优选光电子技术第二章第二节
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光电⼦技术(第⼆版)答案详解光电⼦技术(第⼆版)答案详解第⼀章1. 设在半径为 R c 的圆盘中⼼法线上,距盘圆中⼼为 l 0处有⼀个辐射强度为 I e 的点源 S ,如图所⽰。
试计算该点源发射到盘圆的辐射2.如图所⽰,设⼩⾯源的⾯积为 A s ,辐射亮度为 L e ,⾯源法线与 l 0的夹⾓为 s ;被照⾯的⾯积为 A c ,到⾯源 A s 的距离为 l 0。
若 c 为辐射在被照⾯ A c 的⼊射⾓,试计算⼩⾯源在 A c 上产⽣的辐射3. 假如有⼀个按朗伯余弦定律发射辐射的⼤扩展源(如红外装置⾯对的天空背景),其各处的辐亮度 L e 均相同,试计算该扩展源在⾯积为 A d 的探测器表⾯上产⽣的辐照度。
Ied e解:因为 edd dS Rcdd2 r sin 0且21 ll 02 R c 2l0 l 02R 2照度。
dI eA r cos r de d 可得辐射通量: d e LL 解:亮度定义 :强度定义 : I e在给定⽅向上⽴体⾓为:A c cos c dcl 02cdeL e A s cos s cos cdA答:由 L edd dAcos得dL e d dAcos ,且 dA d cosl2功率2 1 cos所以 e I e d2 I e 1第 1.2As则在⼩⾯源在 A c 上辐射照度E e则辐照度:E e L e 0l22rdr2 2 0d L e e e0 2 2 2 0elr4.霓虹灯发的光是热辐射吗?不是热辐射。
霓虹灯发的光是电致发光,在两端放置有电极的真空充⼊氖或氩等惰性⽓体,当两极间的电压增加到⼀定数值时,⽓体中的原⼦或离⼦受到被电场加速的电⼦的轰击,使原⼦中的电⼦受到激发。
当它由激发状态回复到正常状态会发光,这⼀过程称为电致发光过程。
6. 从⿊体辐射曲线图可以看出,不同温度下的⿊体辐射曲线的极⼤值处的波长m随温度T 的升⾼⽽减⼩。
试由普朗克热辐射公式导出T 常数m。
答:这⼀关系式称为维恩位移定律,其中常数为2.898 10-3m?K。
第一章绪论1. 光电子器件按功能分为哪几类?每类大致包括哪些器件?光电子器件按功能分为光源器件、光传输器件、光控制器件、光探测器件、光存储器件。
光源器件分为相干光源和非相干光源。
相干光源主要包括激光和非线性光学器件等。
非相干光源包括照明光源、显示光源和信息处理用光源等。
光传输器件分为光学元件(如棱镜、透镜、光栅、分束器等等)、光波导和光纤等。
光控制器件包括调制器、偏转器、光开关、光双稳器件、光路由器等。
光探测器件分为光电导型探测器、光伏型探测器、热伏型探测器、各种传感器等。
光存储器件分为光盘(包括CD、VCD、DVD、LD等)、光驱、光盘塔等。
2.谈谈你对光电子技术的理解。
光电子技术主要研究物质中的电子相互作用及能量相互转换的相关技术,以光源激光化,传输波导(光纤)化,手段电子化,现代电子学中的理论模式和电子学处理方法光学化为特征,是一门新兴的综合性交叉学科。
3.谈谈光电子技术各个发展时期的情况。
20世纪60年代,光电子技术领域最典型的成就是各种激光器的相继问世。
20世纪70年代,光电子技术领域的标志性成果是低损耗光纤的实现,半导体激光器的成熟特别是量子阱激光器的问世以及CCD的问世。
20世纪80年代,出现了大功率量子阱阵列激光器;半导体光学双稳态功能器件的得到了迅速发展;也出现了保偏光纤、光纤传感器,光纤放大器和光纤激光器。
20世纪90年代,掺铒光纤放大器(EDFA)问世,光电子技术在通信领域取得了极大成功,形成了光纤通信产业;。
另外,光电子技术在光存储方面也取得了很大进展,光盘已成为计算机存储数据的重要手段。
21世纪,我们正步入信息化社会,信息与信息交换量的爆炸性增长对信息的采集、传输、处理、存储与显示都提出了严峻的挑战,国家经济与社会的发展,国防实力的增强等都更加依赖于信息的广度、深度和速度。
⒋举出几个你所知道的光电子技术应用实例。
如:光纤通信,光盘存储,光电显示器、光纤传感器、光计算机等等。