光电子材料和器件复习资料

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《光电子材料与器件》复习提纲

《光电子材料与器件》复习提纲Sciprince一、1、激光的原理、特点、本质P42、受激辐射三能级、四能级系统（为什么四能级系统效率高）3、固体激光器如何锁模P364、光谱线的宽度线性函数P55、均匀加宽（碰撞加宽、自然加宽）线性函数P56、增益饱和的物质实质二、1、红宝石激光器P182、Nd3+:YAG激光器P183、自由电子激光器P22三、1、横模选择技术P402、纵模选择技术P433、稳频技术P464、兰姆凹陷稳频P485、Q调制原理P256、锁模的基本原理P33四、1、电光调制概念P532、怎么调制（怎么调，计算栅极调制和正负调制）3、光电振幅调制原理P534、电光效应P55五、1、声光衍射现象P632、耦合波理论和耦合波方程P643、磁光调制P684、Ramman-Nath衍射图P635、Bragg衍射图P64六、1、光纤衰减P752、光纤弧子P76七、1、光伏探测器2、光电池P85八、1、光电子学研究对象F12、爱因斯坦受激辐射理论P23、几种激光器工作物质和原理P154、声光调制概念P655、两种调制的区别6、光纤衰减有哪些（09诺贝尔）P757、光电转换器概念P848、哪几种物理效应P839、CCD工作原理，反型层，转移，P型n型，外加电压正负，栅极电压P88附件：由光学和电子学结合形成的技术学科。

电磁波范围包括X射线、紫外光、可见光和红外线。

光电子学涉及将这些辐射的光图像、信号或能量转换成电信号或电能，并进行处理或传送；有时则将电信号再转换成光信号或光图像。

以光波代替无线电波作为信息载体，实现光发射、控制、测量和显示等。

通常有关无线电频率的几乎所有的传统电子学概念、理论和技术，如放大、振荡、倍频、分频、调制、信息处理、通信、雷达、计算机等，原则上都可延伸到光波段。

在激光领域中，激光器提供光频的相干电磁振荡源，光电子学是指光频电子学。

光电子学有时也狭义地指光-电转换器件及其应用的领域。

光电子材料和器件全

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光耦合器
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光调制器
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波分复用器
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光电子材料和器件的分类
——光电子材料的分类 ——光电子器件的分类
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光电子材料的分类
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1、固体激光材料 2、光学功能材料 3、光纤材料 4、光储存材料 5、光显示材料
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平板显示：相对于CRTБайду номын сангаас言的,一般指LOGO
厚度小于屏幕对角线1/4的
显示器.
优点：
1、器件的核心层厚度很薄,厚度可以小于1毫米 2、没有视角问题,可在很大的角度内, 显示画面不失真 3、低温特性好 4、器件为全固态结构,无真空、液体物质,抗震性好
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光伏发电：根据光生伏打效应原理LOG,O利
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光电子器件的分类
1、光源 2、调制器 3、光波导器件 4、光电探测器件 5、光成像器件 6、显示器件
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光电子的
应用
及
发展
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光电子的应用
1、景观照明 2、激光打标,焊接,开孔 3、高帧频CMOS相机爆炸、姿态 4、光纤陀螺 5、星图定位 6、红外热成像云爆、温压 7、光幕靶、天幕靶弹丸定位、测速
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光波导器件光纤
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调制器：波导调制器、半导体调制器LOGO
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光探测器件辐射与测量、光电检测：光电LO二GO 极管
、雪崩光电二极管、光电三极管、光敏电阻、光电池、CCD器件.

光电子材料与器件考试试题

光电子材料与器件考试试题
一、选择题：
1. 下列哪种材料不属于光电子材料？
A. 硅
B. 红宝石
C. 铜
D. 石英玻璃
2. 以下哪种器件不属于光电子器件？
A. 光电二极管
B. 晶体管
C. 激光器
D. 光纤
3. 光电二极管是将光电效应和何种效应结合成的器件？
A. 霍尔效应
B. 热电效应
C. 压电效应
D. 光电效应
4. 下列哪种光电子材料是半导体？
A. 铬
B. 镓砷化镓
C. 银
D. 铝
5. 光纤是由哪种材料制成的？
A. 红宝石
B. 石英玻璃
C. 铜
D. 铁
二、填空题：
6. 光电子器件有什么特点？__________
7. 光电效应是指材料受到光照后产生__________的现象。

