光电子技术(第五章)

西南科技大学本科课程考试大纲《光电子技术》课程考试大纲一、本课程考试目的光电子技术课程是光信息科学与技术等专业的核心方向专业课，本课程考察学生是否掌握光电子技术中的基本概念、基本技术和基本器件，是否具备一定的分析和解决光电工程技术问题的能力。

其中重点了解学生是否掌握辐射度学与光度学、光辐射的传播、光束的调制和扫描、光电探测及成像技术、光电显示技术等的基本概念及基本技术。

二、考试题型及分数分配选择题（10题、20分）、填空题（10题、20分）、解答题（4题、40分）、计算题（2题、20分）。

三、课程考核办法平时作业或作品（包括论文、专利、器件和报告等）20%，半期考试10%，期末考试(闭卷) 70%，缺勤扣1分/节。

第一章光辐射与发光源一、考核知识点：光辐射的基本定律，包括基尔霍夫辐射定律、普朗克定律、瑞利-琼斯公式、维恩公式和斯忒潘-玻尔兹曼定律；激光原理，以及常见激光器的结构与原理，包括固体激光器、气体激光器和半导体二极管激光器。

二、考核要求：掌握光辐射的基本定律、激光原理和典型激光器的结构和原理。

第二章光辐射的传播一、考核知识点：光辐射的电磁理论；光波在大气、电光晶体、声光晶体、磁光介质、光纤波导、非线性介质和水中的传播特性，以及相应的分析方法。

二、考核要求：掌握光波在电光晶体、声光晶体和磁光介质的传播特性；掌握电光效应、声光效应、非线性效应。

第三章光束的调制和扫描一、考核知识点：理学院光束调制原理，包括电光调制、声光调制、磁光调制和直接调制的原理、实现方法和特点及应用；光束扫描的原理，包括机械扫描、声光扫描、电光扫描的原理和实现方法和器件结构；了解空间调制器的原理、特点和应用。

二、考核要求：掌握电光调制、声光调制、直接调制，了解声光扫描、电光扫描和空间调制器；会运用LD的直接调制和声光扫描第四章光辐射的探测技术一、考核知识点：光电探测器的物理效应；光电探测器的基本特性；光电探测器的性能参数。

《光电子技术》教学大纲课程编码：课程英文名称: Optoelectronics Technology学时数：60学时学分：3.5学分适用专业：电子科学技术专业教学大纲说明一、课程的性质、教学目的与任务课程性质：光电子技术是由电子技术和光子技术互相渗透、优势结合而产生的，是一门新兴的综合性交叉学科，已经成为现代信息科学的一个极为重要的组成部分，以光电子学为基础的光电信息技术是当前最为活跃的高新技术之一。

光电子技术课程是电子科学与技术专业学生的必修专业课程，它的开设为培养合格的专业技术人才提供了必备的理论和实践基础，本门课程不仅是本专业学生在校学习的重要环节，而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论、新技术都将发生深远的影响。

教学目的：该课程介绍光电子技术的理论和应用基础，内容可以分为四大主要部分：(1) 激光原理基础及典型激光器；(2) 光的耦合与调制技术；(3) 光电探测器及其应用；(4) 光电子集成器件及光电子器件在光通信中的应用。

主要介绍了光电子系统中关键器件的原理、结构、应用技术和新的发展。

该课程在阐明基本原理的同时，突出应用技术，使学生能够把握光电子技术的总体框架，有兴趣、有信心投入实践和创新活动。

教学任务：通过本课程的学习，使学生熟悉光电子技术的基础知识以及实际应用，为今后从事光电子技术方面的研究和开发工作打下一定的基础。

并通过实验教学环节使学生加深光电子技术课程的理论知识的掌握，通过一定的实验，培养学生应用所学知识解决实际问题的能力，获得相应技术、实验方法和技能锻炼。

二、课程教学的基本要求本课程以课堂讲授为主，课下自学为辅。

对自学的内容布置讨论及思考题，提高学生独立思考及解决问题的能力。

适当增加flash动画、视频材料，同时安排一些课外科技学术报告，使学生了解到本学科的最新前沿进展。

通过本课程的学习，应使学生掌握光电子技术的基本原理、基本概念，了解光电子技术的应用实例，了解光电子领域的新成果和新进展，对光电子技术有比较全面、系统的认识和理解。

