光电子复习提纲汇总
《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。
光电子技术复习要点
光电子技术复习要点第一篇：光电子技术复习要点第1章1.电磁波的性质：横波、偏振、色散2.光辐射：以电磁波形式或粒子形式传播的能量，它们可以用光学元件反射、成像或色散，这种能量及其传播过程称为光辐射，波长在10nm-1mm，分为可见光（390nm-770nm）,紫外辐射（1nm-390nm）,红外辐射（0.77-1000um）3.表1-44.光视效能：同一波长下测得的光通量与辐射通量比值。
光视效率是光视效能归一化的结果。
5.光与物质相互作用的三个过程：自发辐射、受激辐射、受激吸收。
图1-7自发辐射：处在高能级的原子，没有任何外界激励，自发地跃迁到低能级，并发射光子。
受激辐射：处在高能级的原子，受到外来光子的激励，跃迁到低能级并发射光子。
受激吸收：处在低能级的原子，受到光子的照射时，吸收光子而跃迁到高能级。
6．粒子数的反转，增益系数，增益曲线，损耗系数，激光器的三部分7.典型激光器组成：工作物质、泵浦源、谐振腔。
作用：工作物质：在这种介质中可以实现粒子数反转。
泵浦源（激励源）：将粒子从低能级抽运到高能级态的装置。
谐振腔：(1)使激光具有极好的方向性(沿轴线)(2)增强光放大作用(延长了工作物质(3)使激光具有极好的单色性(选频)8.习题1-2Le亮度定义:强度定义:IedIe∆Arcosθr= dΦedΩ可得辐射通量：dΦe=Le∆AscosθsdΩ在给定方向上立体角为：dΩ第1.2题图∆Accosθc 2l0dΦeLe∆Ascosθscosc则在小面源在∆A上辐射照度为：Ee==2dAl0=c第2章1.大气衰减包括四个部分，瑞利散射和米氏散射2.大气湍流效应3.电光效应，相位延迟两种方式，相位差，半波电压，两种方式比较纵向调制器优点: 具有结构简单、工作稳定、不存在自然双折射的影响等。
缺点: 电场方向与通光方向相互平行, 必须使用透明电极, 且半波电压达8600伏,特别在调制频率较高时，功率损耗比较大。
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。
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。
光电子学复习要点
光电子学复习要点光电子学是研究光与电子相互作用的学科，其应用广泛，包括激光技术、光通信、光存储、光探测等。
以下是光电子学（南京邮电大学）的复习要点。
1.光的本质和特性：光被视为一种电磁波，具有粒子和波动性质。
光的波长、频率、能量和速度是光学研究中的基本概念。
2.光的波动性：光的干涉、衍射、偏振等特性是光的波动性的表现。
波动理论可以解释和预测光的行为。
3.光的粒子性：光的粒子性通过光量子假说解释，即光以光子的形式传播。
光谱分析和光电效应是光的粒子性的现象。
4.光的发射和吸收：光可以通过激发物质的原子或分子产生发射，被物质吸收后可以引起电子激发或转移。
5.激光的基本原理：激光是一种具有高亮度和高聚束性的光源。
激光的实现需要能级反转和光反馈的条件。
6.半导体光电子器件：半导体材料在光电子学中有着重要的应用，如光电二极管、光电晶体管、光电子倍增管等。
其工作原理是利用半导体材料的特性，将光子转换为电信号。
7.光通信系统：光通信是一种基于光信号传输的通信方式。
光纤作为信号传输媒介，光放大器和光调制器等器件实现信号的放大和调制。
8.光信息处理：光信息处理技术包括光学图像处理、光学信号处理和光学数据存储等。
利用光的并行性和高速性可以实现快速的信息处理。
9.光学成像：光学成像技术包括透镜成像、干涉成像和衍射成像等。
