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光电子技术补充复习题

光电子技术补充复习题
光电子技术补充复习题

1. 对于P型半导体来说,以下说法正确的是(D)

A 电子为多子

B 空穴为少子

C 能带图中施主能级靠近于导带底

D 能带图中受主能级靠近于价带顶

2. 下列光电器件, 哪种器件正常工作时需加100-200V的高反压(C)

A Si光电二极管

B PIN光电二极管

C 雪崩光电二极管

D 光电三极管

3. 对于光敏电阻,下列说法不正确的是:(D)

A 弱光照下,光电流与照度之间具有良好的线性关系

B 光敏面作成蛇形,有利于提高灵敏度

C 光敏电阻具有前历效应

D 光敏电阻光谱特性的峰值波长,低温时向短波方向移动

4. 在直接探测系统中, (B)

A 探测器能响应光波的波动性质, 输出的电信号间接表征光波的振幅、频

率和相位

B 探测器只响应入射其上的平均光功率

C 具有空间滤波能力

D 具有光谱滤波能力

5. 对于激光二极管(LD)和发光二极管(LED)来说,下列说法正确的是(D)

A LD只能连续发光

B LED的单色性比LD要好

C LD内部可没有谐振腔

D LED辐射光的波长决定于材料的禁带宽

6. 对于N型半导体来说,以下说法正确的是(A)

A 费米能级靠近导带底

B 空穴为多子

C 电子为少子

D 费米能级靠近靠近于价带顶

7. 依据光电器件伏安特性, 下列哪些器件不能视为恒流源: (D)

A 光电二极管

B 光电三极管

C 光电倍增管

D 光电池

8. 硅光二极管在适当偏置时,其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系,且动态范围较大。适当偏置是(D)

A 恒流

B 自偏置

C 零伏偏置

D 反向偏置

9. 有关热电探测器, 下面的说法哪项是不正确的(C)

A 光谱响应范围从紫外到红外几乎都有相同的响应

B 响应时间为毫秒级

C 器件吸收光子的能量, 使其中的非传导电子变为传导电子

D 各种波长的辐射对于器件的响应都有贡献

10. 为了提高测辐射热计的电压响应率,下列方法中不正确的是(D)

A 将辐射热计制冷

B 使灵敏面表面黑化

C 将辐射热计封装在一个真空的外壳里

D 采用较粗的信号导线

11.光谱光视效率V(505nm)=0.40730,波长为505nm、1mW的辐射光,其光通量为

A 683lm

B 0.683lm

C 278.2 lm

D 0.2782 lm (D)

12. 下列探测器的光-电响应时间,由少数载流子的寿命决定:(A)

A 线性光电导探测器

B 光电二极管

C 光电倍增管

D 热电偶和热电堆

13. 给光电探测器加合适的偏置电路,下列说法不正确的是(A )

A 可以扩大探测器光谱响应范围

B 可以提高探测器灵敏度

C 可以降低探测器噪声

D 可以提高探测器响应速度

14. 下列光源中哪一种光源,可作为光电探测器在可见光区的积分灵敏度测量标准光源:(C)

A 氘灯

B 低压汞灯

C 色温2856K的白炽灯

D 色温500K的黑体辐射器

15. 克尔效应属于(A)

A 电光效应

B 磁光效应

C 声光效应

D 以上都不是

16. 海水可以视为灰体。300K的海水与同温度的黑体比较(A)

A 峰值辐射波长相同

B 发射率相同

C 发射率随波长变化

D 都不能确定

17. 下列探测器最适合于作为光度量测量的探测器(C)

A 热电偶

B 红外光电二极管

C 2CR113蓝硅光电池

D 杂质光电导探测器

18. 硅光二极管在适当偏置时,其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系,且动态范围较大。适当偏置是(D)

A 恒流

B 自偏置

C 零伏偏置

D 反向偏置

1. 辐射度量与光度量的根本区别是什么?

答:辐射度量适用于整个电磁波段,光度量适用于可见光波段。

(辐射度量与光度量是光辐射的两种不同的度量方法。根本区别在于:前者是物理(或客观)的计量方法,称为辐射度量学计量方法或辐射度参数,它适用于整个电磁辐射谱区,对辐射量进行物理的计量;后者是生理(或主观)的计量方法,是以人眼所能看见的光对大脑的刺激程度来对光进行计算,称为光度参数。)

2. 为什么光电探测器使用时大多要加偏置电路?画图说明光伏探测器的反向偏置电路。

答:加偏置电路,使光电探测器有合适的电流、电压工作点(提高灵敏度、频率

响应,减小噪声)

光伏探测器的反向偏置电路:

3.什么是探测器的光谱灵敏度?为什么测量光谱灵敏度的系统一般需要单色仪?

答:探测器在波长为λ的单色光照射下,输出的电压U(λ)或光电流I()λ与入射的单色辐射通量Ф(λ)(或单色辐照度E(λ))之比为光谱灵敏度;为了得到单色辐射通量。

4.探测器的噪声等效功率与哪些因素有关?一个探测器的灵敏度很高,它的噪声等效功率就一定很小,从而它的探测能力就越强,这种说法对吗?

答:探测器的噪声等效功率与探测器的灵敏度和探测器本身的噪声有关;这种说法不对。

5.光学调制主要有哪两个作用?分别举例说明。

答:光学调制主要有加载信息,或者改进系统的品质等作用。(3分)例如,光纤通信――加载信息;红外跟踪系统的调制盘――改进系统的品质(抑制背景噪声)

6. 分别指明可见光谱区和中红外光谱区的范围。

答:可见光0.38—0.78μm(或者0.40—0.76μm)

中红外波段1.5—6μm(或者3—5μm)

7. 分别画出本征半导体和N 型半导体的能带图,并简要解释施主能级的形成。

答:本征半导体和N型半导体的能带图:

施主能级的形成:

如果在四价的锗(Ge)或硅(Si)组成的晶体中掺入五价原子磷(P) 或砷(As),就可以构成 N 型半导体。以硅掺磷为例,五价的磷用四个价电子与周围的硅原子组成共价键,尚多余一个电子。这个电子受到的束缚力比共价键上的电子要小得多,很容易被磷原子释放,跃迁成为自由电子,该磷原子就成为正离子,这个易释放电子的原子称为施主原子,或施主(Donor)。由于施主原子的存在,它会产生附加的束缚电子的能量状态。这种能量状态称为施主能级,它位于禁带之中靠近导带底的附近。

8. 用光敏电阻测量时,不宜用强光照射,为什么?

