光电子复习

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一、填空题

1、光纤通信是以光纤为传输媒质，以光波为载波的通信方式。

2、17dBm等于 50 mw。

3、光纤通信中最常用的光电检测器是 PIN光敏二极管和 APD雪崩二极

管。

4、STM-1中用于段开销的数据为 4.608 Mbit/s。

5、EDFA的泵浦结构方式有：同向泵浦结构、反向泵浦结构和双向泵浦结构。

6、在光纤中折射率高的中心部分称为纤芯，折射率稍低的外层称为包

层。

7、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：自发辐射、受激辐射、受激吸收。

8、表示光纤捕捉光射线能力的物理量被定义为光纤的数值孔径，用NA来表示。

9、光在光纤中传输是利用光的全反射原理。

10、对光信号实现分路、和路、插入和分配的无源器件叫光耦合器。

11、数字光接收机的主要性能指标是灵敏度和动态范围。

12、STM-1整个帧结构分成段开销、管理单元指针、信息净负荷

三个区域。

13、在SDH帧结构中，段开销又可以分为再生段开销和复用段开销两种。

14、在SDH帧结构中AU指针处于帧结构左侧1－9N列第四行的区域中。

15、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：自发辐射、受激辐射、受激吸收。

16、半导体激光器工作时温度会升高，这时会导致阈值电流增高，输出光功

率会减小。

17、光源的作用是将电能变换为光能。

18、14dBm等于 25 mw。

19、光纤的色散分为波导色散、材料色散和模式色散。

20、写出光在真空的速度c、在介质中的速度v、和折射率n之间的关系：

n=c/v 。

21、光由折射率为n

1的光密媒质向折射率为n

2

的光疏媒质传播时(n

1

> n

2

)，全反射临界

角的正弦为sinθ

IC = n

2

/n

1

。

22、光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是0.85μm、 1.31 μm和 1.550 μm。

23、在光纤通信中，中继距离受光纤损耗和色散的制约。

24、色散的常用单位是 Ps/(nm*km) ， G.652光纤的中文名称是常规单模光纤，它的0色散点在1.31微米附近。

25、光电检测器的噪声主要包括量子噪声、暗电流、热噪声和放大器噪声等。

26、光接收机中,PIN光电二极管引入的主要噪声有量子噪声和暗电流

噪声。

27、光检测器的作用是将光能转换为电能。

28、光纤通信系统中最常用的光检测器有： PIN光敏二极管和雪崩光电二极管。

29、光接收机的主要指标有光接收机的灵敏度和动态范

围。

30、数值孔径越大，光纤接收光线的能力就越强，光纤与光源之间的耦合效率就越高。

31、光纤数字通信系统的两种传输体制是：准同步数字系列、同步数字系列。

32、光接收机的关键指标有光接收机的灵敏度和动态范围。

33、目前实用的光纤通信系统普遍采用的调制方式是强制调制-直接调制。

34、STM-N帧结构中段开销包括再生段开销和复用段开销。

35、以色散为基，对于单模光纤来说，主要是材料色散和，而对于多模光纤来说，占主要地位。

36、掺铒光纤放大器EDFA采用的泵浦源工作波长为1480nm和。

37、采用渐变型光纤可以减少光纤中的色散

38、光调制可分为和两大类。

39、根据光纤的传输模式数量分类，光纤可分为和。

40、SDH的主要复用步骤是：、、。

41、EDFA在光纤通信系统中主要的应用形式为线路放大、功率放大和

前置放大。

42、对于SDH的复用映射单元中的容器，我国采用了三种分别是：C12、C3和C4。

43、开销字节的传输速率为 4.608Mbps 。

选择题

1、光纤通信是以（ ）为载体，光纤为传输媒体的通信方式。

A 光波

B 电信号

C 微波

D 卫星

2、目前，通信用光纤的纤芯和包层构成的材料绝大多数是( )。

A ．多成分玻璃

B ．石英和塑料

C ．石英

D ．塑料

3、表示光纤色散程度的物理量是( )。

A 时延

B 频带带宽

C 时延差

D 相位差

4、光纤中纤芯折射率n1和包层折射率n2的关系是（ ）。

A n1≈n2

B n1=n2

C n1>n2

D n1

5．从射线理论的观点看，在阶跃型光纤中，入射子午光线形成波导的条件是：光线

在光纤端面上的入射角φ必须满足的条件为( )。

A ． 21

arcsin n n φ≥ B ． 0φ≤≤

C ． φ>

D ． 21

0a r c s i n n n φ≤≤ 6.目前光纤通信中所使用的光波的波长区域是( ? ??? )。

A ．红外区 ?

B ．远红外区

C ．紫外区 ?

D ．近红外区

7．将光限制在有包层的光纤纤芯中的作用原理是( )。

A ．折射

B ．在包层折射边界上的全内反射

C ．纤芯—包层界面上的全内反射

D ．光纤塑料涂覆层的反射

8．目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是( )。

A ．0.85 μm,1.27 μm,1.31 μm

B ．0.85 μm,1.27 μm,1.55 μm

C ．0.85 μm,1.31 μm,1.55 μm

D ．1.05 μm,1.31 μm,1.27 μm

9从射线光学的角度看，光纤是一种利用（ ）进行光信号传递的导波介质。

A ．全反射原理

B ．光的折射原理

C ．光的反射原理

D ．散射原理

10．光纤相对折射指数差的定义为（ ）

A ．Δ=n 1－n 2

B ．Δ=n 2－n 1

C ．2122

212/)(n n n -=? D ．212221/)(n n n -=?

11.下面说法正确的是：（）

A．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须等于纤芯的折射率

B．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须大于纤芯的折射率

C．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须小于纤芯的折射率

D．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须大于涂覆层的折射率12.下面说法正确的是：（）

A．单模光纤只能传输次模模式B．单模光纤只能传输一路信号

C．单模光纤只能传输一种模式D．单模光纤只能传输高次模模式

13、在单模传输的条件为( )。

A V≥3.832

B V>2.405

C V≥1.55uM

D V<2.405

14、在G.653光纤中，主要存在哪些色散（）。

A 模式色散、材料色散和波导色散

B 材料色散、波导色散和偏振模色散

C 模式色散、材料色散和偏振模色散

D 模式色散、波导色散和偏振模色散

15.当V→∞时，光纤中的光能（）

A．大部分集中在纤芯，小部分在包层

B.大部分集中在包层，小部分在纤芯

C．都集中在包层中，纤芯中没有

D. 都集中在纤芯中，包层中没有

16．下列现象是光纤色散造成的，是( )。?

A.光散射出光纤侧面????????????

B.随距离的增加，信号脉冲不断展宽?

C.信号脉冲衰减???????? ???????

D.随距离的增加，信号脉冲收缩变窄

17、G.653光纤是指

A.渐变多模光纤

B.标准单模光纤

C.色散位移光纤

D.非零色散光纤18．下列现象是光纤色散造成的，是( ? ??? )。

A．光散射出光纤侧面B．随距离的增加，信号脉冲不断展宽C．信号脉冲衰减D．随距离的增加，信号脉冲收缩变窄19．表示光纤色散程度的物理量是(?? ??? )。

A.时延?

B.频带带宽

C.时延差?