光电子技术及应用（第2版）章节习题及自测题参考答案第一章习题参考答案一、单选题1.ABCD2.ABC3.ABC4.D5.B6.C7.B8.B9. A 10.A二、填空题11.500，30012.无线电波，.红外光，可见光和紫外光，X 射线，γ射线13.0.77---1000μm ，近红外，中红外和远红外14.泵浦源，谐振腔和激活介质15.频率，相位，振幅及传播方向16.受激辐射，实现粒子数反转，谐振腔；方向性好，相干性好，亮度高 17.935μm18.919.125103.1--⋅⋅⨯s m kg20.三、计算题21.解：（1）根据距离平方反比定律2/R I E e e =，太阳的辐射强度为sr W R E I e e /10028.3252⨯==。

得到太阳的总功率为W I e e 26108.34⨯==Φπ（2）太阳的辐射亮度为()sr cm W A I L e ./10989.127⨯== 太阳的辐射出射度为27/1025.6m W L M e e ⨯==π 太阳的温度为K M T e 57614==σ22.解：222z r r ='=，22cos cos z r z+'='=θθ，r d r dS '∆'=ϕ 由：2cos cos r BdS S d d dE θθ'='Φ'=2202222022)(2cos 2z R RB z r r d r z B r d r r B E R R+=+'''=''=⎰⎰ππθπ 23.解：设相干时间为τ，则相干长度为光束与相干时间的乘积，即c L c ⋅=τ 根据相干时间和谱线宽度的关系c L c v ==∆τ1 又因为00γλλv ∆=∆，λc v =0，nm 8.6320=λ由以上各关系及数据可以得到如下形式：单色性=101200010328.6108.632-⨯===∆=∆nm nm L v v c λλλ 24.证明：若t=0时刻，单位体积中E 2能级的粒子数为n 20，则单位体积中在t→t+dt 时间内因自发辐射而减少的E2能级的粒子数为：2122122120A t dn A n dt A n e dt --==故这部分粒子的寿命为t ，因此E2能级粒子的平均寿命为212120020211A t tA n e dtn A τ∞-==⎰ 25.解：设两腔镜1M 和2M 的曲率半径分别为1R 和2R ，121m,2m R R =-=工作物质长0.5m l =，折射率 1.52η=根据稳定条件判据：（1） 其中（2） 由（1）解出2m 1m L '>>由（2）得所以得到： 2.17m 1.17m L >>第二章习题参考答案011 1 21L L ''⎛⎫⎛⎫<-+< ⎪⎪⎝⎭⎝⎭() l L L l η'=-+10.5(1)0.171.52L L L ''=+⨯-=+一、选择题1.ABCD2.D3.ABCD4.AC5.ABCD6.A7.A8.A9.A 10. B二、 是非题911.√ 12.× 13.× 14.× 15.√ 16.√三、 填空题17.大气气体分子及气溶胶的吸收和散射；空气折射率不均匀；晶体介质的介电系数与晶体中的电荷分布有关，当晶体被施加电压后，将引起束缚电荷的重新分布，并导致离子晶格的微小形变，从而引起介电系数的变化，并最终导致晶体折射率变化的现象。