答:用光敏电阻测量时,不宜用强光照射:

测量时,一般要求光电转换线性关系好,而强光照射时光敏电阻的光电线性关系变差。用光敏电阻测量强光,可考虑使用中性衰减片插入光路。9.解释杂质光电导探测器:a 常用于中远红外探测;b 通常必须在低温条件下工作?

答:同种半导体材料的杂质电离能ΔEd或ΔEa比本征半导体的电离能Eg 小得多,所以它的长波限比本征探测器的长波限长得多。在非本征探测器中,杂质原子的浓度远比基质原子的浓度低得多。在常温下杂质原子束缚的电子或空穴已被热激发成自由态作为暗电导率的贡献量。这时长波光照在它上面已无束缚电子或束缚空穴供光激发用,即光电导Δσ为零或很微弱。为使杂质光电导探测器正常工作,必须降低它的使用温度,使热激发载流子浓度减小,才能增加光激发载流子浓度,以提高相对电导率Δσ/σd。

10.为什么光电二极管加正向电压时表现不出明显的光电效应?

答:由于光伏探测器结区的内建电场的作用,光照时产生的光生电子-空穴对分离,在 PN 结的两则出现光生电动势。PN 结加正向偏压时,光照时仍然可

有光电效应,但内建电场被削弱,甚至为零,光生电子-空穴对分离变弱,从而光电效应表现不明显。

11、热探测器与光子探测器的工作原理、光谱响应分别有什么不同?

答:工作原理:

热探测器的机理是光热效应:探测器将吸收的光能转换为热能,温度上升;

温升的结果使探测器某些(与温度有关的)物理性质发生变化。光子探测器的机理是光电效应:探测器吸收光子,将非传导电子直接转换为传导电子。

光谱响应:光谱响应具有平坦性。光子探测器的光谱响应具有选择性。

(热探测器基于材料吸收了光辐射能量后温度升高,从而改变了它的电学性能,它区别于光子探测器的最大特点是对光辐射的波长无选择性。)

光电子技术基础考试题及答案

光电子技术基础考试题及答案 一、选择题 1.光通量的单位是( B ). A.坎德拉 B.流明 C.熙提 D.勒克斯 2. 辐射通量φe的单位是( B ) A 焦耳 (J) B 瓦特 (W) C每球面度 (W/Sr) D坎德拉(cd) 3.发光强度的单位是( A ). A.坎德拉 B.流明 C.熙提 D.勒克斯 4.光照度的单位是( D ). A.坎德拉 B.流明 C.熙提 D.勒克斯 5.激光器的构成一般由( A )组成 A.激励能源、谐振腔和工作物质 B.固体激光器、液体激光器和气体激光器 C.半导体材料、金属半导体材料和PN结材料 D. 电子、载流子和光子 6. 硅光二极管在适当偏置时,其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系,且动态范围较大。适当偏置是(D) A 恒流 B 自偏置 C 零伏偏置 D 反向偏置 7.2009年10月6日授予华人高锟诺贝尔物理学奖,提到光纤以SiO2为材料的主要是由于( A ) A.传输损耗低 B.可实现任何光传输 C.不出现瑞利散射 D.空间相干性好

8.下列哪个不属于激光调制器的是( D ) A.电光调制器 B.声光调制器 C.磁光调制器 D.压光调制器 9.电光晶体的非线性电光效应主要与( C )有关 A.内加电场 B.激光波长 C.晶体性质 D.晶体折射率变化量 10.激光调制按其调制的性质有( C ) A.连续调制 B.脉冲调制 C.相位调制 D.光伏调制 11.不属于光电探测器的是( D ) A.光电导探测器 B.光伏探测器 C.光磁电探测器 D.热电探测元件 https://www.wendangku.net/doc/3a9813691.html,D 摄像器件的信息是靠( B )存储 A.载流子 B.电荷 C.电子 D.声子 13.LCD显示器,可以分为( ABCD ) A. TN型 B. STN型 C. TFT型 D. DSTN型 14.掺杂型探测器是由( D )之间的电子-空穴对符合产生的,激励过程是使半导体中的载 流子从平衡状态激发到非平衡状态的激发态。 A.禁带 B.分子 C.粒子 D.能带 15.激光具有的优点为相干性好、亮度高及( B ) A色性好 B单色性好 C 吸收性强 D吸收性弱 16.红外辐射的波长为( D ). A 100-280nm B 380-440 nm C 640-770 nm D 770-1000 nm 17.可见光的波长范围为( C ).

光电学复习思考题

光电子学复习思考题(物理学2016硕) 第一章: 1. 什么是光电子学? 2. 光电效应 3. 谈谈你所了解的光电子学与光电子技术涉及的范围 4. 为什么说光波是电磁波? 5. 你对世界上最伟大的十个公式中麦克斯韦方程组排在第一的理解 6. 谈谈你对麦克斯韦方程组的物理意义认识 第二章: 1. 谈谈你对激光器的发明带来了世界巨大进步的认识 2. 受激辐射 3. 激光理论的基础 4. 请解释粒子数反转和负温度的概念以及在激光起重器的作用 5. 受激辐射与自发辐射的区别 6. 激光单色性好原因? 7. 什么是粒子数反转? 8. 介质实现能级间粒子数反转条件 9. 为什么四能级比三能级更易实现粒子数反转? 10. 产生激光的必要、充分条件分别是什么? 11. 已知氢原子第一激发态能量为E2= -3.40eV,基态能量E1= -13.60eV, 请说明为什么可见室温下处于热平衡状态氢原子几乎处于基态? 12. 半导体器件的发光机理? 13. 谈谈新型激光器——量子级联激光器(QCLs)的工作原理 14. 实现光放大的必要条件是什么,负温度状态的概念是什么? 15. 请简述激光产生的物理过程 16. 简述经典理论和量子理论对光的相干性是如何描述的,两者的结论是否一 致? 17. 激光的四个特性中,空间相干性与相什么联系,时间相干性与什

