半导体光电子学期末复习纲要(精)

《半导体光电子学》期末复习纲要

一、基本概念与名词解释：

第一章：

１、光子学说的几个基本概念：相格、光子简并度等；

２、微观粒子的四个统计分布规律：麦克斯韦速率分布率、波耳兹曼分布率、费米分布率、玻色分布率；

３、热辐射和黑体辐射的几个概念：热辐射、朗伯体、视见函数、普朗克公式；

４、简述辐射跃迁的三种过程：自发辐射、受激吸收、受激辐射；

５、谱线加宽的类型及定义：均匀加宽、非均匀加宽、碰撞加宽。

第二章：

１、一般概念：激发态能级寿命、亚稳态能级、粒子数反转、负温度、激活介质、增益饱和；２、三能级系统、四能级系统的粒子数反转的形成过程；

３、关于介质中的烧孔效应、气体激光器中的烧孔效应的论述。

第三章：

１、激光的几个特性：包括时间相干性、空间相干性、相干时间、相干长度、相干体积、光子简并度；

２、有关谐振腔的基本概念：谐振腔、稳定腔、不稳定腔、介稳腔；

３、激光振荡的几个现象和过程：模的竞争、空间烧孔、兰姆凹陷、频率牵引、高斯光束、激光器最佳透过率。

第四章：

１、光波导的几个基本概念：平板波导、矩形波导、光纤、导模、辐射模、阶跃型光纤、渐变型光纤、子午线、子午面、斜光线、吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗、材料色散、波导色散、模间色散。

第五章:

１、有关光吸收的几个基本概念：本征吸收、晶格振动吸收、自由载流子吸收、激子吸收、杂质吸收；

２、光探测的一些基本效应：光电效应、光热效应、外光电效应、光电导效应、光电导驰豫、逸出功、电子亲和势、光伏效应、热释电效应、测辐射热计效应、温差电效应、帕尔帖效应、塞贝克效应、汤姆逊效应。

二、理论推导与证明：

第二章：

1、粒子数密度的差值（式2-1-17，2-1-22）；

2、均匀加宽与非均匀加宽的小信号增益系数（式2-2-14，2-2-15）；

3、均匀加宽与非均匀加宽情况下的大信号反转粒子数密度、烧孔面积（式2-3-3，2-3-7）；

4、均匀加宽与非均匀加宽情况下的大信号增益系数（式2-3-10，2-3-17）；

第三章：

1、普通光源相干时间与相干面积（式3-1-5，3-1-12）；

2、激光产生的阈值条件（式3-3-11）；

3、粒子数密度的差值的阈值（式3-3-18）；

4、均匀加宽情况单模激光器的输出功率与最佳透过率（式3-6-9）；

5、非均与加宽情况单模激光器的输出功率（式3-6-18）。

第四章：

1、全反射的相移（式4-1-9，4-1-10）；

2、模方程（式4-2-5）；

3、导模的截止条件，包括模式数量、截止频率、截止厚度、单模的厚度条件（式4-2-9，4-2-10，4-2-11，4-2-13）；

4、阶跃型光纤的数值孔径（式4-5-7）；

5、阶跃型光纤中子午线的最大时延差（式4-5-14）；

6、渐变型光纤的数值孔径（式4-5-31）；

7、光纤中的群速度与时延差（式4-7-9）；

8、光纤中的材料色散导致的时延差（式4-7-17）。

西安电子科技大学2018考研大纲：半导体物理与器件物理.doc

西安电子科技大学2018考研大纲：半导体 物理与器件物 出国留学考研网为大家提供西安电子科技大学2018考研大纲：801半导体物理与器件物理基础，更多考研资讯请关注我们网站的更新! 西安电子科技大学2018考研大纲：801半导体物理与器件物理基础 “半导体物理与器件物理”(801) 一、 总体要求 “半导体物理与器件物理”(801)由半导体物理、半导体器件物理二部分组成，半导体物理占60%(90分)、器件物理占40%(60分)。 “半导体物理”要求学生熟练掌握半导体的相关基础理论，了解半导体性质以及受外界因素的影响及其变化规律。重点掌握半导体中的电子状态和带、半导体中的杂质和缺陷能级、半导体中载流子的统计分布、半导体的导电性、半导体中的非平衡载流子等相关知识、基本概念及相关理论，掌握半导体中载流子浓度计算、电阻(导)率计算以及运用连续性方程解决载流子浓度随时间或位置的变化及其分布规律等。 “器件物理”要求学生掌握MOSFET器件物理的基本理

论和基本的分析方法，使学生具备基本的器件分析、求解、应用能力。要求掌握MOS基本结构和电容电压特性;MESFET器件的基本工作原理;MOSFET器件的频率特性;MOSFET器件中的非理想效应;MOSFET器件按比例缩小理论;阈值电压的影响因素;MOSFET的击穿特性;掌握器件特性的基本分析方法。 “半导体物理与器件物理”(801)研究生入学考试是所学知识的总结性考试，考试水平应达到或超过本科专业相应的课程要求水平。 二、 各部分复习要点 ●“半导体物理”部分各章复习要点 (一)半导体中的电子状态 1.复习内容 半导体晶体结构与化学键性质，半导体中电子状态与能带，电子的运动与有效质量，空穴，回旋共振，元素半导体和典型化合物半导体的能带结构。 2.具体要求 半导体中的电子状态和能带 半导体中电子的运动和有效质量 本征半导体的导电机构

