故郎朗的天空呈现蓝色。

5、光波在电光晶体中传播：加上电光会引起晶体的折射率的变化。

6、电光效应分为：线性电光效应和二次电光效应。

7、折射率椭球体的方法：

其中，为寻常光的折射率，为非寻常光的折射率。

上式是KDP晶体沿Z轴加电场时，由单轴晶体变成了双轴晶体，折射率椭球的主轴绕Z轴旋转了45度角，此转角与外加电场的大小无关，其折射率变化与电场成正比，这是利用光电效应实现光调制、调Q、锁模等技术的物理基础。

8、电光效应：纵向电光效应、横向电光效应。

9、两个光波穿过晶体后将产生一个相位差：

10、当光波的两个垂直分量的光程差为半个波长（相应的相位差为）时所需要加的电压称为“半波电压”。或,半波电压越小越好。需要的调制功率就越小。

11、拉曼和布拉格衍射形成机理上的区别:

拉曼：超声波频率较低、声光互作用长度较短、各级衍射光对称的分布在零级衍射光两侧，且同级次衍射光的强度相等。

布拉格：声波频率较高。声光作用长度较大、只出现0级和+1级（或-1级）衍射光。

12、（光在磁光介质中的传播）沿x方向偏振的入射光经过长度为L的磁光介质后将偏转一个角度：,,N为线圈常数，I为电流。旋光率与外加磁场强度成正比：,V为韦尔德常数。

13、光纤有纤芯、包层、护套三部分组成。纤芯和包层构成传光的波导结构，护套起保护作用。

14、光纤的分类：阶跃光纤、渐变光纤

15、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，而且传到光线的轨迹始终在光纤的主截面内。

设光线从折射率为的介质通过波导端面中心点A入射，进入波导后按子午光线传播。根据折射定律;

当发生全反射，要求，则;

在一般情况下，（空气），则子午线对应的最大入射角为：

它决定了子午光线半孔径的最大值，即代表了光纤的集光本领。

16、光束在光纤波导中的衰减影响传输的距离，色散特性影响通信容量。

第三章、

1、光束调制原理：把信号加载到光载波上。

2、根据调制器与激光器的关系可以分为：内调制（直接调制）和外调制。

3、脉冲调制有：脉冲幅度调制，脉冲宽度调制，脉冲频率调制和脉冲位置调制。

4、纵向电光调制的原理：P93

5、光束扫描技术两种类型：模拟式扫描、数字式扫描。

6、机械扫描、电光扫描、声光扫描

第四章：

1、光子效应：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。

2、光热效应：探测元件吸收光辐射能量后，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。

3、光子效应和光热效应的区别：

光子效应：取决于单个光子效应，具有波长选择性，影响速度快。

光热效应：取决于光子数目，没有波长选择性，反映比较慢，易受环境影响。

4、光子效应分类：光电发射效应、光电导效应、光伏效应。

光热效应分类：温差电效应、热释电效应。

5、基本的光电转换定律：P(t) ； P(t)为入射光功率

由此可见：①光电探测起对入射功率有响应，响应量是光电流。因此，一个光子探测器可视为一个电流源。

②因为光功率P正比与光电场的平方，故常常把光电探测器称为平方律探测器。或者说光电探测器本质上是一个非线性器件。

6、光电探测器的性能参数：

①积分灵敏度R：电流灵敏度： 电压灵敏度：，P为入射光功率。

②光谱灵敏度：波长的选择性

③频率灵敏度：探测能力能否跟上 光的变化。

④量子效率：多少光子对应产生多少电子。

7、噪声分类：人为噪声、自然干扰、物理系统内部的起伏干扰

8、光电探测器的噪声分类：散粒噪声、热噪声、低频噪声

9、光伏探测器的工作模式：

①光导工作模式：代表器件为光电二极管

②光伏工作模式：代表器件为光电池

10、光电二极管分类：Si光电二极管、PIN光电二极管、雪崩光电二极