不同的成像方式有不同的应用场景，如显微镜、摄影和印刷等。
10.光学信息存储：光存储技术是利用光的能量和非线性特性实现信息存储。
包括光盘、激光打印和全息存储等。
以上是光电子学的复习要点，理解这些基本概念和原理，掌握相关的技术和应用，对于深入研究和应用光电子学具有重要意义。
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。
光电子复习提纲汇总
《光电子学》复习讲义2014第一部分：光电物理基础【1】基本概念1)本征吸收：半导体吸收一个能量大于禁带宽度Eg的光子，电子由价带跃迁到导带，这样的过程称为本征吸收。
2)激子吸收：在半导体中受激电子与空穴构成的新系统可以看成一种“准粒子”，并称之为激子。
激子可以通过所含电子和空穴的复合而辐射光子和声子，其中能发射光子的激子复合过程对提高发光效率有很大的实用意义。
3)杂质吸收：杂质吸收有三种情况，1：从杂质中心的基态到激发态的激发可以引起线状吸收谱。
2：电子从施主能级到导带或从价带到受主能级的吸收跃迁。
3：从价带到施主能级或从被电子占据的受主能级到导带的吸收跃迁。
4)费米能级的概念：P225)热平衡状态下本征和杂质半导体的费米能级图1-14 P246)非平衡态载流子的产生、复合图1-157)直接复合：自由电子直接由导带回价带与空穴复合8)间接复合：自由电子和空穴通过晶体中的杂质、缺陷在禁带中复合9)非本征吸收：包括杂质吸收自由载流子吸收激子吸收晶格吸收10)本征发光：导带电子和价带空穴复合所产生的发光现象11)激子发光：激子在运动过程中，将能量从晶体的一处运输到另一处，电子空穴复合发光的过程称为激子发光。
12)杂质发光：杂质发光有三种发光方式，1：电子从导带到施主能级或从受主能级到价带的跃迁，主要是无辐射跃迁。
2:电子从导带到受主能级或从施主能级到价带。
3：施主受主对的辐射跃迁13)内光电效应：表现为光电导和光生伏特效应。
14)外光电效应：即光电子发射效应（金属或半导体受光照射，如果光子能量足够大可以使电子从材料表面逸出的现象）15)金属逸出功：电子从金属中逸出需要的最小能量16)电子亲和势：导带体上的电子向真空逸出时所需要的最小能量17)光电发射第二定律：光电发射体发射的光电子最大动能随入射光频率的增大而线性增加，与入射光强无关。
18)辐射度量:与物理学对电磁辐射度的规定完全一致，适用于整个电磁波段19)光度量：以人的视觉特性为基础建立，只适用于可见光波段20)偏振光及偏振度：振动方向与传播方向不对称性叫做偏振，具有偏振性的光叫做偏振光。
光电子理论与技术复习资料(精简版)(DOC)
CH1光的电磁理论麦克斯韦方程：各向同性介质：波动方程： 对于金属导体： 起主要作用；对于半导体都考虑。
对于非导电介质(σ=0）： 起主要作用 电磁场的能量定律：（1）焦耳热；（2）电磁场能量密度随时间的变化率；（3）电磁场消耗在电偶极子上的功率；（4）消耗在磁偶极子上的功率。
玻印亭矢量S ： 表示能流密度，即单位时间内，通过垂直于传播方向上的单位面积的能量。
一维电振子的运动方程: 光的吸收； 光的散射。
光波在各向同性介质中的传播: ()χω' :描述光波在介质中的色散特性。
()χω''：决定了吸收特性。
单位体积介质真正吸收的光功率，仅与极化率虚部()χω''有关。
光波在导电介质中的传播：波动方程： ，电磁场在传播时的衰减： 趋肤深度：电磁波穿入良导体中，当波的幅度下降为表面处 振幅的1/e 时，波在良导体中传播的距离，称为趋肤深度。
金属等离子体频率： 等离子体：光波在各向异性介质中的传播：正单轴晶体e o n n >;负单轴晶体e o n n <。
折射率椭球： 物理意义：过原点作波矢，同时通过原点再作一个与k 垂直的平面，该平面与椭球相交，得到一个椭圆：a.与该波矢k 相对应的两个折射率1()n k 、2()n k ，就是该椭圆的长短半轴的长度。