新材料发展方向

新材料领域未来发展方向 日新月异的现代技术的发展需要很多新型材料的支持。自从第三次科技浪潮席卷全球以来，新型材料同信息、能源一起，被称为现代科技的三大支柱。新材料的诞生会带动相关产业和技术的迅速发展，甚至会催生新的产业和技术领域。材料科学现已发展成为一门跨学科的综合性学科。根据我国当前及未来发展的实际情况，新材料领域值得注意的新发展方向主要有半导体材料、结构材料、有机／高分子材料、敏感与传感转换材料、纳米材料、生物材料及复合材料。 1.半导体材料 随着高科技发展的需要，半导体及其应用研究的中心正向直接影响市场的微型或低维量子器件、改善传输质量和效率、增大功率和距离等方向发展，半导体化合物（GaAs、InAs、GaN、SiC等）具有重要的应用前景。半导体材料领域的重要研究主题有： （1）Si基积分电路设计，就材料物性而言涉及用于门（gates）电路控制的纳米尺寸电介质制造及特性研究。 （2）大能隙材料则在光电子学领域中具有关键的作用。可以预期，Ⅲ―V族化合物材料具有重要应用前景。 （3）纳米电子学及纳米物理学研究是微电子及光电子材料和器件发展的基础，涉及半导体与有机或生物分子耦合，低维器件的量子尺寸效应，半导体与超导体或磁性材料界面以及原子或分子尺度的存储问题。建立原子学模拟与连续介质力学及量子力学跨层次―跨尺度关联应是该领域中的一个重要的研究方向。 2.结构材料 Fe基、Al基、Ti基以及Mg基合金作为力学材料的主体，构成了系列结构材料，其主要功能是承担负载（如火车、汽车、飞机）。汽车用钢近年来已从一般钢铁发展为使用灿合金或特殊的高强Mg基合金，高强Ti合金在高强钢中有重要位置，不锈钢则有取代碳钢的趋势。用于军用飞机的Al合金及一般钢材则被先进的Ti合金及高分子基复合材料所取代。进一步还需要发展碳纤维增强复合材料或Al基复合材料。结构材料的主体有： （1）钢铁：钢铁材料，特别是具有多相结构和复杂成分的优质钢具有重要的应用前景和潜在优势，需要开展相应的基础研究。联系微米和纳米技术的纳米层间结构、织构以及晶界和界面都可视为改善钢铁材料的重要途径。 （2）Al合金：Al基材料及相应的沉淀硬化效应导致高强铝合金的出现，相关技术工艺已发展为"沉淀科学"，它涉及"相"间晶体结构的匹配性以及合金的稳定性，特别是时效合金的稳定性直接影响航空或空间应用，因此可视为Al合金基础研究中的重要问题。 （3）Mg合金：镁及镁合金广泛应用于冶金、汽车、摩托车、航空航天、光学仪器、计算机、电子与通讯、电动、风动工具和医疗器械等领域。镁合金是最轻的工程结构材料，以其

半导体物理考研总结

1.布喇格定律（相长干涉）：点阵周期性导致布喇格定律。 2.晶体性质的周期性：电子数密度n(r)是r的周期性函数，存在 3.2πp/a被称为晶体的倒易点阵中或傅立叶空间中的一个点，倒易点中垂线做直线可得布里渊区。 3.倒易点阵： 4.衍射条件：当散射波矢等于一个倒易点阵矢量G时，散射振幅 达到最大 波矢为k的电子波的布喇格衍射条件是： 一维情况（布里渊区边界满足布拉格）简化为： 当电子波矢为±π/a时，描述电子的波函数不 再是行波，而是驻波（反复布喇格反射的结果） 5.布里渊区： 6.布里渊区的体积应等于倒易点阵初基晶胞的体积。 7.简单立方点阵的倒易点阵，仍是一个简立方点阵，点阵常数为2π/a，第一布里渊区是个以原点为体心，边长为2π/a的立方体。 体心立方点阵的倒易点阵是个面心立方点阵，第一布里渊区是正菱形十二面体。面心立方点阵的倒易点阵是个体心立方点阵，第一布里渊区是截角八面体。 8.能隙（禁带）的起因：晶体中电子波的布喇格反射－周期性势场的作用。（边界处布拉格反射形成驻波，造成能量差）

9.第一布里渊区内允许的波矢总数=晶体中的初基晶胞数N －每个初基晶胞恰好给每个能带贡献一个独立的k值； －直接推广到三维情况考虑到同一能量下电子可以有两个相反的自旋取向，于是每个能带中存在2N个独立轨道。 －若每个初基晶胞中含有一个一价原子，那么能带可被电子填满一半； －若每个原子能贡献两个价电子，那么能带刚好填满；初基晶胞中若含有两个一价原子，能带也刚好填满。 绝缘体：至一个全满，其余全满或空（初基晶胞内的价电子数目为偶数,能带不 交叠）2N. 金属：半空半满 半导体或半金属：一个或两个能带是几乎空着或几乎充满以外，其余全满 （半金属能带交叠） 10.自由电子： 11.半导体的E-k关系： 导带底：E(k)>E(0)，电子有效质量为正值； 价带顶：E(k)

北工大光电子课程复习讲义教学文案

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。 第二章作业：

光电子学知识点

一、绪论 1、激光发明年份； 2、什么叫光电子学、光电子技术？ 3、列举几种光电子技术或光电子器件，至少6种； 4、典型的光电子（通信）系统由哪几部分构成。 二、光与物质相互作用基础 1、光的本性，传播时表现为波动性，与介质相互作用时表现为粒子性； 2、对于线性、均匀、各向同性介质，极化率χ为标量；而在各向异性介质中，电极化强度矢量P 和外电场E 不再平行，此时极化率χ变为二阶张量：0i ij j P E εχ= 3、P 、D 、E 之间的关系 4、辐射度量和光度量的区别 5、辐射通量、光通量之间的换算关系 6、亮度和照度的区别 7、能带理论基本概念（价带、导带、禁带、禁带宽度）