8. 透明度较好的材料是做__________的好材料。

9. 激光器是一种能产生__________ 的器件。

10. 在光电子器件中，常用的探测器件有__________和__________。

三、简答题：
11. 请简要解释光电效应的原理，并说明在光电子器件中的应用。

12. 什么是激光器？请说明其结构和工作原理。

13. 光电二极管的工作原理是什么？它在哪些领域有广泛的应用？
四、计算题：
14. 某光电子器件的能带宽度为1.5 eV，若输入的光子能量为2.5 eV，求该光子被吸收后产生的电子的动能。

15. 如果一个光电子器件的反射率为30%，则透射率是多少？
以上为光电子材料与器件考试试题，祝您好运！。

光电子材料和器件复习资料

试卷题型分布100分选择题、填空题、名词解释、问答题、论述题选择题内容不仅仅在这里面，包括书里、课堂讲授第一章一、单项选择题可见光的波长范围为[C ]A 200—300nmB 300—380nmC 380—780nmD 780—1500nm二、填空1．异质p-n结指p端与n端为不同材料形成的p-n结2．P型半导体是向本征半导体中参入低价元素形成的。

P型半导体中的导电粒子为空穴。

3. 红外线，它是一种人眼看不见的光线，但实际上它与其他任何光线一样，也是一种客观存在的物质。

任何物质，只要它的温度高于__ O K __，就会有红外线向周围空间辐射。

三、名词解释：非本征半导体，pn结，直接带隙，间接带隙，光致发光，电致发光，内量子效率，外量子效率，发光效率，垂直腔面发射激光器，l·pn结的空间电荷区具有什么样的特点?它是如何形成的?2·简述直接带隙半导体及间接带隙半导体材料的发光过程。

两者有何不同?3.发光二极管的发光原理是什么?4·理解半导体材料中实现光放大的粒子数反转条件。

5·半导体激光器产生激光需要满足哪些条件?6·双异质结半导体激光器为什么可以显著降低阈值电流?7、垂直腔面发射激光器优点8、什么是半导体材料的本征吸收？9、双异质结半导体激光器为什么可以显著降低阈值电流？第二章常用的激光晶体、激光玻璃、激光陶瓷有哪些？P28-32常用的固体激光器的基质材料有哪些？光泵固体激光器的三个基本组成部分P41固体激光器的主要优点谐振腔腔长公式P47阈值增益系数公式P58常见的固体激光器P62激活离子P27，基质材料P28光学谐振腔的基本结构及其作用。

P44第六章光子效应、光热效应、光电导效应、光生伏特效应光电发射效应光热效应有哪些？光子效应有哪些？常见的光电二极管。

硅太阳能电池类型光热效应的特点有哪些？光电二极管的原理及其主要的物理过程。

光电池从材料和结构上分为4类，各有什么特点？PIN光电二极管优点和特点雪崩光电二极管的工作原理雪崩光电二极管的特点论述光敏电阻的基本特性。

光电子器件总复习

高效率的发光器件需要辐射寿命远小于非辐射寿命。
1.2.1 典型半导体发光材料
一、GaAs
GaAs是一种重要的III-V族化合物半导体，典型的直接跃迁型发光材料。直接跃迁发射的光子能量在1.42ev左右，相应波长在873nm附近，属于近红外波段。
GaAs发光二级管主要是在P区发光，原因在于注入电子的迁移率远高于空穴的迁移率。
本征半导体：
本征半导体是纯净而不含任何杂质的理想半导体材料。
由于晶体中原子的热振动，价带中的一些电子被激发到导带，同时在价带中留下空穴，形成电子空穴对。因此，本征半导体中的电子浓度与空穴浓度相等。
本征半导体：
由此我们可以看出：
1. 本征半导体中有两种载流子 — 自由电子和空穴它们是成对出现的
LED的主波长随温度关系可表示为λp（ T′）=λ0（T0）
+△Tg×0.1nm/℃ ,从而可知，每当结温
升高
10℃，则波长向长波漂移1nm，且发光的均匀性、一致性变差。
这对于作为照明用的灯具光源要求小型化、密集排列以提高单位
面积上的光强、光亮度的设计尤其应注意用散热好的灯具外壳或
专门通用设备、确保LED长期工作。
（1）子午光线
当入射光线通过光纤轴线，且入射角θ1大于界面临界角 0 sin 1(n2 / n1)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。
这种光线称为子午光线，包含子午光线的平
面称为子午面。
P
P
n2 r
n1
n1
Q
n2
Q
光波在光纤中传播，就是交变的电场和磁场在光纤中的传播。电磁场的各种不同分布形式叫做“模式”。根据传输理论，引入特征参数V，称为光纤的归一化频率参数，其表达式为