b.该椭圆的长、短半轴所指方向即为允许的两个偏振方向。
c.表征了对应某一波长的晶体主折射率在椭球空间各个方向上全部取值分布的几何图形。
椭球的三个半轴长分别等于三个主介电常数的平方根，其方向分别与介电主轴方向一致。
d.只要给定晶体，知道晶体的主介电张量，就可以做出相应的折射率椭球，并且确定波法线矢量o k 等物理量方向，以及偏振方向。
CH2光的量子理论1、量子力学的基本原理(1)物理系统的状态用波函数描述。
(2)描写物理系统的每一个力学量都对应于一个线性厄米算符。
(3)任一状态的波函数ψ，都可以用力学量算符的本征函数系，或一组力学量完全集的共同本征函数系来展开。
光电子复习提纲
Chapter 1 Beam Optics1.光束参数的计算，包括发散角、曲率半径、束腰等。
2.高斯光束的特征。
3.高斯光束参数通过薄透镜的变换计算。
4.ABCD法则。
Chapter 2 Resonator Optics1.平平腔特征，腔模间隔计算，谱线宽度计算。
2.光子寿命、Q值的含义。
3.谐振腔的定义，种类及稳定条件。
4.球面腔中高斯模的特点及计算。
Chapter 3 Photons and Atoms1.能级的概念。
费米分布的特点。
2.自发辐射、受激辐射、受激跃迁的概念。
3.跃迁截面（transition cross section）及线形函数(Lineshape Function)的含义。
4.爱因斯坦关系式。
5.谱线加宽的含义。
均匀加宽及非均匀加宽的种类和差异。
Chapter 4 Laser Amplifiers1.增益放大的概念、增益系数、线宽（洛伦兹线形函数）。
2.速率方程及稳态解。
二能级、三能级及四能级。
3.增益饱和的概念。
均匀加宽和非均匀加宽的增益饱和有什么不同。
4.非均匀加宽烧孔效应。
Chapter 5 Laser1.激光器的组成。
激光的特点。
2.阈值的概念，激光振荡条件。
3.频率牵引效应。
4.激光输出的参数：功率、光谱、可能的腔模个数。
最佳透过率。
均匀加宽模式竞争效应。
5.均匀加宽和非均匀加宽介质。
6.兰姆凹陷。
7.横模的定义，形式。
非稳腔选单横模。
8.选单纵模单横模方法。
偏振选择的方法。
9.激光器的种类。
典型激光器的输出波长。
10.获得脉冲激光的几种方法。
11.调Q的机理及过程。
锁模的机理。
锁模脉冲与调Q脉冲的差别。
Chapter 6&7 Semiconductors Lasers1.能带、电子、空穴的概念。
费米能级的含义。
2.PN结的定义。
异质结的定义。
3.LED发光机制及特点。
4.半导体注入激光器的发光原理及特点。
阈值，功率，光谱，选模等。
Chapter 8 Electro-Optics and Acousto-Optics1.什么是电光效应？什么是泡克尔效应、克尔效应？2.电光调制及电光开关的原理。
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(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。
光电子学复习提纲
11. 单模条件、光纤中模式数目的估算。
当 m＝0 时，TE01 和 TM01 的本征方程为：
uJ
0
(
ua
)
K
′
0
(
wa
)
+
wJ
′
0
(
ua
)
K
0
(
wa
)
=
0
un
2 2
J
0
(
ua
)
K
8. 什么是子午光线？ 沿子午面传播的光线，子午面指光纤的直径所在平面。
9. 什么是自聚焦光纤？ 为了使模式色散趋于最小，必须选择折射率最优化分布，使任一方向入射的子午 光线在一周期内的平均轴向速度相等，或者各子午线在一周期沿轴向传播相等的 距离，这种光纤称为自聚焦光纤。