三、光波导（30分） 1、平面介质波导的结构（各层名称），各层介质的折射率关系；对称波导、非对称波导； 2、各层中的场分布：波导层中横向（光受限的方向）为驻波场，纵向为行波场；衬底和覆盖层中横向为振幅成指数规律衰减的消逝场，纵向为行波场；消逝系数、穿透深度 3、全反射时界面的相移公式；（不要求记忆，但要会用） 4、横向传播常数、纵向传播常数；有效折射率（模折射率） 5、模式本征方程，m 为模序数；本征方程的图解（画图说明对称波导基模不会截止） 6、模式截止条件：02k n β=，c θθ=；截止波长；模式数量；单模传输条件； （注意对称波导和非对称波导的区别） 7、TE 模、TM 模的含义； 8、光纤的结构参数：直径2a 、数值孔径、相对折射率、弱导条件、归一化频率、单模条件； 9、偏射光线的纵向传播常量01cos k n β?=，其中?为轴线角，即光线和光纤轴的夹角；偏射光线可分为三类：非导引光线、导引光线（即导模）和泄露光线，对应θ和?的范围要知道。 10、光纤的损耗公式 dB/km

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？

半导体物理学复习提纲(重点)

第一章 半导体中的电子状态 §1.1 锗和硅的晶体结构特征 金刚石结构的基本特征 §1.2 半导体中的电子状态和能带 电子共有化运动概念 绝缘体、半导体和导体的能带特征。几种常用半导体的禁带宽度； 本征激发的概念 §1.3 半导体中电子的运动 有效质量 导带底和价带顶附近的E(k)~k 关系()()2 * 2n k E k E m 2h -0= ； 半导体中电子的平均速度dE v hdk = ； 有效质量的公式：2 2 2 * 11dk E d h m n = 。 §1.4本征半导体的导电机构 空穴 空穴的特征：带正电；p n m m ** =-；n p E E =-；p n k k =- §1.5 回旋共振 §1.6 硅和锗的能带结构 导带底的位置、个数； 重空穴带、轻空穴 第二章 半导体中杂质和缺陷能级 §2.1 硅、锗晶体中的杂质能级

基本概念：施主杂质，受主杂质，杂质的电离能，杂质的补偿作用。 §2.2 Ⅲ—Ⅴ族化合物中的杂质能级 杂质的双性行为 第三章 半导体中载流子的统计分布 热平衡载流子概念 §3.1状态密度 定义式：()/g E dz dE =； 导带底附近的状态密度：() () 3/2 * 1/2 3 2()4n c c m g E V E E h π=-； 价带顶附近的状态密度：() () 3/2 *1/2 3 2()4p v V m g E V E E h π=- §3.2 费米能级和载流子的浓度统计分布 Fermi 分布函数：()01 ()1exp /F f E E E k T = +-???? ； Fermi 能级的意义：它和温度、半导体材料的导电类型、杂质的含量以及能量零点的选取有关。1）将半导体中大量的电子看成一个热力学系统，费米能级F E 是系统的化学势；2）F E 可看成量子态是否被电子占据的一个界限。3）F E 的位置比较直观地标志了电子占据量子态的情况，通常就说费米能级标志了电子填充能级的水平。费米能级位置较高，说明有较多的能量较高的量子态上有电子。 Boltzmann 分布函数：0()F E E k T B f E e --=； 导带底、价带顶载流子浓度表达式： 0()()c c E B c E n f E g E dE '= ?

天津大学2020硕士研究生初试考试自命题科目大纲807工程光学与光电子学基础

一、考试模块划分方式： 考试内容分为A、B 两个模块，考生可任选其中一个模块。A 模块为工程光学，B 模块为光电子学基础。 二、各模块初试大纲： A模块：工程光学 （一）考试的总体要求 本门课程的考试旨在考核学生有关应用光学和物理光学方面的基本概念、基本理论和实际解决光学问题的能力。 考生应独立完成考试内容，在回答试卷问题时，要求概念准确，逻辑清楚，必要的解题步骤不能省略，光路图应清晰正确。 （二）考试的内容及比例 考试内容包括应用光学和物理光学两部分。 “应用光学”应掌握的重点知识包括：几何光学的基本理论和成像概念、理想光学系统理论、光学系统中的光束限制、平面和平面系统对成像的影响、像差的基本概念和典型光学系统的性质、成像关系及光束限制等。具体知识点如下： 1、掌握几何光学基本定律与成像基本概念，包括：四大基本定律及全反射的内容与现象解释；完善成像条件的概念和相关表述；几何光学符号规则以及单个折射球面、反射球面的成像公式、放大率公式等。 2、掌握理想光学系统的基本理论和典型应用，包括：基点、基面的主要类型及其特点；图解法求像的方法；解析法求像方法（牛顿公式、高斯公式）；理想光学系统三个放大率的定义、计算公式及物理意义；理想光学系统两焦距之间的关系；正切计算法以及几种典型组合光组的结构特点、成像关系等。 3、掌握平面系统的主要种类及应用，包括：平面镜的成像特点及光学杠杆原理和应用；反射棱镜的种类、基本用途及成像方向判别；光楔的偏向角公式及其应用等。 4、掌握典型光学系统的光束限制分析，包括：孔径光阑、入瞳、出瞳、孔径角的定义及它们的关系；视场光阑、入窗、出窗、视场角的定义及它们的关系；渐晕、渐晕光阑、渐晕系数的定义；物方远心光路的工作原理；光瞳衔接原则及其作用；场镜的定义、作用和成像关系等。 5、了解像差基本概念，包括：像差的定义、种类和消像差的基本原则；7 种几何像差的定义、影响因素、性质和消像差方法等。 6、掌握几种典型光学系统的基本原理和特点，包括：正常眼、近视眼和远视眼的定义和特征，校正非正常眼的方法；视觉放大率的概念、表达式及其意义；显微镜系统的结构特点、成像特点、光束限制特点及主要参数的计算公式；临界照明和坷拉照明系统的组成、优缺点；望远系统的结构特点、成像特点、光束限制特点及主要参数的计算公式；摄影系统的结构特点、成像特点、光束限制特点及主要参数的计算公式；投影系统的概念、计算公式以及其照明系统的衔接条件等。 “物理光学”应掌握的重点知识包括：光的电磁理论基础、光的干涉和干涉系统、光的衍射、光的偏振和晶体光学基础等。具体知识点如下：