D.相位差

20.阶跃型光纤中，导模的传输条件为（）

A．V2.405

C．V>Vc D．V>0

21、注入光纤的光功率为10mW，经过10Km的传输过后输出的光功率为1mW，则这段光纤的损耗系数为（）

A 0.1dB/Km

B 1dB/Km

C 10 dB/Km

D 100dB/Km

22、光纤包层需要满足的基本要求是()

A.为了产生全反射，包层折射率必须比纤芯低

B.包层不能透光，防止光的泄漏

C.必须是塑料，使得光纤柔软

D.包层折射率必须比空气低

23、光纤的数值孔径与( )有关。

A. 纤芯的直径

B. 包层的直径

C. 相对折射指数差

D. 光的工作波长

24、光时域反射仪（OTDR）是利用光在光纤中传输时的瑞利散射所产生的背向散射而制成的精密仪表，它不可以用作（）的测量。

A.光纤的长度

B.光纤的传输衰减

C.故障定位

D.光纤的色散系数

25、17dBm是（）mw。

A 100 mw

B 50 mw

C 1000mw

D 10 mw

26、13dBm等于（）mw。

? A 5mw?????????? B 10 mw? C 15 mw????? D 20 mw

27、发光二极管发出的光是非相干光，它的基本原理是（）。

A 受激吸收

B 自发辐射

C 受激辐射

D 自发吸收

28、在激光器中，光的放大是通过（）

Ａ．粒子数反转分布的激活物质来实现的Ｂ．光学谐振腔来实现的

Ｃ．泵浦光源来实现的Ｄ．外加直流来实现的

29、激光器的发光机理是（）

A 受激吸收

B 自发吸收

C 自发辐射

D 受激辐射

30、随着激光器使用时间的增长,其阈值电流会( )

A 逐渐减少

B 保持不变

C.逐渐增大 D 先逐渐增大,后逐渐减少

31、在下列的传输码型中，不属于插入比特码的是

A. mB1P

B. 4B1H

C. 5B6B

D. mB1C

32、光发射机的消光比，一般要求小于或等于

A．5％B．10％C．15％D．20％33、日前采用的LD的结构种类属于

A．F-P腔激光器（法布里—珀罗谐振腔）B．单异质结半导体激光器C．同质结半导体激光器D．双异质结半导体激光器34、DFP激光器与FP激光器相比有什么优点？

（1）单纵模激光器（2）普线窄，动态普线好，线性好

（3）普线宽（4）纵横模数多

A．(1)(2) B．(3)(4) C．(2)(3) D．(2)(3)(4)

35、半导体激光器对光的频率和方向进行选择的器件是

A.泵浦源

B.激活物质

C.耦合器

D.光学谐振腔

36、光发射机中实现电/光转换的关键器件是

A.光源

B.调制电路

C.光检测器

D.放大器

37、激光是通过什么产生的？

A.受激辐射

B.自发辐射

C.热辐射

D.电流

38、目前光纤通信系统中广泛使用的调制─检测方式是

A.相位调制—相干检测

B.强度调制—相干检测

C.频率调制—直接检测

D.强度调制—直接检测

39、随着激光器温度的上升,其输出光功率会

A.减少

B.增大

C.保持不变

D.先逐渐增大,后逐渐减少

40、光纤通信系统中常用的光源主要有

A．光检测器、光放大器、激光器

B．半导体激光器、光检测器、发光二极管

C．PIN光电二极管、激光、荧光

D．半导体激光器LD、半导体发光二极管

41、随着激光器使用时间的增长,其阈值电流会

A.逐渐减少

B.保持不变

C.逐渐增大

D.先逐渐增大,后逐渐减少

42、光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的原因是

A.光源不能产生负信号光

B.将出现长连“1”或长连“0”

C.编码器太复杂

D.码率冗余度太大

43、不宜在光纤中传输的码型为

A.CMI码

B.HDB3码光状态不能为负

C.5B6B码

D.8B1H码

44、为了使LD能正常工作，需在其两端加上

A.正向电压

B.反向电压

C.低反向电压

D.高正向电

45、为了使雪崩光电二极管正常工作，在其P－N结上应加（）。

A 高正向偏压

B 低正向偏压

C 低反向偏压

D 高反向偏压

46、数字光接收机的灵敏度Pr=10微瓦，则为（? ）dBm。???

A -10???????

B 10??????

C -20??????

D -30?

47、光电检测器是利用材料的（）来实现光电转换的。

A 时延B能量 C 光电效应 D 衰减

48、关于PIN和APD的偏置电压表述,正确的是( )。

A 均为正向偏置

B 均为反向偏置

C 前者正偏,后者反偏

D 前者反偏,后者正偏

49、为增大光接收机的接收动态范围，应采用（）电路。

A ATC

B AG

C C APC

D ADC

50、光发射机的消光比，一般要求小于或等于（）

A 5％

B 10％

C 15％

D 20％

51、数字光接收机的灵敏度Pr=100微瓦，则为（? ）dBm。???

A -10???????

B 10??????

C -20??????

D -30?

52、下列不属于影响光电二极管响应时间的因素是

A.零场区光生载流子的扩散时间

B.有场区光生载流子的漂移时间

C.RC时间常数

D.器件内部发生受激辐射的时间

53、通常，影响光接收机灵敏度的主要因素是

A．光纤色散B．噪声C．光纤衰减D．光缆线路长度54、下列属于描述光电检测器光电转换效率的物理量是

A. 响应度

B. 灵敏度

C. 消光比

D. 增益

55、下述有关光接收机灵敏度的表述不正确的是

A．光接收机灵敏度描述了光接收机的最高误码率

B．光接收机灵敏度描述了最低接收平均光功率

C．光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收光子能量

D．光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收平均光子数

56、以下不是PIN光电二极管的主要特性是

A．波长响应特性B．量子效率和光谱特性

C．响应时间和频率特性D．噪声

57、光接收机的噪声主要来源是

（1）主放大器（2）光发射器（3）光检测器（4）前置放大器A．(1)(2) B．(3)(4)C．(2)(3) D．(2)(3)(4)

58、以下哪项是把光信号变为电信号的器件？

A、激光器

B、发光二极管

C、光源

D、光检测器

59、光接收机中，使经过其处理后的信号波形成为有利于判决的波形的器件是

A.均衡器

B.判决器

C.前置放大器

D.光检测器

60、通常,影响光接收机灵敏度的主要因素是

A．光纤色散B．光接收机噪声C．光纤衰减D．暗电流

61、光接收机中,雪崩光电二极管引入的噪声为

A.光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声

B.量子噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声

C.量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、光接收机的电路噪声

D.量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声

62、关于PIN和APD的偏置电压表述,正确的是

A.均为正向偏置

B.均为反向偏置

C.前者正偏,后者反偏

D.前者反偏,后者正偏

63、PIN光电二极管,因无雪崩倍增作用,因此其雪崩倍增因子为

A. G＞1

B. G＜1

C. G＝1

D. G＝0

64、为了使雪崩光电二极管正常工作,在其P－N结上应加

A.高正向偏压

B.低正向偏压

C.低反向偏压

D.高反向偏压

65、下列属于有源光器件的是

A.光定向耦合器

B.半导体激光器

C. 光纤连接器

D. 光隔离器

66、以下哪一样不是无源光器件

A、光调制器

B、光纤连接器

C、LED

D、光纤耦合器

67、不属于无源光器件的是

A.光定向耦合器

B.半导体激光器

C.光纤连接器

D.光衰减器

68、光隔离器的工作原理是

A．基于法拉第旋转的非互易性B．基于多层电介质干涉膜的滤波原理

C．基于光栅的衍射原理D．基于圆柱形透镜的聚焦原理

69、光隔离器的作用是

A.调节光信号的功率大小

B.保证光信号只能正向传输

C.分离同向传输的各路光信号

D.将光纤中传输的监控信号隔离开

70、使用连接器进行光纤连接时，如果接续点不连续，将会造成

A 光功率无法传输；

B 光功率的菲涅耳反射；

C 光功率的散射损耗；

D 光功率的一部分散射损耗，或以反射波形式返回发送端。

71、转换光路，实现光交换的重要器件是

A.光开关

B. 耦合器

C. 隔离器

D. 光衰减器

72、光纤通信中光需要从光纤的主传输信道中取出一部分作为测试用时，需用（）

A 光衰减器

B 光耦合器

C 光隔离器

D 光纤连接器

73、EDFA中光滤波器的主要作用是

A.降低光放大器输出噪声

B.消除反射光的影响

C.提高光放大器增益

D.使光信号再生

74、EDFA中将光信号和泵浦光混合起来送入掺铒光纤中的器件是

A.光滤波器

B.光耦合器

C.光环形器

D.光隔离器

75、掺铒光纤放大器的工作波长所处范围是

A 0.85 μm～0.87 μm

B 1.31 μm～1.35 μm

C 1.45 μm～1.55 μm

D 1.53 μm～1.56 μm

76、掺铒光纤的激光特性

A 主要由掺铒元素决定；

B 主要由起主介质作用的石英光纤决定；

C 主要由泵浦光源决定；

D 主要由入射光的工作波长决定。

77、已经商品化并大量应用于光纤通信系统的光纤放大器是

A、SBA

B、SRA

C、PDFA

D、EDFA

78、以下哪项的作用是抑制反射光，以确保光放大器工作稳定？

A、掺铒光纤

B、泵浦光源

C、光耦合器

D、光隔离器

79、以下哪项的作用是滤除光放大器中的噪声，提高EDFA的信噪比？

A、掺铒光纤

B、泵浦光源

C、光滤波器

D、光隔离器

80、EDFA在作光中继器使用时，其主要作用是

A.使光信号放大并再生

B.使光信号再生

C.使光信号放大

D.使光信号的噪声降低

81、下列不属于EDFA的优点的是

A.增益高

B. 频带宽

C. 噪声系数小

D.可放大多个波段

82、EDFA的泵浦光源的典型工作波长为

A.850 nm

B.980 nm

C.1310 nm

D.1550 nm

83、在光纤通信系统中，EDFA以何种应用形式可以显着提高光接收机的灵敏度( )