么特性相联系? 第三章: 1. 平板波导内光的传播特性为什么要用波动理论讨论? 2. 平板波导有哪几种的模式?请简述几种模式的特点。 3. 平板波导内传播特性谈谈你理解的集成光学的概念 4. 矩形波导,为什么要研究矩形波导? 5. 渐变型光纤 6. 材料 n 随自由载流子浓度 ↑ 而 ↓ 原因? 7. 为什么弱导光纤是实用光纤? 8. 子午线 9. 导模 10. 时延差 11. 脉冲展宽 12. 辐射模 13. 简述导波模成立条件 14. 为什么多模光纤,射线方法与实际近似? 15. 为什么光纤的曲率半径R 小到一定程度(弯曲严重),原直部产生全反射 子午光线,到弯部从弯曲部分逸出,甚至发生子午光线只在外表面反射现象? 16. 讨论导波成立的条件与导波截止条件,给出相应的依据 17. 光纤的色散包括哪几部分?单模光纤和多模光纤分别以哪几种色散为 主? 18. 费玛原理 19. 导膜截止 20. 用射线分析方法讨论阶跃光纤中导波成立条件1020n k n k <<β所代表的意 义。 21. 阶跃型光纤主要弱点是什么?产生的原因是什么?用什么办法克服? 22. 为什么要采用复杂的电磁波模式理论研究光纤? 23. 形成波导,在半导体材料中要形成怎样的折射率分布?改变半导体折射率 分布有哪几种方法?

光电子试题含答案

一、名词解释(25’) 1.双折射现象: 2.等离子体: 3.光无源器件: 4.光热效应: 5.光盘: 二、简答题(25’) 1.光的基本属性? 2.什么是消逝波? 3.什么叫磁光效应? 4.简述光纤的基本结构? 5.简述激光器的基本结构? 三、论述题(20’) 1.论述液晶的特点及其应用? 2.论述根据什么现象可以检测出入射光的偏振态? 3.论述光隔离器的基本结构与工作原理? 4.论述光电子技术的发展历史? 四、计算题(30’) 1.He-Ne 激光器的反射镜间距为0.2m ,求最靠近63 2.8nm 跃迁谱线中心的纵模阶数、纵模频率间隔。如果增益曲线宽度为9 105.1?Hz ,则可能引起的纵模总数是多少? 2.设有一平面介质波导,各层折射率分别为1,1.2,21.2n 321===n n ,波导层厚度d=4.6μm 。若总反射相移为π2 3,则当入射光波长为1.31μm 时,问: (1)波导中能传输的模式总数是多少? (2)要想传输单模,波导厚度应如何设计?

3.PIN 光电二极管,受波长为1.55μm 的12106?个光子的照射,其间输出端产生12 102?个光子,计算量子效率和响应度。 四、计算题(30’) 1.He-Ne 激光器的反射镜间距为0.2m ,求最靠近63 2.8nm 跃迁谱线中心的纵模阶数、纵模频率间隔。如果增益曲线宽度为9105.1?Hz ,则可能引起的纵模总数是多少? 2.某抛物线分布光纤,1n =1.5,?=0.001,纤芯直径2a=50μm ,当用波长0λ=0.85μm 的光激励时,试求: (1)光纤的最大数值孔径; (2)光纤的截止波长。 解:(1)光纤的数值孔径067.0001.025.121=??=?= n NA (2)抛物线型

光电子技术基础复习题

1、某单色光频率为3×1014Hz,该单色光在水中(n=1.33)的速度和波长。答:v=c/n=3*108/1.33=2.26*108m/s λ=v/f=2.26*108/3*1014 =0.75*10-6m 2、某星球的辐射出射度的峰值波长为400nm,试估算该星球表明的温度。 答:由维恩位移律λmT=b 得T=b/λm=2.898*10-3/400*10-9=7.245*103k 3、简述光子简并和能级简并 答:光子简并:光子的运动状态简称为光子态。光子态是按光子所具有的不同能量(或动量数值),光子行进的方向以及偏振方向相互区分的。处于同一光子态的光子彼此之间是不可区分的,又因为光子是玻色子,在光子集合中,光子数按其运动状态的分布不受泡利不相容原理的限制。可以有多个光子处于同一种光子态上,这种现象称为简并。处于同一光子态的平均光子数目称为光场的简并度δ。δ=1/(e hυ/kT-1) 4、什么是亚稳态能级。 答:若某一激发能级与较低能级之间没有或只有微弱的辐射跃迁,则该态的平均寿命会很长τs>>10-3s,称为亚稳态能级,相应的态为亚稳态。 5、设二能级系统,发生受激辐射时,对入射光场的要求是什么? 6、产生激光的重要机理是 答:受激辐射 7、爱因斯坦关系是 8、以二能级为例推导粒子数反转的条件是什么? 答:能级上的粒子数分布满足条件N2/g2>N1/g1 反转分布图 对物质的要求:在物质能级中存在亚稳态能级 对外界的考验:需要有泵浦源 9、从能级理论出发,解释Nd:YAG激光器工作原理(p44-45) 10、解释增益饱和效应 答:当入射光强度足够弱时,增益系数与光强无关,是一个常量,而当入射光强增加到一定程度时,增益系数将随光强的增大而减小,这种增益系数随光强的增大而减小的现象称为增益饱和效应。 11、两种介质A、B的折射率分别为nA=1,nB=1.2,当光从B传播到A时,计算:1)发生全反射的零界角

光电子技术题库

选择题 1.光通量的单位就是( B )、 A、坎德拉 B、流明 C、熙提 D、勒克斯 2、辐射通量φe的单位就是( B ) A 焦耳(J) B 瓦特(W) C每球面度(W/Sr) D坎德拉(cd) 3、发光强度的单位就是( A )、 A、坎德拉 B、流明 C、熙提 D、勒克斯 4、光照度的单位就是( D )、 A、坎德拉 B、流明 C、熙提 D、勒克斯 5、激光器的构成一般由( A )组成 A、激励能源、谐振腔与工作物质 B、固体激光器、液体激光器与气体激光器 C、半导体材料、金属半导体材料与PN结材料 D、电子、载流子与光子 6、硅光二极管在适当偏置时,其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系,且 动态范围较大。适当偏置就是(D) A 恒流 B 自偏置 C 零伏偏置 D 反向偏置 7、2009年10月6日授予华人高锟诺贝尔物理学奖,提到光纤以SiO2为材料的主要就是由于( A ) A、传输损耗低 B、可实现任何光传输 C、不出现瑞利散射 D、空间相干性好 8、下列哪个不属于激光调制器的就是( D ) A、电光调制器 B、声光调制器 C、磁光调制器 D、压光调制器 9、电光晶体的非线性电光效应主要与( C )有关 A、内加电场 B、激光波长 C、晶体性质 D、晶体折射率变化量 10、激光调制按其调制的性质有( C ) A、连续调制 B、脉冲调制 C、相位调制 D、光伏调制 11、不属于光电探测器的就是( D ) A、光电导探测器 B、光伏探测器 C、光磁电探测器 D、热电探测元件 12、CCD 摄像器件的信息就是靠( B )存储 A、载流子 B、电荷 C、电子 D、声子 13、LCD显示器,可以分为( ABCD ) A、TN型 B、STN型 C、TFT型 D、DSTN型 14、掺杂型探测器就是由( D )之间的电子-空穴对符合产生的,激励过程就是使半导体中的载流子从平衡状态激发到非平衡状态的激发态。 A、禁带 B、分子 C、粒子 D、能带 15、激光具有的优点为相干性好、亮度高及( B ) A色性好B单色性好 C 吸收性强D吸收性弱 16、红外辐射的波长为( D )、