(信息技术类)信息技术类基础知识点

信息技术基础知识点（第1、3、6章） 第一章信息与信息技术 1．1 信息及其特征 ◎信息无处不在 1. 物质、能源和信息（information）是人类社会的三大要素。P2 2. 信息指数据（data）、信号、消息中所包含的意义。P2 3. 信息是事物的运动状态和关于事物运动状态的描述。P2 4. 世界上的万事万物都在不停地运动、变化，万事万物里都有信息。P2 5. 信息是指对消息接受者来说是预先不知道的东西，所以具有“不确定性”。P2 例：以下是否属于信息 1、报纸上刊登的新闻 (√) 2、书本中的知识(√) 3、电脑报(×) 4、电视里播放的足球比赛实况(√) 5、《07年春节联欢晚会》VCD光盘(×) ◎信息的载体和形态 1．信息本身不是实体，必须通过载体才能体现，但不随载体的物理形式而变化。P3 2．语言、文字、声音、图像和视频等是信息的载体，也是信息的常见表现形态。P3 3．纸张可以承载文字和图像，磁带可以承载声音，电视可以承载语言、文字、声音、图像和视频，所以也把纸张、磁带、广播、电视、光盘、磁盘等称为信息的载体。P3 4．相同的信息，可以用多种不同的载体来表示和传播。P3 5．不存在没有载体的信息。P3 ◎信息的五个特征 1．信息的表示、传播、储存必须依附于某种载体，载体就是承载信息的事物。P3 2．信息是可以加工和处理的。信息也可以从一种形态转换成另一种形态。P3 3．信息可以脱离它所反映的事物被存储和保留和传播。 P3 4．信息是可以传递和共享的。信息可以被重复使用而不会像物质和能源那样产生损耗。P3 5．信息具有时效性。P3 例1：李斌发现按照车上的GPS导航仪规划的路线驾驶经常出错，他更新了导航软件的地图文件后，出现错误的概率大大降低，该事例反映出信息具有（B ） （A）载体依附性（B）时效性（C）共享性（D）传递性 例2：萧伯纳的名言“你有一个苹果，我有一个苹果，彼此交换一下，我们仍然各有一个苹果；但你有一种思想，我有一种思想，彼此交换，我们就都有了两种思想，甚至更多”，这种现象最能说明信息具有（传递和共享） 1．2 信息的编码 1. 信息的代码：把用来表示信息的符号组合叫做信息的代码。 2. 计算机只能识别和处理由“0”、“1”两个符号组成的数字代码。或称计算机只能识别机器语言。 3. 冯·诺依曼：数据和程序都应采用二进制代码表示。 4. 基本单位：字节，Byte简写“B”；最小单位：位，bit简写“b”。 从小到大（相差1024倍）：B → KB → MB → GB → TB

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

知识点大纲

信息技术基础高考知识点大纲 第一章信息与信息技术 1．1信息及其特征 信息无处不在 1.物质、能源和信息（information）是人类社会的三大要素。 2.信息指数据（data）、信号、消息中所包含的意义。 3.信息是事物的运动状态和关于事物运动状态的描述。 4.世界上的万事万物都在不停地运动、变化，万事万物里都有信息。 5.信息是指对消息接受者来说是预先不知道的东西，所以具有“不确定性”。 信息的载体和形态 1．信息本身不是实体，必须通过载体才能体现，但不随载体的物理形式而变化。 2．语言、文字、声音、图像和视频等是信息的载体，也是信息的常见表现形态。 3．纸张可以承载文字和图像，磁带可以承载声音，电视可以承载语言、文字、声音、图像和视频，所以也把纸张、磁带、广播、电视、光盘、磁盘等称为信息的载体。 4．相同的信息，可以用多种不同的载体来表示和传播。 5．不存在没有载体的信息。 信息的五个特征 1．信息的表示、传播、储存必须依附于某种载体，载体就是承载信息的事物。 2．信息是可以加工和处理的。信息也可以从一种形态转换成另一种形态。 3．信息可以脱离它所反映的事物被存储和保留和传播。 4．信息是可以传递和共享的。信息可以被重复使用而不会像物质和能源那样产生损耗。 5．信息具有时效性。 1．2信息的编码 1.信息的代码：把用来表示信息的符号组合叫做信息的代码。 2.计算机只能识别和处理由“0”、“1”两个符号组成的数字代码。或称计算机只能识别机器语言。 3.冯·诺依曼：数据和程序都应采用二进制代码表示。 4.基本单位：字节，Byte简写“B”；最小单位：位，bit简写“b”。 5.1B=8b；1KB=1024B；1MB=1024KB；1GB=1024MB。 6.n位能最多表示2n个数，能表示的最大十进制数是2n-1。 7.进位制标识：二进制（B），十进制（D），十六进制（H） 8.二进制进位规则：逢二进一。 9.十六进制转换为二进制时，每一位十六进制数对应4位二进制数，反之相同。 如7FH=01111111B。其中H和B是进制标识符。 10.二进制——十进制：按权展开。如（110101）2=1*25+1*24+1*22+1*20=53 11.十进制——二进制：除2取余法。如26=（11010）2 1．2．2字符编码：1．计算机内的英文字符编码采用ASCII码，即美国国家信息交换标准码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）。该编码使用一个字节（byte）中的后7位二进制数， 最左用“0填充”，可以表27=128种编码。

半导体物理学复习提纲2010-1-5

试卷结构： 一、选择题（每小题2分，共30分） 二、填空题(每空2分，共30分) 三、简答题（2小题，共20分） 四、计算与推导(20分) 计算1题(需要计算器)，推导1题