A 作前置放大器使用

B 作后置放大器使用

C 作功率放大器使用

D 作光中继器使用

84、目前EDFA采用的泵浦工作波长是（）。

A 0.98μm和1.48μm

B 0.85μm和1.48μm

C 0.85μm和1.3μm

D 0.98μm和1.55μm

85、拉曼放大器的工作原理是（）。

? A受激吸收?????????? B 受激辐射? C 受激散射????? D 自发辐射

86、光纤放大器的输入光功率为10mW，输出光功率为100mW，则其增益为（）

A 10d

B B 20dB

C 30dB

D 40dB

87、STM-1每秒可传的帧数是( )

A 8000

B 4000

C 2000

D 1000

88、STM-1的帧结构中，AU指针区域的位置是在（????）??

A 第4列，1～3行?

B 第4列，1～9行??

C 1～3列，第4行??

D 1～9列，第4行?

89、WDM系统的单纤双向传输方式可实现（? ?）通信。?

A 单工??????

B 双工???

C 全双工????

D 单工与双工

90、SDH传输网最基本的同步传送模块是STM-1，其信号速率为多少kbit／s？

A、155.520

B、622.080

C、2488.320

D、9953.280

91、STM-16一帧中总的列数是（）

A 261

B 270

C 261×4

D 270×16

92、STM-64信号的码速率为( )

A 155.520 Mb/s

B 622.080 Mb/s

C 2 488.320 Mb/s

D 9 953.280 Mb/s

93、下面说法正确的是：（）

A 单模光纤只能传输次模模式

B 单模光纤只能传输一路信号

C 单模光纤只能传输一种模式

D 单模光纤只能传输高次模模式

94、下列现象是光纤色散造成的，是( )。

A 光散射出光纤侧面

B 随距离的增加，信号脉冲不断展宽

C 信号脉冲衰减

D 随距离的增加，信号脉冲收缩变窄

95、为了使雪崩光电二极管正常工作，在其P－N结上应加（）。

A 高正向偏压

B 低正向偏压

C 低反向偏压

D 高反向偏压

96、17dBm是（）mw。

A 100 mw

B 50 mw

C 1000mw

D 10 mw

97、在单模传输的条件为( )。

A V≥3.832

B V>2.405

C V≥1.55uM

D V<2.405

98、不属于无源光器件的是（）。

A 光定向耦合器

B 半导体激光器

C 光纤连接器D光衰减器

99、STM-1每秒可传的帧数是（）。

A 2000

B 4000

C 8000

D 1000

100、为增大光接收机的接收动态范围，应采用（）电路。

A ATC

B AG

C C APC

D ADC

101、掺铒光纤放大器（EDFA）的工作波长为（）nm波段。

A 1310

B 1550 C1610 D 850

102、在下列数字光纤通信系统的传输码型中，不属于插入比特码的是（）

A mB1P

B 4B1H

C 3B4B

D mB1C

103、光发射机的消光比，一般要求小于或等于（）

A 5％

B 10％

C 15％

D 20％

104、数字光接收机的灵敏度Pr=100微瓦，则为（? ）dBm。???

A -10??????

B 10?????

C -20?????

D -30?

105、WDM系统的单纤双向传输方式可实现（? ?）通信。?

A 单工?????

B 双工???

C 全双工????

D 单工与双工?

106、光隔离器的作用是( )

A 调节光信号的功率大小

B 保证光信号只能正向传输

C 分离同向传输的各路光信号

D 将光纤传输的监控信号

107、光纤的数值孔径与( )有关。

A 纤芯的直径

B 包层直径

C 相对折射率差

D 光的工作波长

108、下列现象是光纤色散造成的，是( )。?

A.光散射出光纤侧面????????????

B.随距离的增加，信号脉冲不断展宽?

C.信号脉冲衰减????????????????

D.随距离的增加，信号脉冲收缩变窄

109、不属于无源光器件的是( )。

A.光耦合器

B.半导体激光器

C.光纤连接器

D.光衰减器

110、将光限制在有包层的光纤纤芯中的作用原理是( )。

A.折射

B.在包层折射边界上的全内反射

C.纤芯、包层界面上的全内反射

D.光纤塑料涂覆层的反射

111、日前采用的LD的结构种类属于（）。

A.F-P腔激光器（法布里—珀罗谐振腔）

B.单异质结半导体激光器

C.同质结半导体激光器

D.双异质结半导体激光器

112、为了使光纤通信系统稳定可靠地工作，希望激光器的阈值电流( )。

A.越大越好

B.越小越好

C.先增大后减小

D.先减小后增大

113、实现高灵敏度，对光接收机中的前置放大器的要求是( )。

A.高增益

B.低噪声

C.低增益、低噪声

D.高增益、低噪声114、表示光纤色散程度的物理量是( )。

A.时延

B.频带带宽

C.时延差

D.相位差

115、激光是通过什么产生的？( )。

A.受激辐射

B.自发辐射

C.热辐射

D.受激吸收

116、目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是( )。

117、下述有关光接收机灵敏度的表述不正确的是( )。

A.光接收机灵敏度描述了光接收机的最高误码率

B.光接收机灵敏度描述了最低接收平均光功率

C.光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收光子能量

D.光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收平均光子数118、在光纤通信系统为了实现传输信道光的单向传输时，采用( )。

A.光衰减器

B.光隔离器

C.光耦合器

D.光滤波接器

119、STM—N信号一帧的字节数为( )。

A. 9×270×N

B. 9×261×N

C. 9×270

D. 9×261

120、STM-64信号的码速率为( )。

121、利用光放大器是(?????)。?

A.为了驱动光源而克服阈值效应?

B.为了补偿光纤损耗?

C.只在铜导线系统中使用????

D.将光信号转换成电信号

122、G.652光纤对于下列哪个波段是最佳选择（）

A.850nm

B.1310nm

C.1550nm

D.1650nm

123、当V→∞时，光纤中的光能（）

A 大部分集中在纤芯，小部分在包

B 大部分集中在包层，小部分在纤芯

C 都集中在包层中，纤芯中没有

D 都集中在纤芯中，包层中没有

124、激光器的发光机理是（）

A 受激吸收

B 自发吸收

C 自发辐射

D 受激辐射

125、转换光路，实现光交换的重要器件是（）

A.光开关

B. 耦合器

C. 隔离器

D. 光衰减器

126、光纤放大器的输入光功率为10mW，输出光功率为100mW，则其增益为（）

A 10d

B B 20dB

C 30dB

D 40dB

127、STM-1的帧结构中，AU指针区域的位置是在（）

A 第4列，1～3行

B 第4列，1～9行

C 1～3列，第4行

D 1～9列，第4行

128、光纤的数值孔径与( )有关。

A 纤芯的直径

B 包层的直径

C 相对折射率差

D 光的工作波长

129、光隔离器的作用是( )

A 调节光信号的功率大小

B 保证光信号只能正向传输

C 分离同向传输的各路光信号

D 将光纤传输的监控信号

130、注入光纤的光功率为10mW，经过10Km的传输过后输出的光功率为1mW，则这段光纤的损耗系数为（）

A 0.1dB/Km

B 1dB/Km

C 10 dB/Km

D 100dB/Km

131、为了使雪崩光电二极管能正常工作，需在其两端加上( )