光电子技术复习提纲（含标准答案）要点

光电⼦技术复习提纲（含标准答案）要点第1章绪论1.半导体光电器件是利⽤什么效应制作的器件？答：利⽤半导体光电效应制成的器件。

2.半导体光电器件是哪两种粒⼦相互作⽤的器件？答：是⼀种利⽤光⼦与电⼦相互作⽤所具有的特性来实现某种功能的半导体器件。

3.半导体发光器件主要包括哪两种？答：（1）发光⼆极管；（2）半导体激光器。

4.光电器件主要有利⽤哪些效应制作的器件？答：光电器件主要有利⽤半导体光敏特性⼯作的光电导器件，利⽤半导体光伏打效应⼯作的光电池和半导体发光器件等。

5.什么是半导体发光器件？答：利⽤半导体PN结正向通过电时载流⼦注⼊复合发光的器件称为半导体发光器件。

6.光电探测器件是如何转换信号的器件？答：通过电⼦过程探测光信号的器件，即将射到它表⾯上的光信号转换为电信号。

7.光电检测器⼯作在反向偏置状态。

8.光电池是利⽤什么效应制作的？答：光伏打效应。

9. 光纤通信的两个重要窗⼝是哪些？答：1.55um和1.3um。

第2章1. 光信号的频率在哪个频段？需要⽤什么器件检测？答：光信号的频率在1014 Hz以上，常⽤的电⼦器件⽆法对这⼀频率段产⽣良好的响应，必须使⽤光电⼦器件。

2. 常⽤的光电检测器：PIN、APD3. 光电检测器的⼯作过程？答：光电检测器件的⼯作过程：（1）光吸收——（2）电⼦-空⽳对产⽣——（3）载流⼦扩散和漂移——（4）检测4. 光信号（光束）⼊射到半导体材料后，如何产⽣电⼦空⽳对？答：光信号（光束）⼊射到半导体材料后，⾸先发⽣的过程就是半导体材料对光⼦的吸收，吸收光⼦以后才能产⽣价带电⼦的跃迁，从⽽产⽣电⼦空⽳对。

5. 半导体材料中的吸收过程可以分为哪两⼤类？答：本征吸收和⾮本征吸收6. 本征吸收⼜包括哪些？答：（1）直接吸收；（2）间接吸收7. ⾮本征吸收包括哪些？答：（1）激⼦吸收；（2）带内吸收；（3）杂质吸收8．本征吸收的必要条件？9.直接吸收中参与的粒⼦是什么？遵守哪两种守恒？答：只有电⼦和光⼦的参与，没有第3种粒⼦的参与。

光电子资料与器件

光电子材料与器件绪论1 例举信息技术与光电子技术所涵盖的几大方面：信息技术主要包括信息的产生、传输、获取、存储、显示、处理等六大方面；与之相对应的光电子技术主要包括光的产生与转化、光传输、光探测、光存储、光显示、光信息处理。

2 简述光电子技术的定义及其特征：光电子技术：是电子技术与光子技术相结合而形成的一门新兴的综合性的交叉学科，主要研究光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的相关技术。

光电子技术的特征：光源激光化、传输波导（光纤）化、手段电子化、现代电子学中的理论模式和电子学处理方法光学化。

3 简述信息技术的发展趋势及各阶段的主要特点：第一阶段——电子信息技术其特征是：信息的载体是电子；半导体，计算机等第二阶段——光电子信息技术其特征是：光子技术和电子技术相结合；激光器，光纤等第三阶段——光子信息技术其特征是：以光子作为信息的载体；全光通信，光计算机等4 简述光子传递信息的特点：（1）极快的响应时间，可用于超高速、宽带通信（2）传输信息容量大（3）信息传输过程中失真小（4）高抗干扰、高可靠性（5）光储存具有储存量大、速度快、密度高、误码率低的优点总之，超高速、抗干扰、大容量、高可靠性是光子技术的特点。