光电子技术基础作业一

光电子技术基础作业(第一次) 第一章 光电子学绪论 1、(朱京平p7-1) 光电子器件按功能分为哪几类? 每类大致包括哪些器件? 第三章_激光原理与技术 1、(朱京平p105-2) 试简单说明以下光电子学术语的科学含义 (1) 受激辐射。 (2) 谱线的多普勒加宽。 (3) 谱线的自然加宽。 (4) 光放大。 2、(朱京平p105-3)计算与推导 (1)λ=0.5m μ时,什么温度下自发辐射率与受激辐射率相等?T=300K 时,什么波长下自发辐射率与受激辐射率相等? (2)He-Ne 激光器的反射镜间距为0.2m ,求最靠近632.8nm 跃迁谱线中心的纵模阶数、纵模频率间隔。如果增益曲线宽度为1.5?910Hz ,则最可能引起的纵模总数是多少? (3)红宝石激光器的工作物质300K 处有特性:N 2-N 1=5?107/cm 3,?υ≈01() g υ=2?1011Hz , s τ=3?10-3s, υ=4.326?1014Hz, n=1.78,求其在中心频率处的增益系数()G υ。 3、(朱京平p105-4)简述题: (3)试推导爱因斯坦关系式。 (5)以一个三能级原子系统为例,说明激光器的基本组成和产生激光的基本原理。 (6)分析四能级与三能级激光器相比所具有的有点。 (7)分析激光产生的条件。 (10)激光器按激光工作介质来划分可以分为几类?各举出一个典型激光器,并给出其典型波长、转换频率、典型有点。 (13)激光调Q 技术与锁模技术的脉宽分别在哪个量级? (14)常见的调Q 方法有哪几种?分别简述之。 (15)分别简述几种常见的激光锁模实现方法。 (16)激光选模技术分哪几大类?

光电子技术复习题,考试用的

一.单项选择题 1. 光电转换定律中的光电流与 A 温度成正比 B光功率成正比 C暗电流成正比 D光子的能量成 正比 2. 发生拉曼—纳斯衍射必须满足的条件是 A 超声波频率低,光波平行声波面入射,声光作用长度短 B 超声波频率高,光波平行声波面入射,声光作用长度短 C 超声波频率低,光波平行声波面入射,声光作用长度长 D 超声波频率低,光束与声波面间以一定角度入射,声光作用长度短 3.光束调制中,下面属于外调制的是 A 声光调制 B 电光波导调制 C 半导体光源调制 D 电光强度 调制 4.红外辐射的波长为[ ] A 100-280nm B 380-440 nm C 640-770 nm D 770- 1000 nm 5.激光具有的优点为相干性好、亮度高及[ ] A 多色性好 B单色性好 C 吸收性强 D吸收性弱 6.能发生光电导效应的半导体是 A. 本征型和激子型 B. 本征型和晶格型 C. 本征型和杂质型 D. 本征型和自由载流子型 7.光敏电阻的光电特性由光电转换因子描述,在强辐射作用下 A. =0.5 B. =1 C. =1.5 D. =2 8.电荷耦合器件分 [ ] A 线阵CCD和面阵CCD B 线阵CCD和点阵CCD C 面阵CCD和体阵CC D D 体阵CCD和点阵CCD 9. 光通亮φ的单位是[ ] A 焦耳 (J) B 瓦特 (W) C流明 (lm) D坎德拉(cd) 10.硅光二极管主要适用于[ ] A紫外光及红外光谱区 B可见光及紫外光谱区 C可见光区 D 可见光及红外光谱区 13.光视效能K为最大值时的波长是 A.555nm B.666nm C.777nm D.888nm 14.可见光的波长范围为[ ] A 200—300nm B 300—380nm C 380—780nm D 780—1500nm 15.电荷耦合器件的工作过程主要是信号的产生、存储、传输和[ ]

光电子技术第三版安毓英刘继芳等著习题答案完整版

第一章 1. 设在半径为R c 的圆盘中心法线上,距盘圆中心为l 0处有一个辐射强度为I e 的点源S ,如图所示。试计算该点源发射到盘圆的辐射功率。 解:因为 ΩΦd d e e I = , 且 ()??? ? ??+- =-===Ω?22000212cos 12sin c R R l l d d r dS d c πθπ?θθ 所以??? ? ??+-=Ω=Φ220012c e e e R l l I d I π 2. 如图所示,设小面源的面积为?A s ,辐射亮度为L e ,面源法线 与l 0的夹角为θs ;被照面的面积为?A c ,到面源?A s 的距离为l 0。若θc 为辐射在被照面?A c 的入射角,试计算小面源在?A c 上产生的辐射照度。 解:亮度定义: r r e e A dI L θ?cos = 强度定义:Ω Φ =d d I e e 可得辐射通量:Ω?=Φd A L d s s e e θcos 在给定方向上立体角为:2 0cos l A d c c θ?= Ω 则在小面源在?A c 上辐射照度为:20 cos cos l A L dA d E c s s e e e θθ?=Φ= 3.假如有一个按朗伯余弦定律发射辐射的大扩展源(如红外装置面对的天空背景),其各处的辐亮度L e 均相同,试计算该扩展源在面积为A d 的探测器表面上产生的辐照度。 答:由θ cos dA d d L e ΩΦ = 得θcos dA d L d e Ω=Φ,且()2 2cos r l A d d +=Ωθ 则辐照度:()e e e L d r l rdr l L E πθπ =+=? ?∞ 20 0222 2 4. 霓虹灯发的光是热辐射吗? l 0 S R c 第1.1题图 L e ?A s ?A c l 0 θs θc 第1.2题图