A 正向高电压

B 反向高电压

C 反向低电压

D 正向低电压

132、在激光器中，光的放大是通过（）

A 粒子数反转分布的激活物质来实现的

B 光学谐振腔来实现

C 泵浦光源来实现

D 外加直流来实现

133、数字光接收机的灵敏度Pr=100微瓦，则为（）dBm。

A -10

B 10

C -20

D -30

134、STM-16一帧中总的列数是（）

A 261

B 270

C 261×4

D 270×16

135、光时域反射仪（OTDR）是利用光在光纤中传输时的瑞利散射所产生的背向散射而制成的精密仪表，它不可以用作（）的测量。

A.光纤的长度

B.光纤的传输衰减

C.故障定位

D.光纤的色散系数

136、下列不属于EDFA的优点的是

A 可放大多个波段

B 频带宽

C 噪声系数小

D 增益高

137、光接收机中,雪崩光电二极管引入的噪声为

A 光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声

B 量子噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声

C 量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、光接收机的电路噪声

D 量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声

138、拉曼放大器的工作原理是（）。

? A受激吸收?????????? B 受激辐射? C 受激散射????? D 自发辐射

139、13dBm等于（）mw。

? A 5mw?????????? B 10 mw? C 15 mw????? D 20 mw

140、在光纤通信系统中，EDFA以何种应用形式可以显着提高光接收机的灵敏度( )

A 作前置放大器使用

B 作后置放大器使用

C 作功率放大器使用

D 作光中继器使用

141、光纤通信中光需要从光纤的主传输信道中取出一部分作为测试用时，需用（）

A 光衰减器

B 光耦合器

C 光隔离器

D 光纤连接器

142、目前EDFA采用的泵浦工作波长是（）。

A 0.98μm和1.48μm

B 0.85μm和1.48μm

C 0.85μm和1.3μm

D 0.98μm和1.55μm

143、光接收机中，雪崩光电二极管引入的噪声为

A 光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声

B 量子噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声

C 量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、光接收机的电路噪声

D 量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声

144、光隔离器的作用是（）。?

A 调节光信号的功率大小???????

B 将光纤中传输的监控信号隔

C 分离同向传输的各路光信号??????

D 保证光信号只能单向传输

145、数字光接收机的灵敏度Pr=10微瓦，则为（? ）dBm。???

A -10???????

B 10??????

C -20??????

D -30?

146、半导体激光器对光的频率和方向进行选择的器件是

A.泵浦源

B.激活物质

C.耦合器

D.光学谐振腔

147、发光二极管发出的光是非相干光，它的基本原理是（）。

A 受激吸收

B 自发辐射

C 受激辐射

D 自发吸收

148、关于PIN和APD的偏置电压表述,正确的是( )。

A 均为正向偏置

B 均为反向偏置

C 前者正偏,后者反偏

D 前者反偏,后者正偏

149、EDFA中用于降低放大器噪声的器件是( )

A 光耦合器

B 波分复用器

C 光滤波器

D 光衰减器

150、STM-1每秒可传的帧数是( )

A 8000

B 4000

C 2000

D 1000

151、随着激光器温度的上升,其输出光功率会

A 减少

B 增大

C 保持不变

D 先逐渐增大,后逐渐减少

152、STM-1的帧结构中，AU指针区域的位置是在（????）??

A 第4列，1～3行?

B 第4列，1～9行??

C 1～3列，第4行??

D 1～9列，第4行?

二、问答题

1、光纤中色散有几种？单模传输光纤中主要是什么色散？多模传输光纤中主要是什么色散？

答：

（1）、光纤中的色散主要包括：材料色散、波导色散和模式间色散；

（2）、单模光纤中主要是波导色散；

（3）、多模光纤中主要是模式间色散。

2、为什么G.653光纤不适合于波分复用系统使用？

答：由于G.653光纤在1550nm工作波长处具有最低色散（零色散），多信道（波分复用）系统使用时易引起四波混频效应，影响系统的性能，所以G.653光纤不适合于波分复用系统使用。（5分）

3、光纤传输电磁波的条件有哪两个？

答：光纤传输电磁波的条件除满足光线在纤芯和包层界面上的全反射条件外,还需满足传输过程中的相干加强条件。

4、比较半导体激光器（LD）和发光二极管（LED）的异同。

答：

（1）、半导体激光器（LD）和发光二极管（LED）的不同：

1）、工作原理不同：

LD发射的是受激辐射光，LED发射的是自发辐射光。.

2）、 LED不需要光学谱振腔，而LD需要。

3）、和半导体激光器(LD)相比:

4）、发光二极管（LED)输出光功率较小，光谱较宽，调制频率较低。

5)、但LED性能稳定，寿命长，输出功率线性范围宽，而且制造工艺简单，价格低廉

6）、LED的主要应用场合是小容量(窄带)、短距离通信系统。

7）、LD主要应用于大容量(宽带)、长距离通信系统。

（2）、LD和LED的相同之处:

1）、使用的半导体材料相同，

2）、结构相似:

3)、LED和LD大多采用双异质结(DH）结构

4）、都是把有通显夹在P型和N型限制层中间。

5、为什么LD要工作在正向偏置状态？何为激光器的阈值电流？激光器的阈值电流与激光器的使用温度、使用时间有什么关系？

答：

（1）LD加正向偏置电压用以克服PN结中自建场的影响，从而降低势垒，以形成粒子数反转分布。（3分）

（2）激光器阈值电流是指:满足克服谐振腔内损耗而产生激光的最小的外加激励电流。

（3）激光器的阈值电流与激光器的使用温度、使用时间成正比关系。（2分）

6、已知半导体材料GaAs的Eg=1.43eV，InGaAsP的Eg=0.96eV，分别求由这两种材料组成的半导体激光器的发射波长。

7、在光纤通信系统中对LD驱动电路和偏置电路有什么要求？在偏置中为什么一定要加偏置电流？偏置电流应加多大才合适？若偏置电流加得过大或过小对LD的调制特性会产生什么影响？

答:

（1）对LD驱动电路和偏置电路的要求是:

①输出的光脉冲峰值保持恒定:

②光脉冲的通新比应>>10;

③激光发射的时间必须远短于码元时间:

④采用阻尼电路以避免驰张振荡。

（2）因为LD是阈值器件，只有外加驱动电流超过调值后才能发出激光，为使得较小的数据电流ID亦可产生足够的光输出，因此需要加偏置电流IB.

（3）IB的选择取原则是略小于阈值电流Ith。

（4）太大的IB会引起消光比性能下降，同时较高的电流也会产生较大的热量，以及寿命的缩短，并且需要较大的数据电流IB才能满足阈值条件。

8、何为LD输出光脉冲的消光比？消光比不合要求时，将会对整个系统产生什么影响？

答：

（1）通断比也称（消光比).指光源器件发出光的“1”脉冲和“0”脉冲的比值，定义为:EXT=全"0”码时平均输出光功率/全"1”码时平均输出光功率

（2）消光比不符合要求，也即在无输入的情况下，也会有残留光输出，对于接收机而言造成影响，降低系统的性能

9、光发送机中输入接口的作用是什么？对驱动电路有什么要求？

答：

（1）、作用:输入接口除了正常应该考虑信号幅度大小和阻抗外，特别应注意信号脉冲码型，即将原始信息变换为适宜于在光纤中传输的码型，

（2）、对驱动电路的要求如下:

①输出的光脉冲峰值必须保持恒定。

②光脉冲的通断比(即消光比)应≥10，以免接收灵敏度受到损害。

③电流脉冲加上后，激光发射的时间必须远短于每位码元的时间段。

④如加_上的电流脉冲有较高的码速，则输出的光脉冲有可能引起弛张振荡，这就必须予以阻尼，防止它对系统性能发生不良影响

10、某数字光纤通信系统，在实际使用中，发现半导体激光器（LD）的输出光功率慢慢下降，试分析其原因并提出解决办法。

11、画图分析说明掺铒光纤放大器主要由几部分构成？各部分的作用是什么？

答：掺铒光纤放大器主要由一段掺铒光纤、泵浦光源、光耦合器及光隔离器和光滤波器组成。 (5分)

12、在光纤通信系统中LD驱动电路中为什么一定要加偏置电流？偏置电流应加多大才合适？

答：

（1）因为半导体激光器（LD）是阈值器件，只有外加驱动电流超过阈值后，才能发出激光，为使得较小的数据电流亦可产生足够的光输出，因此，需要加偏置电流。

（2）偏置电流的选取原则是略小于阈值电流。

13、掺铒光纤放大器的泵浦结构形式有哪些，哪种形式的噪声低，哪种形式的输出功率高？

答：同向泵浦、反向泵浦、双向泵浦；反向泵浦噪声高；双向泵浦输出功率高。

15、物质与光波之间有哪些相互作用？这些相互作用分别对应于何种光器件？

答：光波与物质原子的电子有三种相互作用机制，分别是自发辐射、受激辐射、受激吸收。（3分）

这些相互作用对应的光器件分别是：---半导体发光二极管、半导体激光器、半导体光检测器（2分）

16、WDM系统主要有哪五部分组成？

答：光发射机，光中继放大器，光接收机，光监控信道，网络管理系统。

17、在光发送电路中为什么要设置自动温度控制 (ATC)电路?用ATC电路是控制LD的哪些因素?