第一章 半导体中的电子状态 §1.1 锗和硅的晶体结构特征 §1.2 半导体中的电子状态和能带 电子共有化运动概念 绝缘体、半导体和导体的能带特征。几种常用半导体的禁带宽度； 本征激发的概念 §1.3 半导体中电子的运动 有效质量 导带底和价带顶附近的E(k)~k 关系()()2 *2n k E k E m 2h -0=； 半导体中电子的平均速度dE v hdk = ； 有效质量的公式：2 22*11dk E d h m n =。窄带、宽带与有效质量大小 §1.4本征半导体的导电机构 空穴 空穴的特征：带正电；p n m m **=-；n p E E =-；p n k k =- §1.5 回旋共振 §1.6 硅和锗的能带结构 硅和锗的能带结构特征： 导带底的位置、个数； 价带结构：价带顶的位置，重空穴带、轻空穴带以及自旋-轨道耦合分裂出来的能带。 硅和锗是间接带隙半导体

第二章 半导体中杂质和缺陷能级 §2.1 硅、锗晶体中的杂质能级 基本概念：施主杂质，受主杂质，杂质的电离能，杂质的补偿作用。 §2.2 Ⅲ—Ⅴ族化合物中的杂质能级 第三章 半导体中载流子的统计分布 热平衡载流子概念 §3.1状态密度 定义式：()/g E dz dE =； 导带底附近的状态密度：() ()3/2 *1/2 3 2()4n c c m g E V E E h π=-； 价带顶附近的状态密度：()() 3/2 *1/2 3 2()4p v V m g E V E E h π=- §3.2 费米能级和载流子的浓度统计分布 Fermi 分布函数：()01()1exp /F f E E E k T = +-???? ； Fermi 能级的意义：它和温度、半导体材料的导电类型、杂质的含量以及能量零点的选取有关。1）将半导体中大量的电子看成一个热力学系统，费米能级F E 是系统的化学势；2）F E 可看成量子态是否被电子占据的一个界限。3）F E 的位置比较直观地标志了电子占据量子态的情况，通常就说费米能级标志了电子填充能级的水平。费米能级位置较高，说明有较多的能量较高的量子态上有电子。 Boltzmann 分布函数：0()F E E k T B f E e --=； 导带底、价带顶载流子浓度表达式：

光电子学课程论文

华中师范大学 研究生课程论文 论文题目脉冲宽度的测量和巨脉冲激光器完成时间 课程名称 专业 年级

目录 摘要 (1) 引言 (1) 1 脉冲宽度的测量 (1) 1.1 二次谐波法 (1) 1.2 二次谐波系统 (1) 1.3 几种测量飞秒脉冲宽度的方法 (2) 1.3.1 FROG测量法 (2) 1.3.2 SPIDER测量法 (3) 1.4小结 (3) 2 巨脉冲激光器 (3) 2.1 调Q技术的概念 (3) 2.2 调Q技术的方法 (4) 2.3 调Q技术的工作原理 (4) 2.4锁模法压缩脉宽 (4) 2.5 巨脉冲激光器的应用 (5) 2.6小结 (5) 3光子学课程学后感 (5) 3.1课堂所学所感 (5) 3.2自己讲课的感悟 (5) 3.3课后的展望 (6) 4 总结 (6) 参考文献 (7)

脉冲宽度的测量和巨脉冲激光器 摘要：本文主要论述了锁模超短脉冲的测量方法，介绍了二次谐波法测锁模超短脉冲的原 理和装置。本文简要介绍了巨脉冲激光器的原理，浅层次论述了调Q技术，简要介绍了几种调Q方法。 关键词：锁模超短脉冲；二次谐波法；巨脉冲激光器；调Q技术 引言：激光自出现以来一直朝着提高功率、扩展波长范围、缩短脉冲宽度以及全固态化、 小型化以至微型化方向发展。因此研究超短脉冲激光和巨脉冲激光器具有重要的理论意义和应用前景。本论文主要结合所讲课程，在原理上浅层次介绍锁模超短脉冲的测量与巨脉冲激光器的工作原理。本分主要分为三个章节：第一章节介绍了锁模超短脉冲的测量，即二次谐波法；第二章节介绍巨脉冲激光器的工作原理；第三个章节介绍了自己对光电子学这门课程的理解以及自己在课堂上所学到的知识点。 1 脉冲宽度的测量 关于脉冲宽度测量的问题，本文论述主要针对激光脉冲宽度的测量。激光脉冲的测量主要分为普通激光脉冲宽度的测量与超短激光脉冲宽度的测量。普通激光脉冲宽度的测量，是利用光电二极管或其他光电转换器件将光信号转换成电信号后输入示波器进行测量，该方法测量的激光脉冲的宽度极限为亚纳秒量级。超短激光脉冲的测量方法主要有条纹照相机或双光子荧光（TPF）法、二次谐波（SHG）法等方法。 由于锁模超短激光脉冲其脉冲宽度极窄，可以得到极高的峰值功率密度，应用领域较广。因此测量锁模超短脉冲的宽度问题，在实际应用和理论分析中都十分重要。本文介绍方法主要采用二次谐波法测量锁模超短脉冲。 1.1 二次谐波法 二次谐波法主要采用了自相关倍频的原理，将时间测量转化到空间进行测量，然后通过计算得到脉宽，用该方法可以测量飞秒量级的脉冲宽度。二次谐波法由于其较高的精度，成为一种广泛被应用的方法。 1.2 二次谐波系统 图1.2表示测量锁模脉冲宽度的二次谐波系统。激光器发射一连续的锁模脉冲，每个脉 冲被分束器分为两个强度相等的脉冲。其中一个脉冲与另一个脉冲相差为s（通过改变步进电机的转速可以改变时差），然后两个脉冲在非线性光学晶体中汇合。由晶体产生的二次谐波入射到一个探测器，其输出电流在时间轴的宽度长于光脉冲宽度，以此实现对锁模超短脉冲宽度的测量。该方法主要通过测量SHG信号，可以获得二阶自相关函数，由此推算出

