光电子

TIP1

1.按光调制方式分类，光束调制分为 ， ， , 和 。 2.利用 ，对光纤中光波相位的变化来探测各种物理量的探测器称为 。 3.半导体激光发光是由 之间的电子空穴对负荷产生的。 4.固体激光器发光是以 或玻璃为工作物质的激光器。 5对光探测器的要求包括 ， ， 。

6.光纤传送中常用的光电探测器有 ， ， 。

7.红外探测器的响应波长范围或光谱范围是表示 与 。 8.光子探测是利用半导体材料在入射光照射下产生 。 9.当红外辐射照在半导体表面时，电子空穴由束缚态变为自由态使半导体电性能现象称为 。

10.利用温差电势现象制成的红外探测器称为 。

11.任何物质只要温度高于 就会向外辐射红外线。 12.红外无损检测是通过测量 来检测金属内部损耗。 13.内光电探测器分为 ， 和 。

14.红外探测器的性能参数主要包括 ， 和 。

15.以下应用采用了红外技术的有 ， ， ， 。 16.波长在 的电磁波被物体吸收时可以显著转化为热能。

17.红外线，可见光，紫外射线，X射线，微波以及无线电波构成电磁波谱。（ ）还有其它

18.红外辐射在大气辐射时由于大气中的气体、气溶胶产生 受到衰减。 19.辐射出射度是辐射体单位面积向半空间发射的辐射通量（辐射功率）。（ ） 20.光电池是利用 产生电能。

21.简述外光电效应，内光电效应和光生伏特效应。 答：外光电效应：

内光电效应： 光生伏特效应： 22.简述光敏电阻的主要参数。（三种即可）

答：暗电阻：

亮电阻： 光电流： 23简述光电池的工作原理。

答：光电池是 光电器件。光电池的工作原理是基于“ ”，它实质上是一个大面积的 ，当光照射到PN结的一个面的时候，例如P型面时，若光子能量大于半导体材料的 ，那么P型区每吸收一个光电子就产生一对 ，电子—空穴对从表面箱内迅速扩散，在 ，最后建立一个与光照强度有关的 。

24.请比较光电二极管和光电池的类同点。

答：相同：都是利用利用内 ，光照射PN结产生 ；

不同： 的PN结需要 ，而 的PN结不需要反向偏置即可工作。

25.简述什么是光电导的弛豫现象。

答：光电导材料从 。同

样 。这些现象称为弛豫过程或 。

26.热辐射光纤温度探测器是利用光纤内产生的热辐射来探测温度的一种器件。（ ）

27.当红外辐射照射在热敏电阻上时，其温度升高，电阻升高。（ ） 28.当恒定的红外辐射照射在热释电探测器上时探测器才有电信号输出。（ ）

TIP 2

1色温是指在 处具有与 的 .

2自发跃迁是指处于 的一个原子 向 跃迁，并发出 的过程.受激跃迁是指处于 的一个原子 作用下，跃迁到低能级态并幅射出 的光子.

3按照 以及 作用的长度不同， 可以分为布拉格衍射和拉曼-纳斯衍射.

4磁光效应是指外加磁场作用引起 的现象。

法拉第磁光效应的规律（1）对于给定的介质， 与样品的 和外加的 成 比（2）光的传播方向反转时，法拉第旋转的 5光束调制按其调制的性质可分为： 、 、 及 要实现脉冲编码调制，必须进行三个过程 、 和

6光热效应是指探测元件吸收 后并不直接引起内部电子状态的变化 而是 变为 能量，引起 温度上升，温度上升的结果又使探测元件的 或其它 发生变化。

7本征型光敏电阻一般在 下工作，适用于 和 探测，非本征型光敏电阻通常在 条件下工作，常用于

8 CCD(Charge-Coupled Device电荷耦合元件)的基本功能为 和 CCD按结构可分为 和 9 LCD可分为两大类： 和 作为显示技术应用的LCD是：

10纵向电光调制和横向电光调制各有何优缺点？

纵向电光调制：优：结构 ，工作稳定，不存在 的影响

缺： 太 ，特别是在 较高时， 比较大 横向电光调制：横向效应运用时，存在自然双折射产生的 ，和 无关，在没有外加电场时，入射光的 通过晶体后，其 ， 这对光调制非常不利，应设法消除。 横向效应总的相位延迟不仅与外界所加电场成正比，而且与 有关， 或者是 都可以大大降低半波电压 ，但必须采用两块晶体， 。

11说明注入电致发光和高场电致发光的基本原理

注入电致发光——在半导体PN结加正偏压时产生 ，与 复合发光 。

高场电致发光——将 与 或 夹持于 之间， ，由电场 而发光，高场电致发光又分 和 两种，如粉末型交流电致发光与粉末型直流电致发光。

TIP3

1.受激辐射下光谱展宽的类型可分为 和 ，其中均匀展宽主要有 ， , ，非均匀展宽有 和 。

2.常见固体激光器有 ， ， ，气体激光器有 ， 。~

3.电致折射率变化是指晶体介质的介电系数与晶体中的电荷分布有关，当晶体被施加电场后，将引起束缚电荷的重新分布，并导致离子晶格的微小变形，从而引起介电系数的变化并最终导致晶体折射率的变化 4.光纤色散的主要危害是使脉冲信号展宽，了光纤的带宽或传输容量并导致离子晶格的微小变形。 多模光纤的色散主要是 ， ， 。 5.光束扫描根据其应用的目的可以分为 和 两种，前者应用于显示，后者应用于 。