18、 SDH传输网由哪些网元构成?

答：由SDH终端复用器TM、分插复用设备ADM、数字交叉连接设备DXC等网络单元构成。

19、光在谐振腔里建立稳定振荡的条件？

20、光纤传输电磁波的条件有哪两个？

三、计算题

1、已知阶跃折射率光纤中n1=1.52，n2=1.49。

（1）光纤浸没在水中(n0=1.33)，求光从水中入射到光纤输入端面的光纤最大接收角；

（2）光纤放置在空气中，求数值孔径

2、一阶跃光纤，纤芯半径a=25微米，折射率=1.5，相对折射率差△-1%，长度L=1Km,求:

（1）光纤的数值孔径；

（2）子午光线的最大时延差。

=1.5，λ0=1310 nm，那么

3、有阶跃型光纤，若n

1

（1）若?=0.25，为保证单模传输，光纤的半径a应取多大值？

（2）若取纤芯半径a=5?m，保证单模光纤传输时，?应怎么选择？

4、某光纤的芯径d=2a为100μm，折射率n1=1.458，包层的折射率n2=1.450，在该光纤中传输的光波的波长λ=1310（850）nm。

（1）计算该光纤的V参数；

（2）计算该光纤的数值孔径。

5、一阶跃折射率光纤相对折射率差?=0.005，n

1

=1.5，当波长为1.55um要实现单模传输，纤芯半径a应小于多少?

6、阶跃光纤纤芯和包层的折射率指数分别为n

1=1.5，n

2

=1.48，试计算:

（1）纤芯和包层的相对折射率指数差?；

（2）光纤的数值孔径NA。

7、假如输入信号功率为300 ?W，在1 nm带宽内的输入噪声功率是 30 nW，输出信号功率是60 mW，在1nm带宽内的输出噪声功率增大到20 ?W ，计算光放大器的噪声指数是多少？

8、解：

光放大器的输入信暖比为（SNR）

in

=10x103

输出信噪比为(SNR)

out

=3x103

所以噪声指数为：Fn=（SNR）

in /(SNR)

out

=10x103/3x103=3.33或5.2dB

8、2X2双锥形光纤耦合器的输入光功率为P。=200μW.另外三个端口的输出功率分别

为P

1=90μW，P

2

=85μW，P

3

=6.3nW，可以求得为:?

9、已知半导体材料GaAs的Eg=1.45eV，InGaAsP的Eg=0.92eV，分别求由这两种材料组成的半导体激光器的发射波长。

10、某接收机在保证误码率P e=10-9的条件下，所需接受的最小光功率为16nW，而正常工作时最大接收功率为1μW，则灵敏度为多少？其动态范围是多少？

11、注入单模光纤的功率为1mW，在输出端要求的最小光功率为100nW，在1310nm 波段工作，光纤衰减系数是0.4dB/km，请问无需中继器的最大光纤长度是多少？

最新光电子学与光学

光电子学与光学

光电子学与光学 一、项目定义 项目名称：光电子学与光学 项目所属领域：基础产业和高新技术及基础科学 涉及的主要学科：微电子学与固体电子学（国家重点学科）、光学、通信与信息系统 项目主要研究方向： ●新型光电子材料、器件及其集成技术 ●有机光电子学 ●光波导及光纤器件 ●光电子器件理论研究、CAD设计及信息处理 ●非线性光学材料与系统 二、项目背景 1．项目建设意义 近年来，信息技术的蓬勃发展对人类社会产生了巨大的影响。它不但改变了人们的生活方式，而且确立了以信息产业为核心的现代产业结构。信息技术是一个包含了材料科学、计算机科学、电子科学、光学、信息获取、处理

与传输等多门学科的综合性的技术领域。信息技术对经济建设、国家安全乃至整个国家的发展起着关键性的作用，它是经济发展的“倍增器”和社会进步的“催化剂”，是体现一个国家综合国力和国际竞争力的重要标志。在迄今为止的人类历史上，没有一种技术象信息技术这样能够引起社会如此广泛、深刻的变革，在20世纪末和21世纪前半叶，信息技术乃是社会发展最重要的技术驱动力。 目前，全球信息业飞速发展，要在国际竞争舞台立于不败之地，必须有自主知识产权的技术和产品，必须有具有创新能力的人才队伍，能够创造出具有世界先进水平的研究成果。我国是发展中国家，与经济发达国家相比，在发展高技术、推进产业化过程中，不可避免地会遇到更多的困难和障碍，在发挥优势实现跨越式发展中，必须要以坚强的国家意志为基础，发挥政府导向作用，调动各方面积极性，实行统筹规划，集中资源，以保证信息技术实现跨越式发展。建设一个有自主技术、高度发达的光通信、光存储、光显示等信息产业是至关重要的。 光子已成为信息的重要载体，光电子学与光学作为信息技术的重要组成部分之一，已经越来越引起人们的重视与关注。人们不断地探索着光的本质，研究光子的产生、传输、存储、显示和探测的机理与技术。近年来，随着与化学、材料科学、微电子学、凝聚态物理学、磁学等学科

《光电子技术》本科期末考试试卷(A卷)

西南科技大学2013-2014-2 学期 《光电子技术》本科期末考试试卷（ A 卷）课程代码 1 6 3 9 9 0 1 9 0 命题单位理学院：专业物理教研室 一、单选题（每题 2 分，共20 分） 1、光电子技术主要研究（）。 A. 光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的一门技术 B. 光电子材料制备的一门技术 C. 光信息转换成电信息的一门技术 D. 介绍光电器件的原理、结构和性能参数的一门科学 2、波长为0.78 μm的光子能量为（）。 A.3.2eV B.1.59eV C.1.24eV D.2.4eV 3、光波在大气中传播时，气体分子及气溶胶的（）会引起光束能量的衰减。 A. 折射和反射 B. 吸收和散射 C. 弯曲和漂移 D. 湍流和闪烁 4、将2012 年诺贝尔物理学奖授予法国科学家沙吉·哈罗彻（Serge Haroche ）与美国科学家大卫·温兰德（David J. Wineland ）。大卫·维因兰德是利用光或光子来捕捉、控制以及测量带电原子或者离子，而沙吉·哈罗彻通过发射原子穿过阱，控制并测量捕获的（）。 A. 光子或粒子 B. 电子 C.载流子 D.声子 5、光纤是一种能够传输光频电磁波的介质波导，其结构上由（）组成。 A. 纤芯、包层和护套 B.单模和多模 C. 塑料、晶体和硅 D. 阶跃和梯度光纤 6、直接调制是把要传递的信息转变为（）信号注入半导体光源，从而获得调制光信号。 A. 电流 B. 电压 C. 光脉冲 D. 正弦波7、以下基于光电导效应制成的光电器件是（）。 A. 光敏电阻 B.光电管 C.雪崩光敏二极管 D. 光电池 8、光电成像转换过程需要研究（）。 A. 能量、成像、噪声和传递 B. 产生、存储、转移和检测 C. 调制、探测、成像和显示 D. 共轭、放大、分辨和聚焦 9、微光光电成像系统的工作条件就是环境照度低于（）l x 。 A. 0.1 B. 0.01 C. 0.001 D. 0.0001 10、PDP 单元虽是脉冲放电，但在一个周期内它发光（）次，维持电压脉冲宽度通常5~10μs，幅度90V~100V ，工作频率范围30KHz~50KHz ，因此光脉冲重复频率在数万次以上，人眼不会感到闪烁。