光电子技术题库

选择题 1.光通量的单位是( B ). A.坎德拉 B.流明 C.熙提 D.勒克斯 2. 辐射通量φe的单位是( B ) A 焦耳 (J) B 瓦特 (W) C每球面度 (W/Sr) D坎德拉(cd) 3.发光强度的单位是( A ). A.坎德拉 B.流明 C.熙提 D.勒克斯 4.光照度的单位是( D ). A.坎德拉 B.流明 C.熙提 D.勒克斯 5.激光器的构成一般由( A )组成 A.激励能源、谐振腔和工作物质 B.固体激光器、液体激光器和气体激光器 C.半导体材料、金属半导体材料和PN结材料 D. 电子、载流子和光子 6. 硅光二极管在适当偏置时,其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系,且 动态范围较大。适当偏置是(D) A 恒流 B 自偏置 C 零伏偏置 D 反向偏置 年10月6日授予华人高锟诺贝尔物理学奖,提到光纤以SiO2为材料的主要是由于( A ) A.传输损耗低 B.可实现任何光传输 C.不出现瑞利散射 D.空间相干性好 8.下列哪个不属于激光调制器的是( D ) A.电光调制器 B.声光调制器 C.磁光调制器 D.压光调制器 9.电光晶体的非线性电光效应主要与( C )有关 A.内加电场 B.激光波长 C.晶体性质 D.晶体折射率变化量 10.激光调制按其调制的性质有( C ) A.连续调制 B.脉冲调制 C.相位调制 D.光伏调制 11.不属于光电探测器的是( D ) A.光电导探测器 B.光伏探测器 C.光磁电探测器 D.热电探测元件 摄像器件的信息是靠( B )存储 A.载流子 B.电荷 C.电子 D.声子 显示器,可以分为( ABCD ) A. TN型 B. STN型 C. TFT型 D. DSTN型 14.掺杂型探测器是由( D )之间的电子-空穴对符合产生的,激励过程是使半导体中的载流子从平衡状态激发到非平衡状态的激发态。 A.禁带 B.分子 C.粒子 D.能带 15.激光具有的优点为相干性好、亮度高及( B ) A色性好 B单色性好 C 吸收性强 D吸收性弱 16.红外辐射的波长为( D ). A 100-280nm B 380-440 nm C 640-770 nm D 770-1000 nm 17.可见光的波长范围为( C ).