光电子复习提纲汇总

《光电子学》复习讲义2014 第一部分：光电物理基础 【1】基本概念 1)本征吸收：半导体吸收一个能量大于禁带宽度Eg的光子，电子由 价带跃迁到导带，这样的过程称为本征吸收。 2)激子吸收：在半导体中受激电子与空穴构成的新系统可以看成一 种“准粒子”，并称之为激子。激子可以通过所含电子和空穴的复合而辐射光子和声子，其中能发射光子的激子复合过程对提高发光效率有很大的实用意义。 3)杂质吸收：杂质吸收有三种情况，1：从杂质中心的基态到激发态 的激发可以引起线状吸收谱。2：电子从施主能级到导带或从价带到受主能级的吸收跃迁。3：从价带到施主能级或从被电子占据的受主能级到导带的吸收跃迁。 4)费米能级的概念：P22 5)热平衡状态下本征和杂质半导体的费米能级图1-14 P24

6)非平衡态载流子的产生、复合图1-15 7)直接复合：自由电子直接由导带回价带与空穴复合 8)间接复合：自由电子和空穴通过晶体中的杂质、缺陷在禁带中复 合 9)非本征吸收：包括杂质吸收自由载流子吸收激子吸收晶格吸收 10)本征发光：导带电子和价带空穴复合所产生的发光现象 11)激子发光：激子在运动过程中，将能量从晶体的一处运输到另一 处，电子空穴复合发光的过程称为激子发光。 12)杂质发光：杂质发光有三种发光方式，1：电子从导带到施主能级 或从受主能级到价带的跃迁，主要是无辐射跃迁。2:电子从导带到受主能级或从施主能级到价带。3：施主受主对的辐射跃迁 13)内光电效应：表现为光电导和光生伏特效应。 14)外光电效应：即光电子发射效应（金属或半导体受光照射，如果 光子能量足够大可以使电子从材料表面逸出的现象） 15)金属逸出功：电子从金属中逸出需要的最小能量 16)电子亲和势：导带体上的电子向真空逸出时所需要的最小能量 17)光电发射第二定律：光电发射体发射的光电子最大动能随入射光 频率的增大而线性增加，与入射光强无关。 18)辐射度量:与物理学对电磁辐射度的规定完全一致，适用于整个电 磁波段 19)光度量：以人的视觉特性为基础建立，只适用于可见光波段 20)偏振光及偏振度：振动方向与传播方向不对称性叫做偏振，具有

浙教版《信息技术基础》知识点汇总

浙教版《信息技术基础》必修知识点汇总 第一章信息与信息技术 1．1 信息及其特征 ★信息无处不在 1.物质、能源和信息（information）是人类社会的三大要素。 2.信息指数据（data）、信号、消息中所包含的意义。 3.信息是事物的运动状态和关于事物运动状态的描述。 4.世界上的万事万物都在不停地运动、变化，万事万物里都有信息。 5.信息是指对消息接受者来说是预先不知道的东西，所以具有“不确定性”。 ★信息的载体和形态 1．信息本身不是实体，必须通过载体才能体现，但不随载体的物理形式而变化。 2．语言、文字、声音、图像和视频等是信息的载体，也是信息的常见表现形态。 3．纸张可以承载文字和图像，磁带可以承载声音，电视可以承载语言、文字、声音、图像和视频，所以也把纸张、磁带、广播、电视、光盘、磁盘等称为信息的载体。 4．相同的信息，可以用多种不同的载体来表示和传播。 5．不存在没有载体的信息。 ★信息的六个特征 1．信息的表示、传播、储存必须依附于某种载体，载体就是承载信息的事物。 2．信息是可以加工和处理的。信息也可以从一种形态转换成另一种形态。 3．信息具有真伪性。 4．信息是可以传递和共享的。信息可以被重复使用而不会像物质和能源那样产生损耗。 5．信息具有时效性。 1．2 信息的编码 1.信息的代码：把用来表示信息的符号组合叫做信息的代码。 2.计算机只能识别和处理由“0”、“1”两个符号组成的数字代码。或称计算机只能识别机器语言。 3.冯·诺依曼：数据和程序都应采用二进制代码表示。 4.基本单位：字节，Byte简写“B”；最小单位：位，bit简写“b”。 5. 1B=8b；1KB=1024B；1MB=1024KB；1GB=1024MB。 6. n位能最多表示2n个数，能表示的最大十进制数是2n-1。 7.进位制标识：二进制（B），十进制（D），十六进制（H） 8.二进制进位规则：逢二进一。 9.十六进制转换为二进制时，每一位十六进制数对应4位二进制数，反之相同。 如7F H=0111 1111 B。其中H和B是进制标识符。 10.二进制——十进制：按权展开。如（110101）2=1*25+1*24+1*22+1*20=53 11.十进制——二进制：除2取余法。如26=（ 11010 ）2