太阳能电池1、举例说明太阳能利用的优缺点优点：普遍（不受地域及技术条件限制，无需开采和运输）洁净（不产生废渣、废水、废气，无噪声，不影响生态）巨大（1.68×1024cal/年，相当于20万亿吨标准煤燃烧的热量）缺点：能流密度低（1kw/m2，需要相当大的采光集热面才能满足使用要求）不稳定（受时间，天气影响明显）大规模使用的成本和技术难度均很高（5～15倍）2、例举太阳能电池发展史中的里程碑事件1839年法国科学家E. Becquerel发现液体的光生伏特效应（简称光伏现象）1954年美国贝尔实验室三位科学家关于单晶硅太阳电池的研制成功，在太阳电池发展史上起到里程碑的作用3、光电效应包括哪几类？举出每类的代表性器件光电效应(photoelectric effect)：物体吸收了光能后转换为该物体中某些电子的能量而产生的电效应。

光电材料与器件期末复习题-图文

光电材料与器件期末复习题-图文第一章1.光电探测器：光电导效应、光伏效应———内光电效应发光二极管、半导体激光器：载流子的注入和复合发光效应太阳能电池：光生伏特效应外光电效应:在光线的作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象,光电管、光电倍增管。

2.(1)原子核外电子排布能量最低原理核外电子在原子轨道上的排布，应使整个原子的能量处于最低状态。

即填充电子时，是按照近似能级图中各能级的顺序由低到高填充的。

泡利不相容原理在同一原子中，不可能有两个电子具有完全相同的四个量子数。

如果原子中三个量子数相同，第四个一定不同，即同一轨道最多能容纳2个自旋方向相反的电子。

洪特规则在同一亚层的各个轨道上，电子的排布尽可能分占不同的轨道，并且自旋相同。

（2）电子在能带中的排布排布原则:能量最低原理——按由低到高的顺序填充各能级。

泡利不相容原理——同一能级最多容纳2个自旋方向相反的电子。

3.费米能级EF是反映电子在各个能级中分布情况的参数。

对于具体的电子体系，在一定温度下，只要确定了EF，电子在能级中的分布情况也就完全确定了。

对于一定的半导体，费米能级随温度以及杂质的种类和数量而变化。

费米能级位置较高，说明有较多的能量较高的量子态上有电子。

在绝对零度（T=0）时，费米能级EF可看成量子态是否被电子占据的一个界限。

4.（注意）（1）非平衡载流子的注入光注入：用光照射半导体产生非平衡载流子的方法。

（光-电器件，光-光器件）电注入：给PN结加正向偏压，PN结在接触面附近产生非平衡载流子。

当金属和半导体接触时，加上适当的偏压，也可以注入非平衡载流子。

电-光器件）（2）非平衡载流子的复合非平衡载流子的复合：非平衡载流子是在外界作用下产生的，当外界作用撤除以后，由于半导体的内部作用，导带中的非平衡电子将落入到价带的空状态中，使电子和空穴成对地消失。

非平衡载流子的复合是半导体由非平衡态趋向平衡态的一种弛豫过程，属于统计性的过程。

8 光电子材料与器件总复习

2012-7-2 9
信息传感材料与器件
重点
热敏传感材料力敏传感材料光敏传感材料
难点
各种传感器的工作原理
2012-7-2
10
基本概念：传感器、电阻-应变效应、压阻效应、压电效应、热电效应、热释电效应、外光电效应、内光电效应、光电导效应、本征光电导、非本征光电导、光生伏特效应、霍尔效应等。
掌握分立发光和复合发光的概念，了解发光特性。
2012-7-2
21
了解阴极射线的本质，掌握阴极射线致发光的过程。掌握CRT结构、发光过程、工作原理，掌握VFD的结构和发光原理，FED的发光机理及特点掌握电致发光的概念，掌握粉末电致发光器件和薄膜电致发光器件的结构。掌握LED工作原理，了解LED发光的特点
掌握各种光电效应和光电探测器件，了解各种半导体探测器材料。理解并掌握CCD的基本结构、功能和工作过程。掌握磁敏传感材料、气敏传感材料、湿敏传感材料工作原理，了解光纤传感器和生物传感器工作原理
2012-7-2 12
信息存储材料与器件
重点
各种存储材料的结构、发光机理和发光过程
2012-7-2 22
了解等离子体的概念，掌握等离子发光原理和等离子体发光器件的基本结构。
掌握液晶分子的结构特点和液晶的分类，了解几种液晶材料。了解液晶显示的优缺点。
2012-7-2 23
感谢各位！
祝考试顺利！
2012-7-2
24
了解红外光纤、液芯光纤等几种光纤的特性
了解通信电缆材料和微波电缆材料
2012-7-2 19
信息显示材料与器件
重点
发光机理及特点各种显示器件的结构和工作原理