北工大光电子课程复习讲义

北工大光电子课程复习讲义 概念题： 一、激光器三要素、受激吸收、受激辐射、自发辐射 二、电光效应、电光调制、折射率椭球、普克尔效应、克尔效应、半波电压、横向电光效应、纵向电光效应、声光效应、声光调制、布拉格衍射、声光光//磁光调制 三、各项同性晶体、各项异性晶体、对称操作、坐标变换 四、激光器的调Q技术、PRM 和PTM两种调Q技术的区别、可饱和吸收体被动调Q技术 五、锁模技术、可饱和吸收、用可饱和吸收体被动锁模脉冲的形成过程、被动锁模、脉冲宽度、频谱宽度、峰值功率 六、横模、单横模、单纵模、稳频技术、频率稳定性的定义、兰姆下陷、塞曼效应、兰姆下陷稳频原理 七、损耗、色散、单模光纤、多模光纤、单模输出条件、3dB带宽、材料色散、延迟时间、脉冲展宽 八、光纤激光器、增益光纤、双包层光纤、保偏光纤 九、非线性光学效应、倍频、和频、差频、相位匹配条件、角度相位匹配、走离效应、耦合波方程、正单轴晶体、负单轴晶体、一类相位匹配、二类相位匹配 简答题： 一、电光调制原理二、声光调制原理 三、调Q基本原理四、锁模基本原理 五、稳频原理六、选单模方法 七、光纤传输基本原理八、倍频基本原理 九、光纤激光器基本原理 绪论的作业： 1．光电子学的定义是什么？有几方面内容？ 光学与电子学相结合形成的技术学科。研究光频电磁波场与物质相互作用过程中的能量相互转换。包括：激光与红外物理学，非线性光学；波导光学；半导体光电子学；傅里叶光学等。 2．举例写出几种光电子学应用实例。 激光矫正近视手术、飞秒激光器、光子晶体 3．描述一下激光器的组成、特性、分类。 特性：单色性、相干性、方向性、高亮度 4.人眼安全波段是多少？ 小于400nm，大于1400nm。 5.激光的时间相干和空间相干特性决定激光器的什么光学特性？ 单色性；高亮度。

光电子技术作业解答

赖老师的课到期中考试为止一共有9次作业，依次分别由冯成坤、饶文涛、黄善津、刘明凯、郑致远、黄瑜、陈奕峰、周维鸥和陆锦洪同学整理，谨此致谢！ 作业一： 1、桌上有一本书，书与灯至桌面垂直线的垂足相距半米。若灯泡可上下移动，灯在桌上面多高时，书上照度最大（假设 灯的发光强度各向通性，为I0） 解：设书的面积为dA ，则根据照度的定义公式： dA d I dA d E 0Ω==φ （1） 其中Ωd 为上图所示的立体角。 因而有： 2/32222) h (L h dA h L cos dA d +?=+?= Ωθ （2） 将（2）式代入（1）式得到： 2 /3220)h (L h I E += （3） 为求最大照度，对（3）式求导并令其等于零， 计算得： 因而，当高度为m 221 时书上的照度最大。 2、设He-Ne 激光器中放电管直径为1mm ，发出波长为6328埃的激光束，全发散角为=10-3rad ，辐射通量为3mW ，视见函数取 V(6328)=，求： （1）光通量，发光强度，沿轴线方向的亮度 （2）离激光器10米远处观察屏上照明区中心的照度 （3）若人眼只宜看一熙提的亮度，保护眼镜的透射系数应为多少 解：（1）光通量：lm 49.010324.0638V K 3m v =???=Φ??=Φ-θ 发光强度：cd 1024.64 d d I 52v v ?≈Φ=ΩΦ=θπ 亮度：2112 35m /cd 1059.7)10(4 1024.6dAcos dI L ?≈??==-πθ轴 （2）由题意知，10米远处的照明区域直径为： 从而照度为：lx 9.6238)10(4149.0D 4E 2 22 v =??=Φ=-ππ （3）透射率：8114 1026.110 95.710L 1T -?≈?==轴（熙提）

光耦选型经典指引

光耦选型经典指南 一、文档说明： 针对光偶选型，替代，采购，检测及实际使用过程中出现的光偶特性变化引起的产品失效问题，提供指导。 光耦属于易失效器件，选型和使用过程中要特别的小心。 目前发现，因光偶的选型，光偶替代，光偶工作电流，工作温度设计不当等原因导致产品出现问题，如何减少选型，设计，替代导致的产品问题，这里将制订出相关指导性规范。 二、原理介绍： 光电偶合器件（简称光耦）是把发光器件（如发光二极体）和光敏器件（如光敏三极管）组装在一起，通过光线实现耦合构成电—光和光—电的转换器件。光电耦合器分为很多种类，图1所示为常用的三极管型光电耦合器原理图。 当电信号送入光电耦合器的输入端时，发光二极体通过电流而发光，光敏元件受到光照后产生电流，CE导通；当输入端无信号，发光二极体不亮，光敏三极管截止，CE不通。对于数位量，当输入为低电平“0”时，光敏三极管截止，输出为高电平“1”；当输入为高电平“1”时，光敏三极管饱和导通，输出为低电平“ 0”。若基极有引出线则可满足温度补偿、检测调制要求。这种光耦合器性能较好，价格便宜，因而应用广泛。 图一最常用的光电耦合器之内部结构图三极管接收型 4脚封装

图二光电耦合器之内部结构图三极管接收型 6脚封装 图三光电耦合器之内部结构图双发光二极管输入三极管接收型 4脚封装 图四光电耦合器之内部结构图可控硅接收型 6脚封装 图五光电耦合器之内部结构图双二极管接收型 6脚封装

光电耦合器之所以在传输信号的同时能有效地抑制尖脉冲和各种杂讯干扰，使通道上的信号杂讯比大为提高，主要有以下几方面的原因： （1）光电耦合器的输入阻抗很小，只有几百欧姆，而干扰源的阻抗较大，通常为105～106Ω。据分压原理可知，即使干扰电压的幅度较大，但馈送到光电耦合器输入端的杂讯电压会很小，只能形成很微弱的电流，由于没有足够的能量而不能使二极体发光，从而被抑制掉了。 （2）光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系，也没有共地；之间的分布电容极小，而绝缘电阻又很大，因此回路一边的各种干扰杂讯都很难通过光电耦合器馈送到另一边去，避免了共阻抗耦合的干扰信号的产生。 （3）光电耦合器可起到很好的安全保障作用，即使当外部设备出现故障，甚至输入信号线短接时，也不会损坏仪表。因为光耦合器件的输入回路和输出回路之间可以承受几千伏的高压。 （4）光电耦合器的回应速度极快，其回应延迟时间只有10μs左右，适于对回应速度要求很高的场合。 内部结构图及 CTR 的计算方法： 规格定义 CTR：Ice/I F *100% (检测条件：I F =5 ma Vce=5V, 2701，2801 系列)

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[ ]

《光电子器件》笔记

光电子器件 第一章 1、 光电探测器输出信号电压或电流与单位入射光功率之比，即单位入射光功率作用下探测器输出信号电压或电流称为响应率. 光谱响应率（R λ）：光电器件在单色 (在波长λ附近一个很小的波长范围里) 辐射功率作用下产生的信号电压或信号电流。 R λ（单位：A/W ） 光谱响应率及量子效率仅由器件的响应特性所决定，而与光源无关。 2. 器件的光谱响应与光源辐射功率谱密度紧密相关，它们之间的匹配系统 α—称为器件与 ,面积A2愈大, α愈大，即二者完全失配,则该光电器件如像管、光电倍增管、红外成像器 dP du R s u λλ=dP di R s i λλ=m R R R λλ=)( λR m R 1.24λλη )(λ R λ 1 2A A =α

3.光电探测器输出的电流或电压在其平均值上下无规则的、随机的起伏，称为噪声。噪声是物理过程所固有的，人为不可能消除。它的计算是在足够长时间内求其平方平均或均方根。 光电探测器的噪声来源主要有热噪声、散粒噪声、温度噪声、放大器噪声、频率噪声、复合噪声等。 当输出信号电压等于输出噪声电压均方根值时的探测器的入射辐射功率叫做最小可探测辐射功率，也叫做噪声等效功率NEP 。 Pmin 越小，器件的探测能力越强。 对Pmin 取倒数可作为衡量探测器探测能力的参数，称为探测率。研究指出:探测率与器件的面积和工作带宽成反比。 4.光吸收厚度：设入射光的强度为 I0，入射到样品厚度为x 处的光强度为 I ，则： α为线吸收系数，单位为（1/cm ） α大时，光吸收主要发生在材料的表层；α小时，光入射得深。当厚度d=1/α时，称为吸收厚度，有64%的光被吸收。 5.本征吸收：价带中的电子吸收了能量足够大的光子后，受到激发，越过禁带，跃入导带，并在价带中留下一个空穴，形成了电子空穴对，这种跃迁过程所形成的光吸收称为本征吸收。 本征吸收条件：光子的能量必须大于或等于禁带的宽度Eg 。 6. 内光电效应: 材料在吸收光子能量后，出现光生电子－空穴，由此引起电导率变化或电压、电流的现象，称之为内光电效应。 光电导效应：当半导体材料受光照时，吸收光子引起载流子浓度增大， 产生附加电导率使电导率增加，这个现象称为光电导效应。在外电场作用下就能得到电流的变化。 光电导效应分为本征型和非本征型。 7.设本征半导体在没有光照时，电导率为 (称为暗电导率) 当有光注入时，半导体电导率： 电导率的增量称为光电导率： 8. 增加载流子寿命： 好处：增益提高，灵敏度提高，响应率提高。 u n n s R u u u P P ==min x e I I α-=00σ P n e p e n μμσ000+=P n p p e n n e μμσ)()(00?++?+=0() n P e n p σσσμμ?=-=?+?

