光電子技術(shù)基礎(chǔ)

1、1 光電子技術(shù)基礎(chǔ)一、單項(xiàng)選擇1. 第一臺(tái)激光器是什么類型激光器？（p83） 固體激光器部分世界上第一臺(tái)激光器就是紅寶石激光器（屬于固體激光器）2半導(dǎo)體激光發(fā)光原理（p86）泡利不相容原理3. 等離子體顯示基本機(jī)制（ p244）等離子體顯示（ pdp）主要利用稀有氣體中陰冷極輝光放電來實(shí)現(xiàn)4. 顯示器的對(duì)比度（ p217）對(duì)比度指畫面上最大亮度和最小亮度之比5. 光敏電阻的類型（屬什么探測(cè)器） （p207&214）利用光電導(dǎo)效應(yīng)工作的光電探測(cè)器稱為光電導(dǎo)型探測(cè)器 ，這類探測(cè)器在光照下會(huì)改變自身的電阻率，且光照越強(qiáng)器件電阻率越小，因而常稱為光電導(dǎo)管或光敏電阻6. 陰極射線顯示發(fā)光管的原理

2、（p228）7. 固體激光器基本原理（ p83）二、多項(xiàng)選擇1. 兩束光干涉（雙光干涉）實(shí)驗(yàn)有哪些？（p14）楊氏實(shí)驗(yàn)和邁克耳孫干涉儀2隔離器性能指標(biāo)（ p292）光通訊系統(tǒng)對(duì)光隔離器性能的要求是，正向插入損耗低、反向隔離度高、回波損耗高、器件體積小、環(huán)境性能好。主要技術(shù)指標(biāo)包括以下參數(shù)：插入損耗、反向隔離度、回波損耗、偏振相關(guān)損耗pdl、30db 隔離度帶寬、偏振模色散 pmd 3. 光和物質(zhì)相互作用的過程（p45）光受激發(fā)射現(xiàn)象本質(zhì)上是光與物質(zhì)相互作用的結(jié)果按照經(jīng)典電子理論， 光和物質(zhì)相互作用的過程可以看做是組成物質(zhì)的原子或分子體系在入射光波的電場(chǎng)下感生電偶極矩，進(jìn)而產(chǎn)生電磁波輻射的過程4

3、. 半導(dǎo)體電導(dǎo)率增加的現(xiàn)象屬于什么現(xiàn)象？（）光電導(dǎo)現(xiàn)象5晶體的基本性質(zhì)（ p151）自限性、晶面角守恒、均勻性、各向異性、對(duì)稱性、最小內(nèi)能性6. 光調(diào)制的分類（ p148）電光調(diào)制、聲光調(diào)制、磁光調(diào)制7. 光信息存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展方向（p322）光存儲(chǔ)目前達(dá)到的存儲(chǔ)密度和數(shù)據(jù)傳輸速率還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了飛速發(fā)展的信息科學(xué)技術(shù)的要求。于是，高密度和快讀寫的光存儲(chǔ)技術(shù)稱為非常重要和極其迫切的課題，引起各國科學(xué)家爭(zhēng)相研究和開發(fā)。達(dá)到或超過光的衍射極限（納米量級(jí)）的高密度光存儲(chǔ)技術(shù)和超大容量三維體存儲(chǔ)技術(shù)，則是研究和開發(fā)的熱點(diǎn)三、填空題1. 光的基本屬性（ p8）2 波粒二象性（粒子性、波動(dòng)性）2. 說明光的粒

4、子性、波動(dòng)性現(xiàn)象有哪些？（p9）粒子性：光的吸收、光的發(fā)射、光電效應(yīng)等波動(dòng)性：光的干涉、衍射、偏振等3. 聲光相互作用的類型有哪幾類？拉曼奈斯衍射聲光布拉格衍射4. 磁光調(diào)制包括哪些效應(yīng)？（p188）法拉第效應(yīng)、天然旋光效應(yīng)、磁光效應(yīng)5. 激光產(chǎn)生的條件？穩(wěn)定激光輸出的條件？（p63）要產(chǎn)生激光首先要滿足兩個(gè)必要條件：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布和減少振蕩模式數(shù)，要形成穩(wěn)定的激光輸出還必須滿足起振和穩(wěn)定振蕩兩個(gè)充分條件6. 多模光纖色散有哪幾部分？（）7. 液晶分類（ p235）總的來說可以分為熱致液晶和溶致液晶根據(jù)分子的不同， 可將常見的液晶分為向列型、 膽甾型和近晶型三種， 除了這三種典型的液晶結(jié)構(gòu)，

5、另外還有一些異型液晶， 如圓盤型液晶和重入液晶8. 影響光纖損耗的因素？（）四、簡(jiǎn)答題1. 聲光調(diào)制、電光調(diào)制（ p177 p168）聲光調(diào)制 ：不僅電場(chǎng)能引起晶體的折射率變化，聲波的應(yīng)變場(chǎng)也能改變某些類型晶體的折射率， 由于聲波的周期性， 會(huì)引起折射率的周期變化， 產(chǎn)生類似于光柵的光學(xué)結(jié)構(gòu)， 從而對(duì)入射的光波產(chǎn)生調(diào)制， 這中調(diào)制稱為聲光調(diào)制。 （聲光調(diào)制的物理基礎(chǔ)是超聲波引起晶體的應(yīng)變場(chǎng)，使射入晶體中光被這種彈性波衍射，這種物理現(xiàn)象稱為彈光效應(yīng)。）電光調(diào)制 ：外加電場(chǎng)能引起折射率的變化，折射率的變化又會(huì)引起光波在晶體中傳播狀況的變化， 因而利用晶體的電光效應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)晶體中傳播光波的控制，改