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。

光电子期末考试参考资料

1-1光电子器件按功能分为哪几类？每类大致包括哪些器件？光电子器件按功能分为光源器件、光传输器件、光控制器件、光探测器件、光存储器件、光显示器件。

光源器件分为相干光源和非相干光源。

相干光源主要包括激光器和非线性光学器件等。

非相干光源包括照明光源、显示光源和信息处理用光源等。

光传输器件分光学元件(如棱镜、透镜、光栅、分束器等等）、光波导和光纤等。

光控制器件包括调制器、偏转器、光开关、光双稳器件、光路由器等。

光探测器件分光电导型探测器、光伏型探测器、热伏型探测器、各种传感器等。

光存储器件分为光盘(包括CD 、VCD 、DVD 、LD 等)、光驱、光盘塔等. 光显示器件包括CRT 、液晶显示器、等离子显示器、LED 显示.1—2谈谈你对光电子技术的理解光电子技术主要研究物质中的电子相互作用及能量相互转换的相关技术，以光源激光化，传输波导（光纤)化，手段电子化，现代电子学中的理论模式和电子学处理方法光学化为特征，是一门新兴的综合性交叉学科。

1—5据你了解，继阴极射线管显示（CRT ）之后，哪几类光电显示器件代表的技术有可能发展成为未来显示技术的主体?等离子体显示（PDP ），液晶显示（LCD)，场致发射显示(EL ），LED 显示。

第二章光学基础知识与光场传播规律2—1填空题⑴ 光的基本属性是光具有波粒二象性,光粒子性的典型现象有光的吸收、发射以及光电效应等；光波动性的典型体现有光的干涉、衍射、偏振等.⑵ 两束光相干的条件是频率相同、振幅方向相同、相位差恒定；最典型的干涉装置有杨氏双缝干涉、迈克耳孙干涉仪；两束光相长干涉的条件是(0,1,2,)m m δλ==±±，δ为光程差。

⑶两列同频平面简谐波振幅分别为01E 、02E ，位相差为φ,则其干涉光强为22010201022cos EE E E φ++，两列波干涉相长的条件为2(0,1,2,)m m φπ==±±⑷波长λ的光经过孔径D 的小孔在焦距f 处的衍射爱里斑半径为1.22fDλ.2—2在玻璃( 2.25,1)r r εμ==上涂一种透明的介质膜以消除红外线(0.75)m λμ=的反射。

《光电子材料与器件》-题库

《光电子材料与器件》题库选择题:1. 如下图所示的两个原子轨道沿z轴方向接近时，形成的分子轨道类型为( A )(A) *σ(B) σ(C) π(D) *π2. 基于分子的对称性考虑，属于下列点群的分子中不可能具有偶极矩的为（C）（A）C n（B）C n v（C）C2h（D）C s3. 随着温度的升高，光敏电阻的光谱特性曲线的变化规律为（B）。

（A）光谱响应的峰值将向长波方向移动（B）光谱响应的峰值将向短波方向移动（C）光生电流减弱（D）光生电流增强4. 利用某一CCD来读取图像信息时，图像积分后每个CCD像元积聚的信号在同一时刻先转移到遮光的并行读出CCD中，而后再转移输出。