《光电子技术》考试试卷

《光电子技术》期末考试试卷（A卷） 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

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 ） 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λ。 ( F ) 14、在磁光晶体中，当磁化强度较弱时，旋光率α 与外加磁场强度是成正比关系。( T ) 15、为了获得线性电光调制，通过引入一个固定2/π相位延迟，一般该调制器的电压偏置 在T ＝50％的工作点上。 ( T ) 16、在磁光调制中的磁性膜表面用光刻方法制作一条金属蛇形线路，主要为了实现交替变 化的磁场。 ( T ) 17、探测器的量子效率就是在某一特定波长上，每秒钟内产生的光电子数与入射光量子数 之比。 ( T ) 18、二代像增强器以纤维光学面板作为输入、输出窗三级级联耦合的像增强器。( F ) 19、阴极射线管的电子枪的作用是产生辉亮信号和彩色显示。 ( F ) 20、等离子体显示主要是通过电流激发气体，使其发出肉眼看不见的紫外光碰击后面的玻 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。( T ) 三、填空题（10分，1分/题） 21、红外辐射其波长范围在 0.76~1000um 。 22、光纤通信中常用的光源波长为 850 1310 1550um 。 23、在t J t P t E E ??-??-=??+????????μμμε22220中，对于半导体而言，起主要作用是 t t P ?-??-??μμ22 。

光电子学与光学

光电子学与光学 一、项目定义 项目名称：光电子学与光学 项目所属领域：基础产业和高新技术及基础科学 涉及的主要学科：微电子学与固体电子学（国家重点 学科）、光学、通信与信息系统 项目主要研究方向： ?新型光电子材料、器件及其集成技术 ?有机光电子学 ?光波导及光纤器件 ?光电子器件理论研究、CAD设计及信息处理 ?非线性光学材料与系统 二、项目背景 1.项目建设意义 近年来，信息技术的蓬勃发展对人类社会产生了巨 大的影响。它不但改变了人们的生活方式，而且确立了以信息产业 40

为核心的现代产业结构。信息技术是一个包含了材料科学、计算机科学、电子科学、光学、信息获取、处 41

吉林大学“十五” “ 211工程”重点学科建设项目论证报告 理与传输等多门学科的综合性的技术领域。信息技术对经 济建设、国家安全乃至整个国家的发展起着关键性的作用，它是经济发展的倍增器”和社会进步的催化剂”，是体现一个国家综合国力和国际竞争力的重要标志。在迄今为止的人类历史上，没有一种技术象信息技术这样能够引起社会如此广泛、深刻的变革，在20世纪末和21世纪前 半叶，信息技术乃是社会发展最重要的技术驱动力。 目前，全球信息业飞速发展，要在国际竞争舞台立于不败之地，必须有自主知识产权的技术和产品，必须有具有创新能力的人才队伍，能够创造出具有世界先进水平的 研究成果。我国是发展中国家，与经济发达国家相比，在发展高技术、推进产业化过程中，不可避免地会遇到更多的困难和障碍，在发挥优势实现跨越式发展中，必须要以坚强的国家意志为基础，发挥政府导向作用，调动各方面积极性，实行统筹规划，集中资源，以保证信息技术实现跨越式发展。建设一个有自主技术、高度发达的光通信、光存储、光显示等信息产业是至关重要的。 光子已成为信息的重要载体，光电子学与光学作为信 息技术的重要组成部分之一，已经越来越引起人们的重视 与关注。人们不断地探索着光的本质，研究光子的产生、传输、存储、显示和探测的机理与技术。近年来，随着与化学、材料科学、微电子学、凝聚态物理学、磁学等学科 42

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 》本科期末考试试卷(A卷)

西南科技大学2012-2013-2学期 《光电子技术》本科期末考试试卷（A卷） 一、单选题（全是A） 1、光电子技术主要研究（）A. 光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的相关技术B. 光信息转换成电信息的一门技术C. 光电子材料制备的一门技术 D. 介绍光电器件的原理、结构和性能参数的一门科学 2、对人眼和感光仪器起作用的主要物理量是（A. 电场强度 B. 磁场强度 C. 光波矢 D. 光子频率和振幅 3、光波在大气中传播时，气体分子及气溶胶的（）会引起光束能量的衰减。A. 吸收和散射 B.折射和反射 C. 湍流和闪烁 D.弯曲和漂移 4、将2012年诺贝尔物理学奖授予法国科学家沙吉·哈罗彻（Serge Haroche）与美国科学家大卫·温兰德（David J. Wineland）。大卫·维因兰德是利用光或光子来捕捉、控制以及测量带电原子或者离子，而沙吉·哈罗彻通过发射原子穿过阱，控制并测量捕获的（）A.光子或粒子 B.电流 C.载流子 D.电压 5、光纤是一种能够传输光频电磁波的介质波导，其结构上由（）组成。A.纤芯、包层和护套 B.单模和多模 C. 塑料、晶体和硅 D.阶跃和梯度光纤 6、直接调制是把要传递的信息转变为（）信号注入半导体光源，从而获得调制光信号。A.电流 B.电压 C. 光脉冲 D.正弦波 7、一个PN结光伏探测器就等效为（）的并联。A.一个普通二极管和一个恒流源（光电流源） B.一个普通二极管和一个恒压源 C. 一个普通电阻和一个恒流源（光电流源） D. 一个普通电阻和一个恒压源 8、光电成像转换过程需要研究（）。 A. 能量、成像、噪声和传递 B. 产生、存储、转移和检测 C. 调制、探测、成像和显示 D.共轭、放大、分辨和聚焦 9、微光光电成像系统的工作条件就是环境照度低于（）lx。 A. 0.1 B. 0.01 C. 0.001 D. 0.0001 10、PDP单元虽是脉冲放电，但在一个周期内它发光（）次，维持电压脉冲宽度通常5~10μs，幅度90V~100V，工作频率范围30KHz~50KHz，因此光脉冲重复频率在数万次以上，人眼不会感到闪烁。

《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

光电子学与光子学讲义-作业答案(第1、2章)13版.doc

第一章 1.10 Refractive index (a) Consider light of free-space wavelength 1300 nm traveling in pure silica medium. Calculate the phase velocity and group velocity of light in this medium. Is the group velocity ever greater than the phase velocity? (b) What is the Brewster angle(the polarization angle qp) and the critical angle(qc) for total internal reflection when the light wave traveling in this silica medium is incident on a silica/air interface. What happens at the polarization angle? (c) What is the reflection coefficient and reflectance at normal incidence when the light beam traveling in the silica medium is incident on a silica/air interface? (d) What is the reflection coefficient and reflectance at normal incidence when a light beam traveling in air is incident on an air/silica interface? How do these compare with part (c) and what is your conclusion? 1.18 Reflection at glass-glass and air-glass interface A ray of light that is traveling in a glass medium of refractive index n1=1.460 becomes incident on a less dense glassmedium of refractive index n2=1.430. Suppose that the free space wavelength of the light ray is 850 nm. (a) What should the minimum incidence angle for TIR be? (b) What is the phase change in the reflected wave when the angle of incidence qi =85 ° and when qi =90° ? (c) What is the penetration depth of the evanescent wave into medium 2 when qi =85 ° and when qi =90° ? (d) What is the reflection coefficient and reflection at normal incidence (qi =0 ° )when the light beam traveling in the glass medium (n=1.460) is incident on a glass-air interface? (e) What is the reflection coefficient and reflectance at normal incidence when a light beam traveling in air is incident on an air/-glass interface (n=1.460)? How do these compare with part (d) and what is your conclusion? 1.20 TIR and polarization at water-air interface