光电子技术基础复习题

1、某单色光频率为3×1014Hz ,该单色光在水中(n=1.33)的速度和波长。 答:v=c/n=3*108/1.33=2.26*108m/s λ=v/f=2.26*108/3*1014 =0.75*10-6m 2、某星球的辐射出射度的峰值波长为400nm ,试估算该星球表明的温度。 答:由维恩位移律λmT=b 得 T=b/λm =2.898*10-3/400*10-9=7.245*103 k 3、简述光子简并和能级简并 答:光子简并:光子的运动状态简称为光子态。光子态是按光子所具有的不同能量(或动量数值),光子行进的方向以及偏振方向相互区分的。处于同一光子态的光子彼此之间是不可区分的,又因为光子是玻色子,在光子集合中,光子数按其运动状态的分布不受泡利不相容原理的限制。可以有多个光子处于同一种光子态上,这种现象称为简并。处于同一光子态的平均光子数目称为光场的简并度δ。δ=1/(e h υ /kT -1) 4、什么是亚稳态能级。 答:若某一激发能级与较低能级之间没有或只有微弱的辐射跃迁,则该态的平均寿命会很长τs >>10-3s,称为亚稳态能级,相应的态为亚稳态。 5、设二能级系统,发生受激辐射时,对入射光场的要求是什么? 6、产生激光的重要机理是 答:受激辐射 9、从能级理论出发,解释Nd:YAG 激光器工作原理(p44-45) 10、解释增益饱和效应 答:当入射光强度足够弱时,增益系数与光强无关,是一个常量,而当入射光强增加到一定程度时,增益系数将随光强的增大而减小,这种增益系数随光强的增大而减小的现象称为增益饱和效应。 11、两种介质A 、B 的折射率分别为nA=1,nB=1.2,当光从B 传播到A 时,计算:1)发生全反射的零界角 2)布鲁斯特角 答:1.θc =arcsin (n 2/n 1)(n 1>n 2) =arcsin (1/1.2)=56.44° 2. tan θ=n 2/n 1 θ=arctan (n 2/n 1) =arctan (1/1.2)=39.8° 12、人体辐射出射度的峰值波长为( ) 答:由维恩位移律λmT=b 得 λm =b/ T =2.898*10-3/(37+273)=9.35*10-6m 13、红宝石激光器利用(氙灯)作为泵浦源。 14、光纤长距离通信中传播信息光的波长为(1550nm),在接收端光电二极管所使用的材料是(InGaAs) 15、某阶跃光纤:n1=1.490, n2=1.480,则光纤的临界传播角为多少? 答: α=arcsin (n 2/n 1)=arcsin (1.48/1.49)=83.4° 16、某平板介质波导:2a=10μm, n1=1.480, n2=1.470,则该波导的截止波长为多少? 答:平板v=π/2(光纤v=2.405) V=(2πa/λc )2 221n n - λc =2πa 2 2 21n n -/ V=(10*π2247 .148.1-)/(π/2)=3.44μm 17、已知某平板介质波导:2a=80μm, n1=1.490, n2=1.470,入射光波长为λ=1μm ,在该波导中存在的模式数为 答:M=V 2/2=(π/2)2/2=1 18、解释材料色散产生的原因 答:材料色散:是由于折射率随波长变化的,而光源都具有一定的波谱宽度,因而产生传播时延差,引起脉冲展宽。 补充: 模式色散:在阶跃光纤中,入射角不同的光波在光纤内走过的路径长短不同,在临界角上传输的光路最长,沿光纤轴线传输的光路最短,由此引起时延差而产生模式色散。 波导色散:是由光纤的几何 结构决定的色散,它是由某一波导模式的传播常数β随光信号角频率w 变化而引起,也称为结构色散。 19、简述谐振腔的作用 答:使光只能沿着轴线方向往返运动(方向性) 筛选光频率,只能使满足干涉相干条件频率的光能在腔内往返运动(单色性) 增加光强度,实现光放大(高亮度) 20、半导体激光器实现光放大的物质条件是什么 答:PN 结附近或导带电子和价带空穴相对反转分布 21、激光产生的条件具体有那些 答:必要;粒子数反转分布和减少振荡模式数 充分;起振和稳定振荡 计算:1)入射光波长为1550nm ,Pin=0.05W ,Pout=0.002W ,估算光纤中信号能传输的最远距离。 2)光源为激光,λc=1550nm,光源脉宽Δλ=0.5nm ,假设信号传输1km ,计算由于材料色散造成的脉冲信号展宽σ。 3)只考虑材料色散,估算信号 在光纤中传播1km 的bit rate 的最大值。 答:1. α=10lg(p i /p o )/L L=10*lg (0.05/0.002)/0.36=38.8m 2. σ=Δλdn/cd λ=0.5*10-9/3*108=1.7*10-18s/m 3.B<=1/(4Δτ) Δτ=L|D m |Δλ 24、已知输入信号频率最大值为 1kHz ,输入信号峰值为3V ,脉冲编码调制采用4位编码 则:1)采样频率最小值为? 2)采用有舍有入的方式,量化单元为?由此产生误差的最大值为? 答: 25、KDP 晶体的纵向电光效应中,Δφ=?V π=? 答:Δφ=(2π/λ)n 03γ63v V π=λ/(2 n 03γ63)=πC/(wn 03γ63) 26、电光强度调制中如何解决信号失真问题?推导解决失真后的透射率表达式。 答:a.在调制晶体上加一个恒定的直流电压V=Vn/2,该直流电压使两束光产生相位延迟π/2; b .在光路中增加一片λ/4波片 27、调制:将欲传递的信息加载到激光 辐射上的过程。 28、脉冲编码调制是把模拟信号先变 成电脉冲序列,进而变成代表信号信息的二进制编码,再对光载波进行强度调制。 要实现脉冲编码调制,必须进行三个过程:抽样、量化和编码。 抽样:将连续的信号分割成不连续的脉冲波,且脉冲序列的幅度与信号波的幅度相对应。要求取样频率比传递信号频率的最大值大两倍 以上。 量化:把抽样后的脉冲幅度 调制波分级取整处理,用有限个数的代表值取代抽样值的大小。 编码:用量化的数字信号变 成相应的二进制代码的过程,用一组等幅度、等宽度的脉冲作为码元。 29、解释电光效应 答:某些晶体在外加电场作用下,折射率发生变化,当光波通过此介质时,其传播特性就会受到影响。 30、解释半波电压 答:光波在光晶体中传播时,当光波的两个垂直分量的光程差为半个波长时所需要加的电压,称为半波电压。 32、渡越时间对调制信号频率有什么影响? Δфo 是当ωm τd <<1时的峰值相位延迟;γ称为高频相位延迟缩减因子,表征因渡越时间引起的峰值相位延迟的减小程度。只有当ωm τd <<1。即τd << T m / 2π时, γ=1,即无缩减作用。说明光波在晶体内的渡越时间必须远小于调制信号的周期,才能使调制效果不受影响。 33、某电光晶体n=1.5,L=1cm ,ωm τd =π/2,则调制信号最高频率为? 答:f m =w m / 2π=1/4τd =c/4nL=3*108/(4*1.5*0.01)=5*109Hz 34、解释声光效应(p136-137) 答:当光在建立起超声场的介质中传播时,由于弹光效应,光介质中的超声波衍射或散射的现象。 补充:介质光学性质的变 化,不仅可以通过外加电场的作用而实现,外力的作用也能够造成折射率的改变,这种由于外力作用而引起介质光学性质变化的现象称为弹光效应。 36、声光调制器件由声光介质,电——声换能器,吸声装臵以及电源组成。 采用布喇格衍射。 35、声光效应中发生Bragg 衍射的条件是什么?Bragg 衍射的特点是? 答:条件:1)超声波频率足够高L=λs /λ 2)光线倾斜入射,当入射角θB 满足2λs sin θB =λ产生布喇格衍射 特点:1)衍射光只有0级,+1 或-1级,布喇格衍射效应制成的声光器件效率比较高。 2)两级衍射光夹角为2 θB 3)衍射效率 η=I 0/I i =sin 2[(π L/2 λ) s P M H L 2)/(]=sin 2 [πL/ 2λs I M 2] 37、调Q 的目的是压缩脉冲宽度,提高峰值功率。 38、解释激光器的Q 值?Q 值和激光器的损耗之间有什么关系? 答:Q 值是评定激光器中光学谐振腔质量好坏的指标—品质因数。 品质因子Q 与谐振腔的单 程总损耗的关系 Q=2πW/P=2π/λα总 39、叙述调Q 的过程? 答:过程1.在泵浦过程的大部分时间里(t-t 0)谐振腔处于低Q 值状态,故阈值很高不能起振,从而激光上能级的粒子数不断积累,直至t 0时刻,粒子数反转达到最大值Δni 过程2. t 0时刻Q 值突然升 高(损耗下降),振荡阈值随之降低, 于是激光振荡开始建立。由于此Δni>>Δnt (阈值粒子反转数),因此受激辐射增强非常迅速,激光介质存储的能量在极短时间内转变为受激辐射场的能量,结果产生了一个峰值功率很高的窄脉冲。 41、叙述声光调Q 的原理。 答:利用晶体的电光效应,在晶体上加一阶跃式电压,调节腔内光子的反射损耗。 40、叙述电光调Q 的原理。 答:电光调Q 是指在激光谐振腔内加臵一块偏振片和一块KDP 晶体。光经过偏振片后成为线偏振光,如果在KDP 晶体上外加λ/4电压,由于泡克尔斯效应,使 往返通过晶体的线偏振光的振动方向改变π/2。如果KD*P 晶体上未加电压,往返通过晶体的线偏振光的振动方向不变。所以当晶体上有电压时,光束不能在谐 振腔中通过,谐振腔处于低Q 状态。由于外界激励作用,上能级粒子数便迅速增加。当晶体上的电压突然除去时,光束可自由通过谐振腔,此时谐振腔处于高Q 值状 态,从而产生激光巨脉冲。电光调Q 的速率快,可以在10-8秒时间内完成一次开关作用,使激光的峰值功率达到千兆瓦量级。如果原来谐振腔内的激光已经是线 偏振光,在装臵电光调Q 措施时不必放臵偏振片。 42、什么是单模光纤?成为单模光纤的条件是什么? 答:只允许基模通过的光纤为单模光纤。 条件:V=(2πa/λc )2 221n n -<2.405 光纤直径很小、λ>λc 43、试比较单模光纤和多模光纤的区别(阶跃光纤) 答:单模光纤的数值孔径比较大,单 模光纤只允许基模通过而多模光纤则允许若干个模式通过。单模芯径为8~10μm ,多模光纤的芯径为50~100μm. 44、光纤中存在哪几种损耗 答:吸收损耗:当光波通过任何透明物质时,都要使组成这种物质的分子中不同振动状态之间和电子的能级之间发生跃迁。这种能级跃迁时, 物质吸收入射光波的能量引起的光的损耗。 散射损耗:由于光纤制作工艺上 的不完善,例如有微气泡、杂质和折射率不均匀以及有内应力等,光能在这些地方会发生散射,使光纤损耗增大。 弯曲损耗:光纤弯曲是引起光纤 损耗的另一个重要的原因。光纤是柔软的,可以弯曲。弯曲的光纤虽然可以导光,但是会使光的传播路径改变,使得光能渗透过包层向外泄漏而损失掉。 45、解释瑞利散射 答:物质散射中最重要的是本征散射,也成为瑞利散射。本征散射是由玻璃熔制过程中造成的密度不均匀而产生的折射率不均匀引起的散射。瑞利散射与波长的四次方成反比。瑞利散射引起的损耗: αRs =(A/λ4)(1+B Δ) 46、光纤通信中常用的波段的波长是多少?为什么使用该波长? 答:光在Sio 2中传输 850nm (损耗比较小)、1300nm (色散最小)、1550nm (损耗最小) 48、光纤的基本结构是什么?每部分的作用是什么? 答:基本结构:护套、涂敷层、包层和纤芯