10. 光纤的标量理论和矢量理论有什么区别和联系？矢量模式和标量模式有什 么关系？ 标量理论是矢量理论的分支。
′
0
(
wa
)
+
wn12
J
′
0
(
ua
)
K
0
(
wa
)
=
0
当 w＝0 时模式截止，即
解得 V＝2.405
结论：阶跃折射率分布光纤的（只传输 HE11 模）的条件是
V＝ 2πa λ
n12 − n22
度 v 朝向或背离观察者（接收器）运动，则被探测到的频率为
ν± =ν0
c±v cmv
≈ ν 0(1 ±
v) c
多普勒加宽谱线具有高斯函数形式。
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《光电子学》复习讲义2014第一部分：光电物理基础【1】基本概念1)本征吸收：半导体吸收一个能量大于禁带宽度Eg的光子，电子由价带跃迁到导带，这样的过程称为本征吸收。
2)激子吸收：在半导体中受激电子与空穴构成的新系统可以看成一种“准粒子”，并称之为激子。
激子可以通过所含电子和空穴的复合而辐射光子和声子，其中能发射光子的激子复合过程对提高发光效率有很大的实用意义。
3)杂质吸收：杂质吸收有三种情况，1：从杂质中心的基态到激发态的激发可以引起线状吸收谱。
2：电子从施主能级到导带或从价带到受主能级的吸收跃迁。
3：从价带到施主能级或从被电子占据的受主能级到导带的吸收跃迁。
4)费米能级的概念：P225)热平衡状态下本征和杂质半导体的费米能级图1-14 P246)非平衡态载流子的产生、复合图1-157)直接复合：自由电子直接由导带回价带与空穴复合8)间接复合：自由电子和空穴通过晶体中的杂质、缺陷在禁带中复合9)非本征吸收：包括杂质吸收自由载流子吸收激子吸收晶格吸收10)本征发光：导带电子和价带空穴复合所产生的发光现象11)激子发光：激子在运动过程中，将能量从晶体的一处运输到另一处，电子空穴复合发光的过程称为激子发光。
12)杂质发光：杂质发光有三种发光方式，1：电子从导带到施主能级或从受主能级到价带的跃迁，主要是无辐射跃迁。
2:电子从导带到受主能级或从施主能级到价带。
3：施主受主对的辐射跃迁13)内光电效应：表现为光电导和光生伏特效应。
14)外光电效应：即光电子发射效应（金属或半导体受光照射，如果光子能量足够大可以使电子从材料表面逸出的现象）15)金属逸出功：电子从金属中逸出需要的最小能量16)电子亲和势：导带体上的电子向真空逸出时所需要的最小能量17)光电发射第二定律：光电发射体发射的光电子最大动能随入射光频率的增大而线性增加，与入射光强无关。
18)辐射度量:与物理学对电磁辐射度的规定完全一致，适用于整个电磁波段19)光度量：以人的视觉特性为基础建立，只适用于可见光波段20)偏振光及偏振度：振动方向与传播方向不对称性叫做偏振，具有偏振性的光叫做偏振光。
光束中偏振部分的光强度和整个光强度之比值称为偏振度。
【2】基本原理1)杂质吸收与本征吸收的光谱范围如何理解？答：（1）本征吸收区对应于价带电子吸收光子后跃迁至导带的强吸收区，它处于紫外可见光与近红外区。
（2）杂质吸收因固体材料及材料中杂质各类而异。
假设杂质具有浅能级（约0.01eV），这种杂质吸收仅在较低温下（使kT〈杂质电离能，k为玻尔兹曼常数〉，才能被观察到。
2)半导体掺杂的目的？对半导体发光的限制作用？答：纯正的半导体是靠本征激发来产生载流子导电的，但是仅仅依靠本征激发产生的载流子数量很少，而且容易受到外界因素如温度等的影响。
掺入相应的三价或五价元素则可以在本征激发外产生其他的载流子，可以大幅度的改善本征半导体的导电性。
（1）为了使半导体的电导率发生大的变化；因为杂质的电离能比禁带宽度要小得多，所以杂质的种类和数量对半导体的导电性能影响很大。