(完整版)光电子技术期末考试试卷及其知识点大汇总(DOC),推荐文档

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

光电子技术作业解答

光电子技术作业解答Revised on November 25, 2020

赖老师的课到期中考试为止一共有9次作业，依次分别由冯成坤、饶文涛、黄善津、刘明凯、郑致远、黄瑜、陈奕峰、周维鸥和陆锦洪同学整理，谨此致谢！ 作业一： 1、桌上有一本书，书与灯至桌面垂直线的垂足相距半米。若灯泡可上下移动，灯在桌上面多高时，书上照度最大（假设 灯的发光强度各向通性，为I0） 解：设书的面积为dA ，则根据照度的定义公式： dA d I dA d E 0Ω==φ （1） 其中Ωd 为上图所示的立体角。 因而有： 2/32222) h (L h dA h L cos dA d +?=+?=Ωθ （2） 将（2）式代入（1）式得到： 2/3220) h (L h I E += （3） 为求最大照度，对（3）式求导并令其等于零， 计算得： 因而，当高度为m 221 时书上的照度最大。 2、设He-Ne 激光器中放电管直径为1mm ，发出波长为6328埃的激光束，全发散角为=10-3rad ，辐射通量为3mW ，视见函数取 V(6328)=，求： （1）光通量，发光强度，沿轴线方向的亮度 （2）离激光器10米远处观察屏上照明区中心的照度 （3）若人眼只宜看一熙提的亮度，保护眼镜的透射系数应为多少 解：（1）光通量：lm 49.010324.0638V K 3m v =???=Φ??=Φ-θ

发光强度：cd 1024.64 d d I 52v v ?≈Φ=ΩΦ=θπ 亮度：2112 35m /cd 1059.7)10(4 1024.6dAcos dI L ?≈??==-πθ轴 （2）由题意知，10米远处的照明区域直径为： 从而照度为：lx 9.6238)10(4149.0D 4E 2 22 v =??=Φ=-ππ （3）透射率：8114 1026.110 95.710L 1T -?≈?==轴（熙提） 作业二 1、说明蓝色火焰与黄色火焰的色温谁高，为什么 答：色温是用黑体的温度来标度普通热辐射源的温度。 如果热辐射体的光色与温度为T 的黑体的光色完全一样，则称该热辐射体的色温为T 。 由维恩位移定律T m /αλ=（其中K m ?=μα2898），可知，峰值波长m λ与温度成反比，峰值波长随温度升高而蓝移。因为蓝色火焰发出的光波长比黄色火焰的小，所以蓝色火焰的色温高。 2、何谓标准照明体与标准光源 初级和次级标准光源 答：标准照明体指特定的光谱功率分布。CIE 针对不同的用途定义了不同的标准照明体，其中常用的三种标准照明体为： ：温度为2856K 的黑体所发出的光谱 标准照明体B ：相关色温约为4874K 的直射阳光的光谱 标准照明体C ：相关色温为6774K 的平均日光的光谱

光电子学与光子学讲义-知识要点资料

光电子学与光子学讲义-知识要点

《光电子学》知识要点 第0章 光的本性,波粒二像性, 光子的特性 第一章 1．了解平面波的表示形式及性质，了解球面波、发散波的特点 2．理解群速度的定义及物理意义和光波波前的传播方向的矢量表示、能量的传播方向的矢量表示 3．理解描述反射和折射的菲涅尔公式的物理意义，掌握垂直入射情况下的反射率和透射率的计算公式和布儒斯特角 4．理解全反射情况下导引波和倏逝波的形成和特点，了解古斯-汉森位移。5．掌握垂直入射时反射系数的公式，理解反射率和透射率定义，不会计算6．掌握布儒斯特角的定义和特点。 7．掌握光波相干条件。理解薄膜干涉的物理机制和增透膜、增反膜的形成条件。 8．FP腔的特点和模式谱宽同反射镜反射率之间的关系。 9．了解衍射现象产生条件，理解波动光学处理光的衍射的基本方法。了解单缝、矩形空、圆孔的衍射图案特征和弗朗和费多缝光栅、衍射光栅、闪耀光栅的特点。 10．理解光学系统的分辨本领的决定因素。什么是瑞利判据？理想光学系统所能分辨的角距离公式。 第二章

1．了解光波导的结构特征和分类，理解平面波导导模形成条件，会利用一种方法推导平面介质波导的导波条件（特征方程），截止状态的特点 2．理解光纤色散的概念，掌握材料色散、波导色散、颜色色散、剖面色散、偏振模色散的特点及形成原因 3．了解阶跃折射率光纤的分析方法及相关参数的物理意义，会利用V参数计算光纤的结构参数 4．掌握光纤中的损耗的成因及分类，掌握损耗的描述和计算。 5．了解G.651、G.652、G.653、G.654、G.655、色散补偿光纤的特点,熟悉G.652的主要参数。 第三章 1．了解pn结的空间电荷区的形成、掌握pn结动态热平衡的物理意义。 2．了解pn结外加正向偏压和外加反向偏压时的特性（空间电荷区、势垒以及载流子的变化规律）。 3．掌握LED的工作原理（即pn结注入发光的基本原理）并理解同质结LED 和异质结LED的区别 4．掌握LED的内量子效率与外量子效率的物理意义，和有源区半导体材料带隙宽度与发射波长的关系，以及温度等因素对发射波长的影响 5．理解LED特性参数（光谱宽度，发散角，输出光功率，调制速度，阈值）的物理意义，了解LED结构的特点。 6．理解双异质结实现高亮度LED的原因。 第四章

光电子技术基础基本概念

波前 波在介质中传播时，某时刻刚刚开始位移的质点构成的面，称为波前。它代表某时刻波能量到达的空间位置，它是运动着的。波前与射线成正交。因此，使用射线或波前来研究波是等效的。根据波前的形状一般可以把波分为球面波、平面波，柱面波等。 光电效应 光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。在高于某特定频率的电磁波照射下，某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流，即光生电。光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现，而正确的解释为爱因斯坦所提出。科学家们在研究光电效应的过程中，物理学者对光子的量子性质有了更加深入的了解，这对波粒二象性概念的提出有重大影响。 康普顿效应 1923年，美国物理学家康普顿在研究x射线通过实物物质发生散射的实验时，发现了一个新的现象，即散射光中除了有原波长λ0的x光外，还产生了波长λ>λ0 的x光，其波长的增量随散射角的不同而变化。这种现象称为康普顿效应(Compton Effect)。用经典电磁理论来解释康普顿效应时遇到了困难。康普顿借助于爱因斯坦的光子理论，从光子与电子碰撞的角度对此实验现象进行了圆满地解释。我国物理学家吴有训也曾对康普顿散射实验作出了杰出的贡献。 散射角 入射粒子与物质中的粒子发生弹性碰撞时，其偏离初始运动方向的角度。下图中的Θ角便是入射粒子的散射角。 光的偏振 光的偏振（polarization of light）振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志。光波电矢量振动的空间分布对于光的传播方向失去对称性的现象叫做光的偏振。只有横波才能产生偏振现象，故光的偏振是光的波动性的又一例证。在垂直于传播方向的平面内，包含一切可能方向的横振动，且平均说来任一方向上具有相同的振幅，这种横振动对称于传播方向的光称为自然光（非偏振光）。凡其振动失去这种对称性的光统称偏振光。 麦克斯韦方程组 麦克斯韦方程组（英语：Maxwell's equations），是英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦在19世纪建立的一组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程。它由四个方程组成：描述电荷如何产生电场的高斯定律、论述磁单极子不存在的高斯磁定律、描述电流和时变电场怎样产生磁场的麦克斯韦-安培定律、描述时变磁场如何产生电场的法拉第感应定律。 时谐波 在很多实际情况下，电磁波的激发源往往以大致确定的频率作正弦振荡，因而辐射出的电磁波也以相同的频率作正弦振荡，例如无线电广播或通信的载波，激光器辐射出的光束等，都

《 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） 学院： ___ 班级: 姓名：学号： ___________ 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 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） 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λ。 ( F ) 14、在磁光晶体中，当磁化强度较弱时，旋光率α与外加磁场强度是成正比关系。( T ) 15、为了获得线性电光调制，通过引入一个固定2/π相位延迟，一般该调制器的电压偏置在T＝50％的工作点上。( T ) 16、在磁光调制中的磁性膜表面用光刻方法制作一条金属蛇形线路，主要为了实现交替变化的磁场。( T )