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
管。

Si光电二极管：反映灵敏
11、改善其频率响应特性的途径是设法①减小载流子扩散时间和②减小结电容。

12、用雪崩效应对微弱光信号进行检测。

13、光电探测器的平方律特性包含两层含义：其一是光电流正比于光电场振幅的平方；其二是电输出功率又正比于入射光功率的平方。

14、性噪比的性能分析：
15、光频外差探测=相干探测，含义：相干的激光信号和本机激光振荡信号在满足波前匹配的条件(即在整个激光探测器的光敏表面上保持相同的相位关系)下，一起入射到探测器光敏表面上，产生拍频或相干叠加，探测器输出电信号大小正比于待测激光信号波和本机激光振荡波之和的平方的探测方式。

第五章：
1、光电成像器件是光电成像系统的核心。

2、固体摄像器件的功能：把光学图像转换为电信号。

即把入射到传感器光敏面上按空间分布的光强信息，转换为按时序串行输出的电信号-----视频信号。

而视频信号能再现入射的光辐射图像。

3、固体摄像器件主要三大类：电耦合器件（CCD）、互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS)、电荷注入器件（CID）。

4、总结CCD信号电路的产生、存储、转移的过程：
5、电荷耦合摄像器件分类：按结构可以分为线阵CCD和面阵CCD，按光谱可以分为可见光CCD、红外CCD、X光CCD和紫外CCD。

6、光电成像系统的分类：光机扫描、电子束扫描、固体自扫描。

第六章：
1、显示技术方式：阴极射线管（CRT）、平板显示（FPD）
2、平板显示定义：指显示器的厚度小于显示屏幕对角线尺寸四分之一的显示技术。

3、平板显示种类：按显示煤质和工作原理分为液晶显示（LCD）、等离子体显示（PDP）、电致发光显示（ELD）。

4、LED：发光二极管 LD：半导体激光器 APD： PIN：
5、液晶分类：溶致液晶和热致液晶
6、液晶分子的形状呈棒状。

7、热致液晶分类：近晶相、向列相、胆甾相。

8、等离子体显示：是利用气体放电产生发光现象的平板显示的统称。

其中交流等离子体最突出。

9、LED属于电致发光显示。

第七章：
1、光线通信的优点：
通信容量大、速度快、传输损耗低、中继距离长、电路简单、通信质量好、安全可靠、保密性好、原料丰富、尺寸小、重量轻、易于敷设好处理、经济效益高。

2、基本光纤传输系统的三个组成部分：光发射机、光纤线路、光接收机。