教师招聘信息技术学科专业知识基础知识点大纲-精选.pdf

信息技术基础知识点大纲 第一章信息与信息技术 1．1 信息及其特征 For personal use only in study and research; not for commercial use 信息无处不在 1. 物质、能源和信息（information）是人类社会的三大要素。 2. 信息指数据（data）、信号、消息中所包含的意义。 For personal use only in study and research; not for commercial use 3. 信息是事物的运动状态和关于事物运动状态的描述。 4. 世界上的万事万物都在不停地运动、变化，万事万物里都有信息。P2 5. 信息是指对消息接受者来说是预先不知道的东西，所以具有“不确定性”。 For personal use only in study and research; not for commercial use 信息的载体和形态 1．信息本身不是实体，必须通过载体才能体现，但不随载体的物理形式而变化。 2．语言、文字、声音、图像和视频等是信息的载体，也是信息的常见表现形态。 For personal use only in study and research; not for commercial use 3．纸张可以承载文字和图像，磁带可以承载声音，电视可以承载语言、文字、声音、图像和视频，所 以也把纸张、磁带、广播、电视、光盘、磁盘等称为信息的载体。 4．相同的信息，可以用多种不同的载体来表示和传播。 5．不存在没有载体的信息。 For personal use only in study and research; not for commercial use 信息的五个特征 1．信息的表示、传播、储存必须依附于某种载体，载体就是承载信息的事物。 2．信息是可以加工和处理的。信息也可以从一种形态转换成另一种形态。 For personal use only in study and research; not for commercial use 3．信息可以脱离它所反映的事物被存储和保留和传播。 4．信息是可以传递和共享的。信息可以被重复使用而不会像物质和能源那样产生损耗。 5．信息具有时效性。 1．2 信息的编码 1. 信息的代码：把用来表示信息的符号组合叫做信息的代码。 2. 计算机只能识别和处理由“0”、“1”两个符号组成的数字代码。或称计算机只能识别机器语言。 3. 冯·诺依曼：数据和程序都应采用二进制代码表示。

黑龙江大学半导体物理考试大纲

黑龙江大学硕士研究生入学考试大纲 考试科目名称：半导体物理考试科目代码：[071] 一、考试要求 全面地掌握半导体物理的基础知识，内容包括半导体的晶格结构、半导体中的电子状态、杂志和缺陷能级、载流子的统计分布，非平衡载流子及载流子的运动规律；p-n结、异质结、金属半导体接触、表面及MIS结构等半导体表面和界面问题；以及半导体的光、热、磁、压阻等物理现象。 二、考试内容 第一章半导体中的电子状态 §1、半导体的晶格结构和结合性质 半导体硅、锗的晶体结构（金刚石型结构）及其特点； 半导体的闪锌矿型结构及其特点 §2、半导体中的电子状态和能带 电子共有化运动； 晶体中的电子运动服从布洛赫定理； 布洛赫波函数的意义； 半导体（硅、锗）能带的特点； 用能带理论解释导体、半导体、绝缘体的导电性。 §3、半导体中电子的运动有效质量 导带中E（k）与k的关系； 价带顶附近电子的运动； 有效质量的意义 §4、本征半导体的导电机构空穴 导电条件：有外加电压，有载流子； 载流子产生的途径； 导电机构（电子导电、空穴导电）。 §5、回旋共振 利用回旋共振实验测量有效质量； k空间等能面； 回旋共振原理及条件。

§6、硅和锗的能带结构 硅和锗的导带结构； 硅和锗的价带结构； 在硅、锗的能带图中指出导带底和价带顶的位置及禁带宽度。 §7、III-V族化合物半导体的能带结构 化合物半导体的种类； 化合物半导体的共同特性； 化合物半导体能带结构的一般特征； 掌握砷化镓的能带结构。 第二章半导体中杂质和缺陷能级 §1、硅、锗晶体中的杂质能级 晶体中杂质基本情况； 硅、锗晶体中的施主杂质和受主杂质及其电离能； 浅能级杂质电离能计算——类氢模型； 杂质补偿作用； 深能级杂质。 §2、III-V族化合物中的杂质能级 杂质在砷化镓中的存在形式； 各类杂质在砷化镓、磷化镓中的杂质能级。 §3、缺陷、位错能级 掌握点缺陷和位错缺陷对半导体性能的影响。 第三章半导体中载流子的统计分布 §1状态密度 k空间的状态密度； 导带和价带能量状态密度。 §2、费米能级和载流子的统计分布 掌握费米分布函数和玻耳兹曼分布函数及费米能级的意义； 费米能级的数值与温度、半导体材料的导电类型、杂质浓度及零点的选取有关，电子浓度、空穴浓度表达式的意义； 导带电子浓度和价带空穴浓度公式。