(2) 杂质能级的位置有性质不同的两类：“浅能级”和“深能级”，前者起着“陷阱”的作用，后者通常是复合能级。
室温下用电子束激发GaAs发光时的相对效率与杂质浓度载流子的产生与杂质能级复合中心的平衡3)半导体本征发光中的直接跃迁与间接跃迁的定义与区别？代表材料分别是？答：（1）直接跃迁：仅涉及一个（或多个）光子的跃迁；间接跃迁涉及一个（或多个）光子，还包含声子的跃迁；（2）直接跃迁以III-V族化合物半导体以及由它们组成的三四元固溶体为主,代表材料GaAs;间接跃迁代表材料Si基发光材料.4)自发发射、受激发射、受激吸收的关系？如何提高半导体的发光效率？答：（1）爱因斯坦关系：332121c8B A νπh = 1221112=g B g B （2）吸收系数较高；直接带隙跃迁；优化杂质能级吸收与发射；根据器件设计自发辐射与受激辐射系数的比重。
5) 金属、半导体光电子发射光电子发射的三个步骤？答：第一步：体内电子吸收光子能量被激发跃迁到高能级第二步：被激发的电子向表面运动，运动过程中会与其它电子或晶格碰撞，失去部分能量。
第三步：克服表面势垒的束缚逸出表面。
6) 本征光电导产生的条件？答：（1）光子能量大于该半导体的禁带宽度；（2）电子在导带中有足够的迁移率；（3）由光的辐射产生的载流子数与材料中通常可得到的自由载流子相比，是可测量出来的。
【3】基本计算1) 金属、半导体光电子发射阈值的计算2) 马吕斯定律对偏振度的计算3) 单层减反膜厚的计算4) 朗伯定律计算E=Icos α/R 2第二部分：光电转换【1】基本概念1) 光电导效应：当半导体材料受光照时，由于对光子的吸收引起载流子的变化，导致材料电导率的变化的现象；P732)P型光电导，N型光电导3)本征光电导，杂质光电导；器件及适用范围4)常见光电导材料：a、CdS和CdSe，低成本可见光光电导材料，光电导增益G=103-104，响应时间较长，工作波段在紫、蓝、绿短波区。
b、PbS，近红外灵敏光电导材料，光谱范围在1-3.4um，2um处最灵敏，响应时间约200us。
c、InSb，近红外灵敏光电导材料，响应峰波长约5um，热噪声较大。
d、碲镉汞（Hg1-xCdxTe），中红外灵敏光电导，峰值波长10um左右，通过调节Hg和Cd的相对比例可以改变禁带宽度，从而改变灵敏波长，通常需要制冷，热噪声大。
5)光电温度效应：P746)蛇形电极及光电导增益原理：起源于“电荷放大”效应，半导体中的杂质能级（位于禁带中）会捕获少数载流子，如N型（P型）光电导的空穴（电子）会被杂质能级捕获，使光电导带正电（负电），而吸引负极（正极）的电子（空穴）进入光电导，在电场作用下漂移到正极（负极），这就相当于增加了电子（空穴）的产生率。
（P78）7) 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—空穴对分开，从而在势垒两侧形成电荷堆积，称为光生伏特效应。
8) PN 结：PN 结是由一个N 型掺杂区和一个P 型掺杂区紧密接触所构成的，其接触界面称为冶金结界面。
9) 突变PN 结：在冶金界面处杂质浓度突变的P-N 结称为突变PN结。
10) 缓变PN 结：从P 区到N 区掺杂浓度逐渐改变的PN 结称为缓变PN 结。
11) 空间电荷区：在PN 结中由于自由电子的扩散运动和内建电场的漂移运动，使PN 结的中间部位出现净正、负电荷的区域称为空间电荷区。
12) 光电池的结构：是在N 硅片上扩散硼形成P 层，并用电极引线把P 和N 层引出，形成正负电极。
为防止表面反射光，提高转换效率，通常在器件受光面上进行氧化，形成2SIO 保护膜。
13) 短路电流：当负载电阻为0时，流经负载的电流。
14) 开路电压：当负载电路开路时，光电池的输出电压。
