光电技术考试大纲

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1、一、题型及分数《光电技术》考试大纲选择10题10×2填空10题30×1简答4题4×6计算2题2×8设计1题1×10二、考核范围及内容(一)各章基本概念的记忆、理解及辨析(即选择、填空部分)第一章光电系统的常用光源1、为了对光辐射进行定量描述，需引入计量光辐射的物理量，有两套体系：辐射度单位体系和光度单位体系。2、人眼只能感知波长0.38～0.78μm的辐射，故称这个波段为可见光.在可见光范围内，人眼对不同波长的感光灵敏度也不同。对绿光最灵敏，对红、蓝光灵敏度较低。国际照明委员会（CIE）根据对许多人的大量观察结果，确定了人眼对各种光波

2、长的相对灵敏度，称为光谱光视效率，或称视见函数。3、光通量单位：流明（lm）；发光强度单位：坎德拉（candela，记为cd）.4、卤钨灯点燃后，高温下卤素化合物释放出溴或碘，与灯丝蒸发出的钨在温度较低的泡壳附近化合，形成卤化钨扩散到高温灯丝附近，又分解，使钨分子又有很高的机率重新粘在灯丝上。此过程称为卤钨循环。灯的寿命可达几百小时。5、气体在电场作用下激励出电子和离子，成为导电体。离子向阴极，电子向阳极运动，从电场中得到能量。它们与气体原子或分子碰撞时会激励出新的电子和离子，也会使气体原子受激，内层电子跃迁到高能级。受激电子返回基态

3、时，就辐射出光子来。发光机制属气体放电。6、低压汞灯：主要辐射253.7nm，用作紫外光源。当在其管壳外再加一管壳，内壁涂荧光粉，紫外光激发荧光粉发出可见光，这就是照明用的日光灯。7、受激辐射：处于高能态的原子，在自发辐射之前，受外来光子的诱发，在E2跃迁到E1的同时，发射一个与外来光子全同的（同方向、同频、同相位、同偏振）光子。依次不断地得到大量特征相同的光子，就实现了相干光的放大。8、粒子数反转（前提条件）。实现反转的物质叫激活介质（激光工作物）。激活介质需要外界输入能量。外界输入能量过程叫“泵浦”。激活介质本身必需要有适当的能级

4、结构。光学谐振腔（必要条件）。阈值条件（决定性条件）只有当光在腔内来回一次，增益大于损耗才能产生激光.9、激光具有的高亮度、方向性好、单色性好和相干性好的特点。它为光电技术提供了极好的光源。10、染料激光器的主要优点是：输出激光波长可以在很宽范围内调谐；有极好的光束质量；激光谱线宽度很窄，可达10~50MHz线宽；有连续输出的激光器，也有脉冲输出的激光器；可产生超短光脉冲（从皮秒量级到飞秒量级）；激光能量转化效率高达50%，脉冲峰值功率达几百MW。11、电子共有化运动：原来围绕一个原子运动的电子，现在可能转移到邻近原子的同一轨道上去。

5、晶体中的电子一方面围绕各自原子运动，又在原子间作共有化运动.12、能带：共有化运动使得本来处于同一能量的电子发生了能量的微小差异。因此，晶体的能谱在原子能级的基础上分裂成能带。13、当对PN结加上正向电压，正向电压基本上在结区，使势垒降低。此时载流子源源不断流过结区，热平衡破坏，不再是统一的费米能级，PN结区实现了粒子数反转分布，这就是光辐射的有源区。14、发光二极管的结构也是半导体PN结，通常是双异质结（同型异质结p-p或n-n和反型异质结p-n共同组成）。结与结之间是产生荧光的复合区，叫有源区。对PN结正向注入电流，P区空穴向有源

6、区扩散，N区电子向有源区扩散，结果电子与空穴在有源区复合，以一定频率的光能释放出来。LED与LD的根本区别在于：LED发光是基于自发辐射，发出的是荧光，是非相干光；LD是靠两端解理面为谐振腔起反射作用来提供光的反馈，是基于受激辐射，发射的是相干光——激光。第二章光辐射的调制1、用数字或模拟信号（调制信号）改变光波（信息载波）波形的幅度、频率或相位，使其按调制信号规律变化，这种过程叫光辐射的调制。2、光辐射的调制，有内调制和外调制。内调制有LD和LED的直接调制；外调制有电光调制、声光调制、磁光调制等。3、可见，要克服杂散光的干扰，需要

7、利用调制光并配上适合的有源带通滤波器。4、介质在外加电场的作用下，折射率发生变化，因而使光通过介质的传输特性也发生变化，叫电光效应。5、折射率的改变与外加电场大小成正比的电光效应称线性电光效应（一次电光效应）或泡克尔斯效应（Pockels）。6、外加电场引起的折射率的改变与电场强度的平方成正比。这种电光效应称为二次电光效应或克尔（Kerr）效应。7、由于，光传播方向与电场方向一致，故这种电光效应称为纵向电光效应。当δ=π，X、Y方向两个偏振光合成为线偏振光，方向与N1垂直。此时造成光程差Δ=λ/2所需的电压记为Vλ/2，称为半波电压，

8、有：……8、光传播方向（X轴）与电场施加的方向（Z轴）垂直，这种电光效应称为横向电光效应。9、（横向电光效应）经过上图所示的补偿，两偏振光的相位差为：……；故当δ=π，半波电压为：……10、因为光强与光的振幅平方成正比例