《光电子技术》期末考试试卷(A卷)答案

西南科技大学2009——2010学年第1学期《光电子技术》期末考试试卷(A卷)

西南科技大学2009——2010学年第1学期 《光电子技术》期末考试试卷(A卷) 31、答: 光子效应是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。探测器吸收光子后,直接引起原子或分子的内部电子状态的改变。光子能量的大小,直接影响内部电子状态改变的大小。光子能量是νh,h是普朗克常数, ν是光波频率,所以,光子效应就对光波频率表现出选择性,在光子直接与电子相互作用的情况下,其响应速度一般比较快。5分 光热效应和光子效应完全不同。探测元件吸收光辐射能量后,并不直接引起内部电子状态的改变,而是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。所以,光热效应与单光子能量νh的大小没有直接关系。原则上,光热效应对光波频率没有选择性。只是在红外波段上,材料吸收率高,光热效应也就更强烈,所以广泛用于对红外线辐射的探测。因为温度升高是热积累的作用,所以光热效应的响应速度一般比较慢,而且容易受环境温度变化的影响。5分32、答: 转移效率:电荷包在进行每一次转移中的效率;2分

不均匀度:包括光敏元件的不均匀与CCD的不均匀;2分暗电流:CCD在无光注入和无电注入情况下输出的电流信号;1分灵敏度:是指在一定光谱范围内,单位暴光量的输出信号电压(电流);1分光谱响应:是指能量相对光谱响应,最大响应值归一化为100%,所对应的波长峰值波长,低于10%的响应点对应的波长称为截止波长;1分噪声:可以归纳为散粒噪声、转移噪声和热噪声;1分 参考答案及评分细则 西南科技大学2009——2010学年第1学期 《光电子技术》期末考试试卷(A卷) 分辨率:是指摄像器件对物像中明暗细节的分辨能力;1分动态范围和线性度:动态范围=光敏元件满阱信号/等效噪声信号,线性度是指在动态范围内,输出信号与暴光量的关系是否成直线关系。1分33、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。等离子体是一种很好的导电体,利用经过巧妙设计的电场和磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。4分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。1分等离子体显示技术(Plasma Display)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的可见光。5分

光电子课后习题答案汇总

第一章 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。 光传输器件分为光学元件(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。 光探测器件分为光电导型探测器、光伏型探测器、热伏型探测器等。 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。 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。 ⒌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 ⒈ 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、振动方向相同、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 E E 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1.22f D λ 。 ⒉ 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。 ⑴求该介质膜应有的介电常量及厚度。 ⑵如紫外线(0.42)m λμ=垂直照射至涂有该介质膜的玻璃上,反射功率占入射功率百分之多少? ⑴玻璃的折射率 1.5n == ,正入射时,当n = 作用,所以 1.225n ===,正入射下相应的薄膜厚度最薄为 0.750.15344 1.225 h m n λμ===? ⑵正入射时,反射率为 2222 00002222000022()cos ( )sin 22()cos ()sin G G G G n n nh nh n n n n n n nh nh n n n n ππλλρππλλ-+-=+++正 2200222200002()cos 3.57%22()cos ()sin G G G nh n n n n nh nh n n n n πλππλλ-= =+++

光电子技术期末考试试卷及其知识点大汇总(可编辑修改word版)

一、选择题(20 分,2 分/题) 1、光电子技术在当今信息时代的应用主要有(abcd ) A.信息通信 B.宇宙探测 C.军事国防 D.灾害救援 2、激光器的构成一般由(a )组成 A.激励能源、谐振腔和工作物质 B.固体激光器、液体激光器和气体激光器 C.半导体材料、金属半导体材料和PN 结材料 D. 电子、载流子和光子 3、光波在大气中传播时,引起的能量衰减与(abcd )有关 A.分子及气溶胶的吸收和散射 B.空气折射率不均匀 C.光波与气体分子相互作用 D.空气中分子组成和含量 4、2009 年10 月6 日授予华人高锟诺贝尔物理学奖,提到光纤以SiO2为材料的主要是由于( a ) A.传输损耗低 B.可实现任何光传输 C.不出现瑞利散射 D.空间相干性好 5、激光调制器主要有(abc ) A.电光调制器 B.声光调制器 C.磁光调制器 D.压光调制器 6、电光晶体的非线性电光效应主要与(ac )有关 A.外加电场 B.激光波长 C.晶体性质 D.晶体折射率变

化量 7、激光调制按其调制的性质有(cd ) A.连续调制 B.脉冲调制 C.相位调制 D.光强调制 8、光电探测器有(abc ) A.光电导探测器 B.光伏探测器 C.光磁电探测器 D.热电探测元 件 9、CCD 摄像器件的信息是靠( b )存储 A.载流子 B.电荷 C.电子 D.声子 10、LCD 显示器,可以分为(abcd ) A. TN 型 B. STN 型 C. TFT 型 D. DSTN 型 二、判断题(20 分,2 分/题,对用“√”、错用“×”标记) 11、世界上第一台激光器是固体激光器。 ( T ) 12、在辐射度学中,辐射能量Q 是基本的能量单位,用J(焦耳)来度量。 ( T ) 13、在声光晶体中,超声场作用像一个光学的“相位光栅”,其光栅常数等于光 波 波 长

信息光电子试题.