则该CCD的类型为（B ）（A）帧转移型CCD （B）线阵CCD （C）全帧转移型CCD （D）行间转移CCD5. 对于白光LED器件，当LED基片发射蓝光时，其对应的荧光粉的发光颜色应该为（D）（A）绿光（B）紫光（C）红光（D）黄光6. 在制造高效率太阳能电池所采取的技术和工艺中，下列不属于光学设计的为（C）（A）在电池表面铺上减反射膜;（B）表面制绒;（C）把金属电极镀到激光形成槽内;（D）增加电池的厚度以提高吸收7. 电子在原子能级之间跃迁需满足光谱选择定则，下列有关跃迁允许的表述中，不正确的是（B ）：（A）总角量子数之差为1（B）主量子数必须相同（C）总自旋量子数不变（D）内量子数之差不大于28. 物质吸收一定波长的光达到激发态之后，又跃迁回基态或低能态，发射出的荧光波长小于激发光波长，称为（B）。

（A）斯托克斯荧光（B）反斯托克斯荧光（C）共振荧光（D）热助线荧光9. 根据H2+分子轨道理论，决定H原子能否形成分子的主要因素为H原子轨道的（A ）（A）交换积分（B）库仑积分（C）重叠积分（D）置换积分10. 下列轨道中，属于分子轨道的是（C）（A）非键轨道（B）s轨道（C）反键轨道（D）p 轨道11. N2的化学性质非常稳定，其原因是由于分子中存在（D ）（A）强σ 键（B）两个π键（C）离域的π键（D）NN≡三键12. 测试得到某分子的光谱处于远红外范围，则该光谱反映的是分子的（B ）能级特性。

电子与光电子材料复习资料

电子材料分类物理性质:导电材料,超导材料,半导体材料,绝缘体材料,压电铁电材料,磁性材料,光电材料电导率公式22**hhne pem mττσ=+n，p：电子及空穴浓度m*，m*h：电子及空穴的有效质量τ，τ h：电子与空穴的弛豫时间,e：单个电子电量弛豫时间：如果电子分布函数在某个时刻偏离了平衡的费米统计分布，那么在碰撞的作用下，它将按指数回复到平衡分布，特征回复时间即为弛豫时间。

金属的电阻率与压力.金属的电阻率与压力关系：ρ(0)：在真空条件下的电阻率；p：压力；α：电阻压力系数，一般为-10-5~-10-6，但也可能为正数结论：1.电阻压力系数为负时，电阻率随压力升高而下降，称为正常金属，如金、银、铜、铁等。

2.电阻压力系数为正时，电阻率随压力升高而增加，称为反常金属，如碱金属、稀土金属等，如钙锶等。

第一热电效应：塞贝克效应电子导电陶瓷的应用—半导体陶瓷:压敏效应.PTC效应.表面效应.塞贝克效应.光生伏特效应超导材料的基本物理特征：1.完全导电性（零电阻特性）2. 完全抗磁性（迈斯纳效应）3. 超导态并非仅取决于温度(临界电流和临界磁场)临界磁场和临界温度的关系式:Hc(T)=Hc(0)(1-T2/Tc2)超导材料有哪些大的分类:1.常规超导体(如Nb-Ti合金)2.高温超导体(如YBa2Cu3O7-x)3.非晶超导材料4.复合超导材料(如超导线带材料)5.重费米子超导体(如CeCu2Si2)6.有机超导材料(如富勒烯等修饰的化合物)电介质：在电场作用下，能建立极化的一切物质。

通常是指电阻率大于10Ω·cm的一类在电场中以感应而非传导的方式呈现其电学性能的物质。

主要特点：绝缘体，无自由电荷电介质极化特点：内部场强一般不为零。

电介质的主要性能：介电常数、介电损耗因子、介电强度。

()()1p pρρα=+电容器的作用:1.隔直流2.旁路（去耦）3.耦合4.滤波5.温度补偿6.计时7.调谐8.整流9.储能画出压电单晶压电效应的原理图压电效应产生的条件:1.晶体结构没有对称中心。

光电材料与器件期末复习题

光电材料与器件复习题第一章1.光电探测器：光电导效应、光伏效应———内光电效应发光二极管、半导体激光器：载流子的注入和复合发光效应太阳能电池：光生伏特效应外光电效应 :在光线的作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象,光电管、光电倍增管。