6、變傳播光的幅度、頻率、偏振態(tài)、傳播方向等，這種基于電光效應(yīng)的原理對(duì)光進(jìn)行的調(diào)制就稱為電光效應(yīng)，分強(qiáng)度調(diào)制、相位調(diào)制、脈沖調(diào)制等方式。2 縱向、橫向電光調(diào)制的優(yōu)缺點(diǎn)（p170 p173）縱向優(yōu)點(diǎn)：很小的正弦信號(hào)就能引起不畸變的正弦輸出調(diào)制光強(qiáng)。缺點(diǎn)：縱向電光調(diào)制中，光延z 軸傳播，而外加電壓也施加在z 方向，因而電極結(jié)構(gòu)必然引起晶體的不均勻性，從而引入干擾，雖然可通過加圓環(huán)形電極而得到部分改善，但并沒有根本改變。橫向優(yōu)點(diǎn)：橫向電光調(diào)制器不僅克服了電極影響問題，還由于天然雙折射相位延遲與晶體長(zhǎng)度成正比， 因而可以通過晶體長(zhǎng)度的選擇來調(diào)節(jié)相位延遲大小，以及可以調(diào)節(jié)工作點(diǎn)位置缺點(diǎn)：橫向電光調(diào)制中必須進(jìn)

7、行溫度補(bǔ)償或設(shè)法消除天然雙折射影響，后者實(shí)現(xiàn)可能性更大3光電探測(cè)器物理效應(yīng)分類（p198）光電探測(cè)的物理效應(yīng)可以分為三大類：光電效應(yīng)、光熱效應(yīng)和波相互作用效應(yīng)，并以光電效應(yīng)應(yīng)用最為廣泛。3 4比較光子探測(cè)器和光熱探測(cè)器在作用機(jī)理、性能及應(yīng)用特點(diǎn)等方面的差異？答：在受到光的照射后，材料的電學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，（電導(dǎo)率改變、發(fā)射電子、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等）的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。某些物質(zhì)在收到光照射后，由于溫度變化而造材料性質(zhì)發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為光熱效應(yīng)在光電效應(yīng)中， 光子的能量直接變?yōu)楣怆娮拥哪芰?。而在光熱效?yīng)中，光能量于晶格相互作用，使其振動(dòng)加劇，造成溫度的升高。光熱效應(yīng)主要是通過對(duì)輻射能量的吸收來改變材

8、料的某些物理性質(zhì)，這種改變總是與溫度的變化相聯(lián)系的，而材料溫度的變化僅取決于光功率（或其變化速率）而與入射光的光譜成分的關(guān)系不大。 所以熱探測(cè)基本屬于無選擇性的探測(cè)。另一方面熱效應(yīng)具有積累的特性，與探測(cè)器的熱容量及色散熱的快慢都有關(guān)。這也決定了熱探測(cè)的另一個(gè)特點(diǎn)，響應(yīng)時(shí)間比較長(zhǎng)， 達(dá)到毫秒數(shù)量級(jí)。兩者相比起來，光電探測(cè)方法對(duì)光波長(zhǎng)的測(cè)量是有選擇的，這由光電效應(yīng)的本質(zhì)所決定，因此，光電探測(cè)的一大特點(diǎn)是選擇性好，用一種材料制作的探測(cè)器，一般都由吸收峰值波長(zhǎng)存在。另一方面，光電材料對(duì)入射光子的響應(yīng)幾乎是瞬間完成 （微秒以至納秒量級(jí)） ，因此，光電探測(cè)器的另一特點(diǎn)就是響應(yīng)速度快。一般說來，光點(diǎn)探測(cè)方式

9、由于其相對(duì)于熱探測(cè)器的優(yōu)越性（選擇性高、響應(yīng)快）而用途更廣，但熱探測(cè)器在某些領(lǐng)域的作用是光電探測(cè)器無法取代的。對(duì)熱探測(cè)器，提高靈敏度及響應(yīng)速度是努力的方向。5光電顯示器件發(fā)光分類及各個(gè)顏色具有的特征（p219）分類：根據(jù) 發(fā)光體化學(xué)結(jié)構(gòu) 可將發(fā)光現(xiàn)象分為無機(jī)化合物、有機(jī)化合物、晶態(tài)磷光體發(fā)光；根據(jù) 發(fā)光時(shí)間長(zhǎng)短 可分為長(zhǎng)余暉（ 0.1s） 、中余暉（ 1ms0.1s）短余暉（ 1ms）發(fā)光；根據(jù) 發(fā)光機(jī)理 不同可分為分立中心發(fā)光、復(fù)合發(fā)光；最常見的是根據(jù)激勵(lì)方式 分為以下幾類：（1） 光致發(fā)光：激勵(lì)來自對(duì)光子（通常是紫外光）的吸收。（2） 陰極射線發(fā)光：發(fā)光體在加速電子的轟擊下激發(fā)發(fā)光。（3） 場(chǎng)致發(fā)光：發(fā)光體在外電場(chǎng)或電流作用下激發(fā)發(fā)光。（4） 化學(xué)發(fā)光：發(fā)光體在化學(xué)反應(yīng)過程中由化學(xué)能激發(fā)的發(fā)光。顏色特征： p218 表 各種光電顯示性能比較6光電子技術(shù)的實(shí)例？（ p5）圖 1-2 光電子技術(shù)的應(yīng)用7激光產(chǎn)生的條件、組成結(jié)構(gòu)及各部分作用（p68）條件： p63 同填空 5 組成結(jié)構(gòu)：基本結(jié)構(gòu)包括激光工作物質(zhì)、泵浦源和光學(xué)諧振腔。各部分作用：激光工作物質(zhì)提供形成激光的能級(jí)結(jié)構(gòu)體系，是激光產(chǎn)生的內(nèi)因；泵浦源提供形