光电子技术基础知到章节测试答案智慧树2023年最新东北石油大学绪论单元测试1.世界上第一台激光器是 ( )。

参考答案:红宝石激光器2.光电子学是光子学与电子学相合而形成的一门学科。

（）参考答案:对3.光电子学的研究对象是光波段的电子学。

（）参考答案:对4.世界上第一台激光器是氦氖激光器。

（）参考答案:错5.信息技术的支柱产业包括光电子技术和计算机技术。

（）参考答案:错第一章测试1.欲使光在两种介质的界面上发生全反射，下面说法正确的是（）。

参考答案:光从介质射向空气，入射角大于临界角2.可见光的波长范围为（）。

参考答案:400-760nm3.光密介质中的场为均匀平面波。

（）参考答案:错4.一束自然光自空气射向一块平板玻璃，设入射角等于布儒斯特角则在界面的反射光为完全偏振光。

（）参考答案:对5.光密介质中合成场的电场和磁场分量的相位差为（）。

参考答案:π/2第二章测试1.1966年，（）等提出了实现低损耗光纤的可能。

参考答案:高锟2.要使光纤导光必须使（）。

参考答案:纤芯折射率大于包层折射率3.光纤的数值孔径与（）有关。

参考答案:相对折射差4.在非对称平板波导中，基模可以在任何频率下存在，但在对称的平板波导中则必须在入射光频率高于一定值时才能实现基模传输。

（）参考答案:错5.在平面介质波导中，当所有满足θ>θ12>θ13时，入射角均可形成导波。

参考答案:对第三章测试1.当一束光射入某些晶体时，出射光会分为两束偏振方向不同的光，向两个方向折射，该性质体现了晶体的（）。

参考答案:各向异性2.KDP晶体沿z轴加电场时，折射率椭球的主轴绕z轴旋转了（）。

参考答案:45°3.发生拉曼-纳斯声光衍射必须满足的条件是（）。

参考答案:超声波频率低，光束传播方向垂直于声波的传播方向，声光作用长度短4.晶体的光轴是指晶体中固定的方向，光沿该方向传播时有双折射现象产生。

（）参考答案:错5.晶体的电光系数越大，对应的半波电压也越大。

光电子技术在航空航天领域的应用研究第一章引言航空航天领域是光电子技术的重要应用领域。

随着航空航天领域的快速发展，光电子技术在航空航天领域的应用也越来越广泛。

本文将介绍光电子技术在航空航天领域的应用，包括光学传感器、激光雷达、光纤陀螺仪和光纤传感器等技术的应用。

第二章光学传感器在航空航天领域的应用光学传感器是一种利用光学原理进行信号检测和转换的传感器，可以用于检测温度、压力、形变等信号。

在航空航天领域，光学传感器被广泛应用于飞机、卫星、火箭等飞行器中。

在飞机中，光学传感器可以用于监测机翼变形、温度和压力等参数，提高机翼的飞行性能和安全性。

在卫星中，光学传感器可以用于监测卫星姿态、轨道、温度等参数，保证卫星的正确运行。

在火箭中，光学传感器可以用于监测火箭发动机温度、气体压力等参数，精确控制火箭运行。

第三章激光雷达在航空航天领域的应用激光雷达是一种利用激光作为探测器进行距离测量和图像获取的雷达。

在航空航天领域，激光雷达被广泛应用于飞行器的精确定位和避障。

在飞机中，激光雷达可以用于测量距离，精确定位和导航。

在卫星中，激光雷达可以用于精确测量地球表面的高度、形状等参数，提高遥感测量的精度。

在火箭中，激光雷达可以用于检测火箭的位置和速度，以保证火箭运行的安全性和精确性。

第四章光纤陀螺仪在航空航天领域的应用光纤陀螺仪是利用力学原理进行角速度测量的传感器。

在航空航天领域，光纤陀螺仪被广泛应用于飞行器的姿态控制和导航系统中。

在飞机中，光纤陀螺仪可以用于检测和控制飞机的姿态、加速度、角速度等参数，提高飞机的飞行稳定性和控制性能。

在卫星中，光纤陀螺仪可以用于控制卫星的姿态和精确定位。

在火箭中，光纤陀螺仪可以用于检测和控制火箭的姿态和速度，提高火箭的运行精度和安全性。

第五章光纤传感器在航空航天领域的应用光纤传感器是利用光学原理进行光强度检测和转换的传感器。

在航空航天领域，光纤传感器被广泛应用于飞行器的结构监测和环境监测中。