一、 名词解释 1、光子态:光子的运动状态简称光子态 2、光子简并度:处于同一光子态的平均原子数目称为光场的光子简并度。 3、多普勒加宽:多普勒加宽是一种重要的非均匀加宽,其加宽机制是由于光学多普勒效应,即多普勒频移影响频率分布,最终产生光谱线的多普勒加宽 4、模式竞争:在激光器中各模间呈现竞争反转原子使优势模光强更大,其他模式光强减小甚至增益小于损耗而停止振荡。 5、频率牵引:由放大器原子相移所引起的激光器振荡模频率比无源腔模频率更向中心频率靠拢的现象,称为激光器频率牵引效应。 6、自发辐射:处于高能级的原子在没有任何外场的情况下可自发的跃迁到低能级,发出一个能量为νh 的光子,这种光发射叫做自发辐射。 7、受激辐射:处于高能级的原子在特定能量外来电子的激励下从高能级跃迁到低能级,同时释放一个与外来光子处于同一光子态的光子。 8、受激吸收:处于低能级的原子在外来光子的激励下,吸收一个光子并跃迁到高能级上的过程叫做受激吸收。 9、声光效应:光波经过具有超声场作用的介质时被衍射的现象就是声光效应。 10、电光效应:在外加电场的作用下,本来是各向同性的介质也可以产生双折射现象,而本来有双折射性质的晶体,其双折射性质也要发生改变,这是电光效应。 二、简答 1、何为粒子数的反转分布?通常为什么要实现粒子数反转分布? 答:物质处于非平衡状态时,高低能级之间要满足01 212>-g g n n 的状态称之为粒子数反转分布。 当光通过介质时,在共振作用下,必然同时存在受激吸收和受激辐射这两个相反的过程,前者使入射光减弱,后者使入射光加强。要使介质对入射光产生光放大作用,必

须是受激辐射跃迁的速率大于受激吸收的跃迁速率。这就必须使的st st dt dn dt dn )()(1221>;121212w n w n >,即ννρρ121212B n B n >;又由于211221g g B B =;所以01 212>-g g n n 。 2、简述均匀加宽激光器中的模式竞争过程? 答:在均匀加宽激光器中,如果多个纵模都满足增益条件,那么开始时都可通过受激辐射使的光子数增加,从而使光强增大;但随着光强的增加,出现增益饱和,增益曲线均匀饱和下降,于是使的偏离中心频率较远的模由于增益小于损耗停止振荡,最后只留下离中心频率最近的模形成稳定振荡。 3、叙述激光器的纵模、横模的定义及形成机理? 答:纵模:电磁场在光的传播方向上按照空间周期波长λ的场分布; 横模:电磁场在垂直光的传播方向的横截面上的场分布。 纵模的形成机制为光波往返振荡一次干涉加强形成。 横模的形成机制为光波在腔内往返多次传播后,在垂直光的传播方向上的振幅和相位形成稳定的空间分布。 4、四能级和三能级泵浦系统相比有什么优点?为什么? 答:四能级系统比三能级系统更容易实现原子集居数密度反转分布,因为四能级中: 10E E →有大的无辐射跃迁几率,可近似的认为 1E 是一个空能级,产生激光的是1E 2E 能级。而在三能级中,产生激光的也是1E 2E 能级,但1E 是基态,比较稳定,实现上能级 与一个空能级反转毕竟要比一个相当满是我基态能级间的反转分布来的容易。 5、何谓增益饱和?均匀加宽增益饱和与非均匀加宽增益饱和的基本特性是什么? 答:当入射光的光强增大到一定程度以后,增益系数随光强的增大而减小,这种现象叫增益饱和。 均匀加宽增益饱和效应表现为:整个增益曲线均匀下降。 非均匀加宽增益饱和效应表现为:0 1=ευυ的那些原子出现增益饱和,其他原子可几乎不与入射光子相互作用并维持未饱和状态,则会出现增益曲线“烧孔”效应。 6、产生多普勒加宽的机制是什么? 答:多普勒加宽是一种重要的非均匀加宽,其加宽的机制是由于光学多普勒效应,即多普勒频移影响频率的分布,最终产生光谱线的多普勒加宽。 7、简述调Q 激光器的基本原理?

光电子技术基础复习资料

选择题 1、光电子技术在当今信息时代的应用主要有(abcd ) A.信息通信 B.宇宙探测 C.军事国防 D.灾害救援 2、激光器的构成一般由(a )组成 A.激励能源、谐振腔和工作物质 B.固体激光器、液体激光器和气体 激光器 C.半导体材料、金属半导体材料和PN结材料 D. 电子、载流子和光子 3、光波在大气中传播时,引起的能量衰减与(abcd )有关 A.分子及气溶胶的吸收和散射 B.空气折射率不均匀 C.光波与气体分子相互作用 D.空气中分子组成和含量 4、2009年授予华人高锟诺贝尔物理学奖,提到光纤以SiO2为材料的主要是由于 ( a ) A.传输损耗低 B.可实现任何光传输 C.不出现瑞利散射 D.空间相 干性好 5、激光调制器主要有(abc ) A.电光调制器 B.声光调制器 C.磁光调制器 D.压光调制器 6、电光晶体的非线性电光效应主要与(ac )有关 A.外加电场 B.激光波长 C.晶体性质 D.晶体折射率变化量 7、激光调制按其调制的性质有(cd ) A.连续调制 B.脉冲调制 C.相位调制 D.光强调制 8、光电探测器有(abc ) A.光电导探测器 B.光伏探测器 C.光磁电探测器 D.热电探测元件 9、CCD 摄像器件的信息是靠( b )存储 A.载流子 B.电荷 C.电子 D.声子 10、LCD显示器,可以分为(abcd ) A. TN型 B. STN型 C. TFT型 D. DSTN型 11、可见光的波长范围为(C ) A. 200—300nm B. 300—380nm C. 380—780nm D. 780—1500nm 12、电荷耦合器件分(A )

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