15) 填充因子：光电池最大输出功率的值占以sc oc I V 和为边长的矩形面积的百分比，是输出特性曲线“方形”程度的量度。
sc oc mp mp I V I VFF16) 光伏IV 曲线 p9517) 二次电子发射的定义与过程：具有足够动能的电子轰击某些材料时，表面将发射出新的电子，此现象称为二次电子发射。
P135 过程：(1).原初电子射入发射体，在体内发生能量损失，激发产生次级电子的过程。
(2).激发的次级电子从激发地点向表面运动的过程。
（其中包括与“自由”电子，声子，离子等碰撞。
）(3).到达表面的次级电子克服表面势垒逸出的过程。
【2】基本原理1)PN结内建电场的作用？答：P、N区由于浓度差，引起N区电子向P区扩散，同样P区空穴也向N区扩散，扩散的结果，在交界面两侧留下不能移动的正负离子，它们之间相互作用，生成一个电场，方向由N区指向P区，由于该电场存在于结合的半导体中，所以称为内建电场。
其作用是阻碍电子和空穴继续扩散，载流子在内建电场作用下做漂移运动，漂移运动与扩散运动方向相反，最后达到平衡状态。
2)光电池的结构、光电转换效率的影响因素？改进方向？答：影响因素：改进方向：（1）通过结构改进和创新来提高转换效率：叠层太阳能电池提高转换效率。
（2）开发新材料来提高转换效率：聚合物多层修饰电极型太阳能电池；纳米晶太阳能电池。
（3）采用全新的构思来提高转换效率：改进传统太阳能发电系统来提高转换效率；采用量子点超晶格型来提高转换效率。
3)2CU硅光二极管与2PU硅光二极管的结构特点，引入环的意义。
答：P1034)硅光二极管与PIN、APD二极管的比较？答：相同点：工作原理相同，都是基于pn结工作的不同点：PIN: 用于光至电信号转换，通讯中常用，主要的有工作于850nm波段和1100nm-1650nm波段的,转化效率一般在0.85A/W左右，信噪比可以做到很高，这个过程中的噪声主要是热噪声；APD:和PIN相比，多了一个雪崩增益区，可以发大光生电流，从而提高转化效率，但是雪崩增益本身也会产生噪声。
5)光电倍增管的系统结构？答：（1）入射窗结构（光窗）：入射光的通道，同时也是对光吸收较多的部分6)光电倍增管倍增级的阴极灵敏度、阳极灵敏度测试电路？P1377)光电倍增管暗电流产生的原因与降低措施？答：暗电流产生的原因：降低措施：（1）在使用光电倍增管时，保证管壳和所有连接件的清洁干燥是十分必要的。
（2）选用热发射小的阴极材料，并在满足使用的前提下，尽量减小光电阴极的面积，降低光电倍增管温度。
（3）在管子封口前应低温烘烤多余的残余气体。
（4）降低工作电压场致发射暗电流也将下降；加工时要精细，电极边应做成弯卷状。
（5）在阴极为负高压应用时屏蔽壳与玻璃管壁之间的距离至少为10~20mm。
【3】基本计算7)PN结平衡载流子计算？8)光敏电阻光电特性计算？某型号光敏电阻在100lx光照下阻值R A为2kΩ，在110lx光照下，γ值为0.9，求在110lx光照下的阻值R B9)光电池发光效率计算？10)PMT光电倍增管阳极灵敏度、阴极灵敏度的计算、最大入射光通量、供电电压的计算？例题：已知某光电倍增管的阳极灵敏度为100A/lm，阴极灵敏度2μA/lm，阳极输出电流应限制在100μA范围内，问最大允许的入射光通量为多少lm？(作业）第三部分：电光转换【1】基本概念1)激光器的种类：按激光工作物质主要可以分为：固体激光器，气体激光器、液体激光器、半导体激光器等。
2)粒子数反转：通过受激辐射使处于基态的原子大量激发到亚稳态E2上，使处于高能级E2上的原子数大大超过E1的原子数，这样的状态叫做粒子数的反转。
原子从低能态跃迁到高能态，必须吸收光子，这称为受激吸收，而处于高能级的原子会随机发射出光子而回到低能态，这称为自发辐射。