6.单片硅光电池的开路电压约 , 短路电流约 A/m2

7.光子效应是指单个光子性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。 主要特点有对光波频率表现出选择性，响应速度比较快。 8.固体摄像器件有三大类： 、 、 。 9.液晶是液态晶体的简称，热致液晶可以分为 相液晶， 相液晶， 相液晶。

半导体光放大器的简称是 。（Semiconductor Optical Amplifier） 用光纤测气体容度是什么原理？（ ）

10.光子的基本特征：A:光是一种以光速运动的 ，光和其它的粒子一样具有 ， 和 。B:光子的粒子属性和波动属性之间满足以下关系：(1) ,(2) ,(3) 。C:光子具有两种可能的 ，对应于光波场的两个 ，光子具有 ，并且 为整数。

11.比较光子探测器和光热探测器的作用机理、性能及应用特点。

光子效应是指 对产生的 的一类 。探测器吸收光子后，直接引起 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。因为，光子能量是 ，h是普朗克常数,v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 一般比较 。

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 ，而是把吸收的光能变为 ，引起探测元件温度上升,温度上升的结果又使 。所以，光热效应与单光子能量hv的大小没有直接关系。原则上，光热效应对光波频率没有 。只是在红外波段上，材料 高，光热效应也就更强烈，所以广泛用于 。因为温度升高是热积累的作用，所以光热效应的 一般比较 ，而且容易 的影响。

TIP4

1光子和其它粒子一样，具有 、 、 ，其静止质量为 2激光与普通光源相比具有明显特点 、 、 、 3光波在大气中传播时，由于大气气体分子及气溶胶的 ，会引起光束的能量衰减，由于空气 不均匀会引起光波的振幅和相位起伏

4按照声波频率的高低以及声波和光波的作用长度不同，声光相互作用可以分为布拉格衍射和拉曼-纳斯衍射两种类型

5内调制是指加载信号是 过程中进行的，以 改变激光器的 从而改变 ，以实现调制

6光电二极管是指：以 的结型

常见的光电二极管有：SI、PIN、 、肖特基势垒光电二极管 7光热探测器是由热敏元件、 、 三部分构成 常见的光热探测器有：热敏电阻、

8 CCD的基本工作过程包括：信号电荷的产生、 、传输和 9 等离子体是：由 及 组成的 物质，它是除去固液气三态以外，物质存在的 10概括光纤弱导条件的意义

理论上讲，光纤的弱导特性是光纤与 之间的重要差别之一，实际保用的光纤，特别是单模光纤，其 都很小，使纤芯和包层只有 。弱导的基本含义是指 就能构成 ，其为制造提供了很大的方便 11简述电荷耦合摄像器件的主要特性参数 转移效率：电荷包在 中的效率；

不均匀度：包括 的不均匀与 的不均匀；

暗电流：CCD在 和 情况下输出的电流信号；

灵敏度：是指在一定 内， 的输出信号电压（电流）；

光谱响应：是指 ，最大响应值归一化为100%所对应的波长 ，低于10%的响应点对应的波长称为 ；

噪声：可以归纳为 、 和 ；

分辨率：是指 对 的分辨能力；

线性度：是指在 内，输出信号与暴光量的关系是否成直线关系； 12简述LCD(液晶显示器)的主要特点

LCD是 的薄形器件，非常适合 的显示；工作 ，仅几伏，可以用 同驱动，电子线路小型化； ，可用 长期供电；采用彩色滤色器，LCD容易实现 ；显示质量赶上或超过 ； ，显示视角小， 响应速度 。

13简述激光产生的条件，激光器的组成及各组成部分的作用 必要条件：粒子数 和 。

充分条件：起振---阈值条件：激光在 要大于 。 稳定振荡条件---增益 （形成稳定激光）。 组成： 、 、 。

作用：工作物质：在这种介质中可以实现 。

泵浦源（激励源）：将粒子从 抽运到 的装置。 谐振腔：（1）使激光具有极好的 （沿轴线） （2）增强 作用（延长了工作物质） （3）使激光具有极好的 （选频） 14简述光束调制的基本原理。

（1）、以激光为载体，将信息加载到激光的过程，称为调制或光束调制。 （2）、光束具有振幅、频率、相位、强度和偏振等参量，可以应用某些物理的方法，使其参量之一按照调制信号的规律变化，实现光束的调制，所以光束的调制可以分为调幅、调相、调频和强度调制等。

（3）、实现激光光束调制的方法根据调制器与激光器的关系，可以分为内调制和外调制两种。

（4）、具体的激光光束的调制方法，常见的有光电调制、声光调制、磁光调制、直接调制等。

15简述等离子体的概念和等离子体显示板工作的基本原理。

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。

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（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。