2.(1)原子核外电子排布能量最低原理核外电子在原子轨道上的排布，应使整个原子的能量处于最低状态。

即填充电子时，是按照近似能级图中各能级的顺序由低到高填充的。

泡利不相容原理在同一原子中，不可能有两个电子具有完全相同的四个量子数。

如果原子中三个量子数相同，第四个一定不同，即同一轨道最多能容纳2个自旋方向相反的电子。

洪特规则在同一亚层的各个轨道上，电子的排布尽可能分占不同的轨道，并且自旋相同。

（2）电子在能带中的排布排布原则:能量最低原理——按由低到高的顺序填充各能级。

泡利不相容原理——同一能级最多容纳2个自旋方向相反的电子。

3.费米能级EF是反映电子在各个能级中分布情况的参数。

对于具体的电子体系，在一定温度下，只要确定了EF，电子在能级中的分布情况也就完全确定了。

对于一定的半导体，费米能级随温度以及杂质的种类和数量而变化。

费米能级位置较高，说明有较多的能量较高的量子态上有电子。

在绝对零度（T=0）时，费米能级EF可看成量子态是否被电子占据的一个界限。

4.（注意）（1）非平衡载流子的注入光注入：用光照射半导体产生非平衡载流子的方法。

（光-电器件，光-光器件）电注入：给PN结加正向偏压，PN结在接触面附近产生非平衡载流子。

当金属和半导体接触时，加上适当的偏压，也可以注入非平衡载流子。

非平衡载流子的复合是半导体由非平衡态趋向平衡态的一种弛豫过程，属于统计性的过程。

5.量子限制效应(QCE，Quantum Confinement Effect)，指固体材料的尺度缩小到一定值时，即在某一维度上可与电子的德布洛意波长或电子平均自由程相比拟或更小时，电子的运动受到局限，电子态呈量子化分布，连续的能带分解为分立的能级。

光电子(1,2章)复习题(1)

光电器件基础·期末复习指导第一章半导体光学基础知识[基本概念]1.光电子技术:光子技术和电子技术相结合而形成的一门技术。

2.光的波粒二象性：某物质同时具备波的特质及粒子的特质。

3.直接带隙半导体:导带底和价带顶在k 空间同一点的半导体4.间接带隙半导体:导带底和价带顶不在k 空间同一点的半导体5.内建电场:半导体pn结界面处两侧的离子带电类型不同，使得空间电荷层中存在着从n 型区一侧指向p 型区一侧的电场6.半导体异质结构：专指不同单晶半导体之间的晶体界面。

[基本理论]1.光的电磁波谱众所周知，光是一种电磁波。

如图1.5 所示，从无线电波到γ射线的整个电磁波谱中，光辐射只是从波长1 nm ~ 1 mm（频率为3×1011 Hz ~ 3×1017 Hz）范围内的电磁辐射，它包括真空紫外线、紫外线、可见光、红外辐射等部分。

可见光是波长为380 nm ~ 780 nm 的光辐射，这一波段范围内的电磁波被人眼所感知。

图1.5 光的电磁波谱2.pn 结的伏安特性pn 结加正向偏压时，通过pn 结的电流主要为扩散电流，电流随电压成指数增加；加负向偏压时，扩散运动受到严重抑制，通过pn 结的电流主要是很小的漂移电流。

这里仅给出电流电压关系为[exp(/)1]s a b J J eV K T =-其中0[]p n n p p n eD P eD n Js L L =+上式称为理想二极管方程。

它是在很大电流与电压范围内pn 结电流电压特性的最佳描述。

图1.17 为pn 结电流电压关系曲线。

假如V a 为负值（反向偏压），反偏电流会随着反偏电压的增大而迅速趋向于一个恒定值-J s ，与反向偏压的大小就无关了。

J s 称为反向饱和电流密度。

很显然，pn 结的电流电压特性是非对称的。

[综合问题]1.单晶硅、锗与砷化镓能带结构有何特点？硅和锗的能带结构有何特点：硅和锗的导带在布里渊区中心虽然都有极小值，但导带中最小的极小值却不在布里渊区中心Γ 点，如图1.10所示，硅导带中的最小极值在空间[1 0 0]方向上，Γ 点之间的距离约为Γ 点和X 点间距的5/6，锗导带中的最小极值在空间[1 1 1]方向上的L 点处。

电子科大光电材料与器件(复习)

1.利用像增强器，人类突破了视见灵敏阈的限制。

2.光电技术的必要性:扩展人眼对微弱光图像的探测能力;将超快速现象存储下来;开拓人眼对不可见辐射的接收能力;捕捉人眼无法分辨的细节3.1900年普朗克( Planck )提出了光的量子属性4.爱因斯坦认为光是由光子组成的粒子流，它不仅是一份份地被吸收、辐射，而且光所具有的能量也是聚集成一份份在空间传播，具有的能量hv。

