光电子技术复习要点_光电子技术复习资料

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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Arcosr ded

可得辐射通量：deLeAscossd 在给定方向上立体角为：d第1.2题图 Accosc 2l0

deLeAscosscosc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。

横向调制器优点: 半波电压与晶体的长宽比(L/d)有关增大L 或减小d 就可大大降低半波电压。

缺点: 存在自然双折射引起的相位延迟，对环境温度敏感。必须采用两块晶体，结构复杂，而且其尺寸加工要求高

4.拉曼纳斯衍射和布拉格衍射的区分，布拉格角，衍射效率

产生拉曼-纳斯衍射的条件：当超声波频率较低，光波平行于声波面入射，声光互作用长度L较短时，在光波通过介质的时间内，折射率的变化可以忽略不计，则声光介质可近似看作为相对静止的“平面相位栅”。由出射波阵面上各子波源发出的次波将发生相干作用，形成与入射方向对称分布的多级衍射光，这就是拉曼-纳斯衍射的特点。

产生布喇格衍射条件：声波频率较高，声光作用长度L较大，光束与声波波面间以一定的角度斜入射，介质具有“体光栅”的性质。衍射光各高级次衍射光将 互相抵消，只出现0 级和+1 级（或-1 级）衍射光，这是布喇格衍射的特点。

5.法拉第旋转效应

法拉第磁光效应是指：一束线偏振光在磁场作用下通过磁光材料时它的偏振面将发生旋转旋转角θ正比于磁场沿着偏振光通过材料路径的线积分θ＝V·l式中V——材料的Verdet常数

6.图2-15，子午光线，斜射光线，自聚焦光纤，光纤的衰减和色散

7.习题2.10

’ 第3章

1.调制和解调，调幅、调频、调相及强度调制

2.电光调制两种方式比较

答：等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，它是除去固、液、气态外，物质存在的第四态。等离子体显示搬是利用气体放电产生发光现象的平板显示的统称。等离子体显示技术的基本原理：显示屏上排列有上千个密封的小 低压气体室（一般都是氙气和氖气的混合物），电流激发气体，使其发出肉眼看 不见的紫外光，这种紫外光碰击后面玻璃上的红、绿、蓝三色荧光体，它们再 发出我们在显示器上所看到可见光。

3.声光调制器的组成及工作原理

声光体调制器是由声光介质、电—声换能器、吸声(或反射)装置及驱动电源等所组成。首先是由电—声换能器把电振荡转换成超声振动，再通过换能器和声光介质间的粘合层把振动传到介质中形成超声波，当光波通过声光介质时，由于声光作用，使光载波受到调制而成为“携带”信息的强度调制波。

3.LD和LED直接调制

LD就是背光源发光液晶电视，缺点是屏幕厚度大，制造工艺复杂，发光是整体发光技术，耗电量大，黑色背景显示失真。LED的背光源采用了LED发光二级管，耗电小，发光技术是有画面的地方才发光，黑色画面不会失真，缺点是新上市产品价格虚高，4.机械扫描，电光扫描，声光扫描原理

5.习题3.3,3.5，3.7

3.3一块晶体的y'和z轴分别与另一块晶体的z和y'轴平行，这样排列后第一块和第三块晶体的光轴平行，第二

x'z213(n0nen063Ez)L经过第二块后，其相位差2块和第四块晶体的光轴平行。经过第一块晶体后，亮光束的相位差

12zx'213(nen0n063Ez)L2于是，通过两块晶体之后的相位差为

12

总的相位差为'23n063VL由于第一块和第三块晶体的光轴平行，第二块和第四块晶体的光轴平行，故d422(12)

LM2PsH3n063VLdV(3)d4n063Ls

3.5Lsin2I02I1

计算可得71.1％

n

2LL0s

403.7解：⑴由公式证明不是拉曼-纳斯衍射。

2cos2BIs22ML2⑵ PsHLIs，2cos2BH2M2L，答案功率为0.195W。

n7P222PsBfs2sf0f3cosHv2nv sBs⑶ 若布喇格带宽f=125MHz，衍射效率降低多少？，fsNN(R)vsR计算。答案：148。⑷ 用公式和

第4章

1.物理效应分类表4-1，光子效应和光热效应概念特性，光电发射，光电导，光伏概念光照射到物体上使物体发射电子，或电导率发生变化，或产生电动势，这些因光照引起物体电学特性改变的现象，统称为光电效应

光电导效应是光照变化引起半导体材料电导变化的现象。

光伏效应指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象。

2.光电转换定律，性能参数

3.光伏探测器的工作模式图4-20

4.习题4.4 4.54.44.5

（1）guSP0i510106u5106g（u为光照功率5 W时所对应的电u10u''gu''SP''

压）ugu''uSP''ugu''u''SP0uSP''u''SP0u5u''14Vu''7

将各参数代入公式得：GpS(P''P0)2gu''5106GLGpg10106RL105 2(Vu'')

（2PHS(P''P0)21S(P''P0)2112GLuHMGL[]GL[]22GPGLg22(GPg)

11[S(P''P0)]2

1.59105 PH0.0001125（3）fc2RLCj8GL

第5章

1.固体摄像器件分类CCDCMOSCID

2.CCD基本原理：电荷存储、电荷转移（图5-3）、电荷检测

电荷耦合器件的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其他大多数器件是以电流或者电压为信号。所以CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。它存储由光或电激励产生的信号电荷，当对它施加特定时序的脉冲时，其存储的信号电荷便能在CCD内作定向传输。CCD工作过程的主要问题是信号电荷的产生，存储，传输，和检测。

3.CCD器件分类：线阵CCD、面阵CCD

4.CMOS摄像器的像素结构

5.红外焦平面器件结构

6.红外成像系统的综合特性

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