光纤传感技术与应用复习提纲66

第二章 多传感器的光网络技术 2．2．1 网络损耗的主要来源 1．弯曲引起的光纤损耗（弯曲损耗） 弯曲损耗： 宏弯损耗 微弯损耗 1）光纤的宏弯损耗:曲率半径在一个临界值 c R ，c R R >时附加损耗可以忽略不计；否则， 弯曲损耗指数增加。确定R 值是很重要的。多模光纤cm R 1≥时，附加损耗可以忽略不计。 2）光纤的微弯损耗（1）多模光纤的微弯损耗多模光纤在微弯时，主要是相邻模之间发生耦合 弯波矢量 c k k ='（微弯周期c l l =）时，损耗最大。 c l l =处的主衰减峰的谱宽为L l c /22， 主衰减峰两侧还有次极大出现。③损耗与微弯振幅2 d A （平方）成正比（这一点可以加以利 用）。④损耗与微弯总长度L 成正比。 （2）单模光纤的微弯损耗 模斑半径越小，损耗越小。 2．光纤和光源的耦合损耗 1）半导体激光器和光纤的耦合损耗 半导体激光器发出的光不是圆的光班，其发散角在互为垂直的方向上也不一样大。 ()()?? ?????? ????????? ???? ? ??+???? ?? -=2 2 2exp ,,y x y x z A z y x I ωω 其中 x z x 0πωλω= ， y z y 0πωλω= （1）直接耦合的损耗 直接耦合：将光纤端面直接指向激光器发光面（点）。 举例：光纤NA=0.14，其孔径角 c θ2约为16°半导体激光管发散角//2θ（平行于PN 结） 仅为5°~6°，距离很近时，可以全部耦合；⊥θ2大于c θ2，不能保证全部的光都能进入光纤。 耦合效率的计算： ()()() ∞=?? ????? ? ????????????? ? ??+??? ? ??-==? ??? ∞ ∞ ∞ ∞ Berf dxdy y x s A dxdy z y x I P y x 002 2 0002exp 2,,2ωω ()?∞???????????? ??-???? ??=022exp 22dx x s A b x y ωωπ ()? ???? ??-???? ??=A y dt t A erf 022exp 22ωπ 误差函数y y t ω2= ， y dy dt ω= 在 s z =平面内，B 为常数。显然，包含在光纤孔径角// 2θ 内的光功率是 ()?? ???????=???? ??-???? ? ? =?? ? ??????????????????? ??+???? ??-=πλθπωλθωπωω202 02 2tan 22exp tan 222exp 20 c oy c oy x y y x berf dt t B dxdy y x s A P 估算，光纤端面损5%， 则 ()[] []%95/tan 2%950max ?∞=?=erf erf P P c oy λθπωη m oy μω05.0=，m μλ85.0=的激光和14.0=NA （?=8c θ）的直接耦合，max η约为 20%。 （2）透镜耦合的损耗 ①光纤端面磨成球面的耦合 ②柱透镜耦合 ③凸透镜耦合（也可用自聚焦透镜代替） ④圆锥表透镜耦合 2）半导体发光二极管和光纤的耦合损耗 发光管不同于激光器，其发光相当于余弦发光体。后者相光强分布相当于高斯形。用朗伯发光面（见固体光电子学），半球空间发出的总功率为 ?==20 02cos sin 22π πθθθπE E BA d BA P E A ——发光 面积，B ——光源亮度（单位面积向某方向单位立体角发出的光功率）； 通常，半导体二极管发光点的面积比光纤端面积小。 Ω=d BA dP E θcos ?==c c E E BA d BA P θθπθθθπ0 2sin 2cos sin 22 直接耦合时的最 大效率为 ()2 20 m a x s i n NA P P c == θη 举例：当14.0=NA 时，效率为2%，功率为5mW 的发光二极管，耦合入光纤的功率仅为 几十微瓦。采用透镜耦合，与激光管类似。 3．光纤和光纤的直接耦合损耗 1）多模光纤和多模光纤的直接耦合损耗 （1）轴偏离对耦合损耗的影响 （2）两光纤端面之间的间隙对耦合损耗的影响 （3）两光纤轴之间的倾斜对耦合损耗的影响 （4）光纤端面的不完整性对耦合损耗的影响 ①端面倾斜 ②端面弯曲 （5）光纤种类不同对耦合损耗的影响 ①芯径不同 ②折射率不同： 2）单模光纤和单模光纤直接耦合的损耗 （1）离轴和轴倾斜引起的损耗 （2）两光纤端面间的间隙引起的耦合损耗 （3）不同种类光纤引起的耦合损耗 2．2．2 光网络常用无源及有源光纤器件 属于有损耗器件：光连接器、光耦合器、光开关、光衰减器、光隔离器、光滤波器、波分复 用/解复用器等。1．熔锥型单模光纤光分/合路连接器2．磨抛型单模光纤定向耦合 3．光开关 1）机械式光开关（1）微光机电系统光开关微光机电系统MEMOS （2）金属薄膜光开关 2）电光效应光开关 4．掺杂光纤激光器与放大器（略） 5．光纤放大器（略） 2．3 光网络技术 2．3．2 成网技术 复用技术：光波分复用（OWDM ）、光时分复用技术（OTDM ）、光码分复用技术（OCDMA ）、 光频分复用技术（OFDM ）、光空分复用技术）OSDM ）、光副载波复用技术（OSCM ）。名词的英文全称。1．光纤时分复用网络 时分复用（time domain multiplexing ）——依时间顺序依次访问一系列传感器。 2．光纤频分复用网络 频域复用:调制频域复用（modulation frequency domain multiplexing, MFDM ） 波分复用（wavelength division multiplexing, WDM ） 1）调制频域复用 2）波分复用 3．光纤空分复用网络 如同打电话方式，一对电缆只供一对电话使用。长距离上用一对电缆同时供许多人通话——复用。如10芯×组×10带光缆 =5120芯，每缆可传1000Tb/s 2．4 光传感网实例——光纤光栅在传感中的应用 光纤光栅在使用中的问题： ① 波长微小位移检测（设备昂贵） ②宽光谱、高功率光源（不易获得）③光检测器波长分辩率的提高（直接关系到光纤光栅灵敏度的发挥） ④交叉敏感的消除（被测量和非被测量之间的相互影响） ⑤光纤光栅的封装（写光栅时去除了保护层，机械强度变差）⑥光纤光栅的可靠性（机械和光学特性抗拉、抗弯、反射率、透射率规定时间内无变化） ⑦光纤光栅的寿命（光栅在高温下会发生退火） 2．4．2 光纤光栅的传感网络 1．光纤光栅的波分复用 2．光纤光栅的时分复用 3．光纤光栅的时分复用和空分复用（略） 4．光纤光栅的空分复用和波分复用（略） 5．光纤光栅的空分、波分和时分复用的组合布 局 第三章 光电传感器中的光纤技 3．4 光纤的损耗 3．5 光纤的色散 （1）多模色散（群速不同） （2）波导色散（模的群速随波长变化） （3）材料色散（材料本身的色散）4）偏振（模）色散（轴不对称HE11x 模与HE11y 正交，光纤的轴不对称，两模群延迟不同。 3．6 光纤的耦合技术（略） 3．7 光纤中光波的控制技术 3．7．1 光纤偏振器 1．光纤偏振控制器 光纤中可利用光弹效应改变偏振态。光纤弯曲时，由应力作用引起折射率的变化 2 133.0? ? ? ??-=?-?=R a n n n y x δ 快轴——弯曲平面内 慢轴——垂直于弯曲平面。 当 m NR n λ πδ= 2|| （ 、、、321=m ），为 m /λ波片。例：m μλ63.0=的红 光， m a μ5.62=的光纤绕成mm R 6.20=的一个圈时，成为4/λ波片，两圈时，成为2/λ波片。 2．保偏光纤偏振器