用光量子理论成功地解释了光电效应.方程5.光电技术是在人类探索和研究光电效应的进程中产生和发展起来的6.大气窗口(um):0.76-1.2;3-5;8-147.1929年，科勒制成了第一个实用的光电发射体——银氧铯光阴极。

8.红外变像管，实现了将不可见的红外图像转换成可见光图像9.人眼视觉受到的限制:灵敏度;分辨力;时间;空间;光谱10.自然界波长：10^-16m的宇宙射线到波长为10^8m的长电振荡，全波段电磁波都可成为信息的载体11.长波限，短波限；标准辐射源(或标准光源)作为输入源12.光电器件分类：单元，多元，固态，真空13.光照射到物体表面的能量将被反射、透射、和吸收。

光电器件主要利用吸收的光能。

14.光电器件利用物体吸收光能后的热效应或光电效应，光电效应可分为内光电效应和外光电效应15.转换系数G光电成像器件在法线方向输出的亮度与输入的辐照度之比值。

亮度增益光增益单色转换系数16.朗伯发光：M=3.14L--------G0=3.14G1。

；都与输入光谱分布有关17.电流响应率，电压响应率，单色灵敏度（峰值波长灵敏度，长波限）18.时间响应滞后：存在惰性环节，如荧光屏、光电导靶；直视型（荧光屏—余辉）非直（光电，电容）19.光电转换上升过程的滞后远小于下降过程的滞后20.当光电成像器件的输入辐照度（或照度）为脉冲函数时，得到的输出信号是时间的函数，取其归一化的函数脉冲响应函数。

比例函数衰减型负指数函数衰减型双曲函数衰减型21.瞬时调制传递函数系统所输出的归一化时间频谱函数与理想输出（无惰性）的归一化时间频谱函数之比。

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。

光电功能材料与器件复习题.doc

填空题1.当输出信号电压等于输出噪声电压均方根时的探测器的入射辐射功率称为最小可探测辐射功率。

2.对半导体而言，材料吸收光的原因在于光于处在各种状态的电子、晶格原子和杂质原子的相互作用。

3.材料吸收光子能量后，岀现一电子■空穴对,引起电导率变化或电流电压现象，称为内光电效应。

4.光敏电阻器制作在陶瓷基体上，光敏面均做成蛇形，冃的是要保证有较大的受光而积。

5.当P型与N型半导体相接触，电子和空穴相互扩散在接触区附近形成空间电荷区和耗尽层,结区两边形成内建电场。

6.光电池是直接把光变成电的光电器件，它是利用各种势垒的光牛伏特效应制成的。

7.光电二极管等结型光电器件的噪声主要是_电流散粒噪声和屯阻的热噪声。

8.光电三极管相当于一个基极一集电极组成的光电二极管加上一•个普通的晶体放大管。

9.光电阴极是根据外光电效应制成的光电发射材料。

10.光电倍增管主要由光电阴极、电子光学输入系统、倍增系统和阳极组成。

11.当具有足够能量的电子轰击物体时，该物体有电子发射出来，这种现象称为二次电子发射O12.像管屮电子光学系统的任务有两个，一是一加速光电子,二是使光电子成像在像面上。

13.除喑背景外，像管受到辐照吋还要引起一种与入射信号无关的附加背景亮度,称为信号感牛背景o14.配合第二代近贴结构和负电了亲和势光电阴极,以及先进的MCP技术，出现了第三代微光像增强器。

15.把N个亮度信号转变为电信号的方法称为扫描。

16.视像管的结构由光学系统、靶、电子枪、聚焦、扫描系统等纽成。

17.从结构上讲CCD是由许多MOS （金属■氧化物■半导体）电容组成。

D的电荷转移信道有两种形式，即表面转移信道和体内（或埋沟）转移信道。

19.H前有四种主要类型的光子探测器，即光电导、光伏、MIS型和肖特基势垒型。

20.当H标与背景的温差使系统输出的峰值信号电压与噪声均方根电压相等吋, 测试图案上n标与背景的温差就是噪声等效温差。

21.因吸收辐射能使物体温度升高，从而改变物体性能的现象称为热效应。

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