南邮光电综合设计全解

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1、光电综合设计学院：光电工程学院专业：光电信息工程姓名：徐一学号：B120604022016年1月4日～2016年1月15日目录一、课题1：半导体中载流子浓度的计算分析11.1.课题任务要求及技术指标11.2.课题分析及设计思路11.3.系统设计（建模）11.4.仿真结果与结果分析2二、课题2：光学系统中的物像关系42.1.课题任务要求及技术指标42.2.课题分析及设计思路42.3.系统设计（建模）52.4.仿真结果与结果分析7三、课题3：椭圆偏振光的仿真计算93.1.课题任务要求及技术指标93.2.课题分析及设计思路93.3.系统设计（建模）

2、93.4.仿真结果与结果分析10四、课题7：光学谐振腔的设计133.1.课题任务要求及技术指标33.2.课题分析及设计思路33.3.系统设计（建模）33.4.仿真结果与结果分析3五、课题11：光电探测器光电流的计算33.1.课题任务要求及技术指标33.2.课题分析及设计思路33.3.系统设计（建模）33.4.仿真结果与结果分析3六、课程设计小结4一、课题1：半导体中载流子浓度的计算分析1.1.课题任务要求及技术指标设计任务：若锗中含有一定数量的杂质元素Sb，试根据要求分析杂质浓度与电离度以及电离温度之间的关系：（1）当Sb浓度分别为和时，计算

3、杂质99％，90％和50％电离时的温度各为多少？（2）根据一定杂质类型和杂质浓度，画出电离度和温度的关系图线，并确定半导体处于强电离区（电离度>90％）的温度范围。设计要求：（1）具有友好输入输出界面；（2）调整输入数据，得出相应结果，并进行分析。1.2.课题分析及设计思路本题是已知掺杂一定数量杂质的半导体，分析其杂质浓度、电离度及电离温度之间的关系，并且在已知杂质浓度的条件下根据电离度计算温度。由固体电子导论中载流子浓度的知识，随着温度升高，电离程度加大，载流子浓度也增加，但温度进一步升高后，杂质全部电离，此时以本征激发为主，载流子浓度迅速

4、增加，本题中锗中掺Sb时，形成n型半导体，任务是要作出一定掺杂浓度下电离度和温度的关系曲线，计算公式如下：浓度为1014时电离度与温度的关系式为：D=1-exp(116./T)*10^(14)/10^(15)./T.^(1.5)浓度为1017时电离度与温度的关系式为：D=1-exp(116./T)*10^(17)/10^(15)./T.^(1.5)1.3.系统设计（建模）globala;globalb;c1=solve('116/T=1.5*log(T)-2.3');c2=solve('116/T=1.5*log(T)-9.2');c3=so

5、lve('116/T=1.5*log(T)');c4=solve('116/T=1.5*log(T)-6.9');c5=solve('116/T=1.5*log(T)+3');12c6=solve('116/T=1.5*log(T)-3.9');set(handles.edit1,'String','');switchacase1ifb==1set(handles.edit1,'String',double(c1));elseifb==2;set(handles.edit1,'String',double(c3));elseifb==3;se

6、t(handles.edit1,'String',double(c5));end;case2ifb==1set(handles.edit1,'String',double(c2));elseifb==2;set(handles.edit1,'String',double(c4));elseifb==3;set(handles.edit1,'String',double(c6));end;end1.4.仿真结果与结果分析12由程序运行结果可以得出在不同的杂质浓度下电离度与温度的关系曲线，并且可以进一步发现，在杂质浓度一定的条件下，随着温度的升高

7、，电离度也越来越大，并且逐渐趋于饱和，此时半导体中为高温本征激发。12二、课题2：光学系统中的物像关系2.1.课题任务要求及技术指标设计任务：（1）已知，确定上图所示光学系统的主面、焦点位置，以及焦距；（2）对任意输入的物距、物高，计算出像距、像高。设计要求：（1）具有友好输入输出界面；（2）可根据输入的不同参数值，查看结果。2.2.课题分析及设计思路题目要求确定由凹凸透镜所确定的光学系统的主面、焦点位置及焦距，根据应用光学相关知识，平行光入射及平行光出射可分别确定焦点及主面所在位置，进而可以计算出焦距，如平行光入射光学系统可以确定像方焦点和

8、像方主平面的位置，像方焦距随之确定，物方有关参量以此类推。本题中可将凹透镜与凸透镜看成两个单独的系统，分别确定各自的焦点、主面及焦距，再根据理想光学系统的组合知识即