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光电材料与器件光电材料与器件是研究光能与电能相互转化的关键材料和设备。
光电材料与器件广泛应用于太阳能电池、光电探测器、光电显示器、光通信等领域，对于实现可再生能源和信息技术的发展具有重要意义。
太阳能电池是光电材料与器件的典型应用之一。
太阳能电池利用光照产生的光生电子和空穴来产生电流，将光能转化为电能。
光电材料在太阳能电池中起着关键作用，它们具有良好的光吸收、载流子传输和电荷分离的性能。
常用的光电材料有硅、铜铟镓硒等。
光电器件中的关键组成部分是p-n结，当光照射到p-n结时，光生电子和空穴在电场力的作用下被分离，形成电流。
光电探测器是光电材料与器件的另一个重要应用。
光电探测器可以将光信号转化为电信号，用于光信息的探测和测量。
常用的光电探测器有光电二极管、光敏电阻、光电倍增管等。
在光电材料方面，要求具有较高的光吸收能力和光电转换效率。
在器件设计方面，要求具有较高的响应速度和低的暗电流。
光电探测器在光通信、图像传感、儿童玩具等领域有广泛的应用。
光电显示器也是光电材料与器件的重要应用之一。
光电显示器利用光电材料的光致发光性质来实现对光信号的显示。
其中，有机发光二极管（OLED）是光电显示器的代表。
OLED具有自发光、可弯曲、色彩饱和度高等优点。
光电材料在OLED中起到发光材料的作用，常用的有机发光材料有蓝色、绿色和红色等。
光电器件中的关键组成部分是发光层，当电流通过发光层时，发光层会发出光，实现对光信号的显示。
综上所述，光电材料与器件是光能与电能转化的关键材料和设备。
太阳能电池、光电探测器和光电显示器是光电材料与器件的重要应用。
这些应用的发展有助于推动可再生能源和信息技术的发展，具有重要的科学研究价值和应用前景。
光电子材料与器件绪论1 例举信息技术与光电子技术所涵盖的几大方面：信息技术主要包括信息的产生、传输、获取、存储、显示、处理等六大方面；与之相对应的光电子技术主要包括光的产生与转化、光传输、光探测、光存储、光显示、光信息处理。
2 简述光电子技术的定义及其特征：光电子技术：是电子技术与光子技术相结合而形成的一门新兴的综合性的交叉学科，主要研究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。
光电子技术的特征：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。
3 简述信息技术的发展趋势及各阶段的主要特点：第一阶段——电子信息技术其特征是：信息的载体是电子；半导体，计算机等第二阶段——光电子信息技术其特征是：光子技术和电子技术相结合；激光器，光纤等第三阶段——光子信息技术其特征是：以光子作为信息的载体；全光通信，光计算机等4 简述光子传递信息的特点：（1）极快的响应时间，可用于超高速、宽带通信（2）传输信息容量大（3）信息传输过程中失真小（4）高抗干扰、高可靠性（5）光储存具有储存量大、速度快、密度高、误码率低的优点总之，超高速、抗干扰、大容量、高可靠性是光子技术的特点。
太阳能电池1、举例说明太阳能利用的优缺点优点：普遍（不受地域及技术条件限制，无需开采和运输）洁净（不产生废渣、废水、废气，无噪声，不影响生态）巨大（1.68×1024cal/年，相当于20万亿吨标准煤燃烧的热量）缺点：能流密度低（1kw/m2，需要相当大的采光集热面才能满足使用要求）不稳定（受时间，天气影响明显）大规模使用的成本和技术难度均很高（5～15倍）2、例举太阳能电池发展史中的里程碑事件1839年法国科学家E. Becquerel发现液体的光生伏特效应（简称光伏现象）1954年美国贝尔实验室三位科学家关于单晶硅太阳电池的研制成功，在太阳电池发展史上起到里程碑的作用3、光电效应包括哪几类？举出每类的代表性器件光电效应(photoelectric effect)：物体吸收了光能后转换为该物体中某些电子的能量而产生的电效应。
光电材料与光电器件光电材料的发展与应用一直是材料科学领域的热门话题。
随着科技的飞速发展，光电材料的研究和应用已经深入到各个领域，对于现代社会的进步起着重要的推动作用。
本文将从材料的定义、分类以及光电器件的原理和应用等方面进行探讨。
一、光电材料的定义和分类光电材料是指在光电转换过程中发挥重要作用的材料，它能够将光能转化为电能或反过来将电能转化为光能。
根据光电材料的功能和特性，可以将其分为吸光材料、发光材料、光电传感材料和光电存储材料等几类。
吸光材料是指具有较高的光吸收能力的材料，它能够将光能转化为热能或电能。
常见的吸光材料有硅、硒化铟和硒化镉等。
发光材料则是指能够将电能转化为光能的材料，例如荧光材料和半导体材料等。
光电传感材料是指能够将光信号转化为电信号的材料，广泛应用于光电传感器和光电二极管等设备中。
光电存储材料是指能够将电信号转化为光信号的材料，其中以光纤和光盘为典型代表。
二、光电器件的原理和应用1. 光电二极管光电二极管是一种将光能转化为电能的器件。
它利用光电效应，当光照射到器件上时，会激发出光电子，并产生电流。
光电二极管广泛应用于通信、光电传感器和光纤通信等领域，具有高速、低噪声和稳定性好等特点。
2. 光电三极管光电三极管是一种能够放大光信号的器件。
与普通的三极管类似，光电三极管具有发射极、基极和集电极三个电极，但其发射极与基极之间的结构是光敏结构，可以将光信号转化为电信号，并经过放大器进行放大。
光电三极管广泛应用于光电放大器、光电传感器等设备中。
3. 光电晶体管光电晶体管是一种结合晶体管和光电效应的器件。
晶体管是一种能够放大电信号的器件，而光电晶体管则在晶体管的基础上加入了光敏结构。
当光照射到光电晶体管上时，可以通过控制电流的方式来控制晶体管的导通或截止，从而实现对光信号的放大和控制。
光电晶体管具有高灵敏度、高速度和低噪声等特点，被广泛应用于光电开关、光电计数器等领域。
4. 光纤通信光纤通信是一种利用光纤传输光信号的通信技术。
Ini 光源单位面积向半球空间发射的lnrm-2照射到表面一点处单位面积上的lx在给定方向上,单位立体角内的cd表面一点处的面元，在给定方向dl(x)>的宜接跃迁是允许的，并H稳态光电导与暗电导之比60、光电寻探IW的增益兵习资料1、人眼视觉受到那些限闻针的周限性，人类开发了那些容件或系统来扩展人眼的视觉能力？像增强导呢完成图慌的壳埋增强,眼的视觉灵般度；变像管笼主要功德是完成国像的电疫波谱转换，鲂展了人眼视说的光谱范围：电视技术的研究，为人类提供了不必面对目标即「」观察的nJfigtt.2、视觉的暂留时间的为0.02秒，正常亮度情况下人眼的视觉分!I角约为0.02度3、可见光谱的波长植■为380^780nm.就外辑射波长比可见光波长长.紫外辐射波长比可见光的波长短4、全波段电磁波鄢可成为信息的或体5、光电导件是在人类摞索和研究光电效应的进程中产生和役展的.6、光电效应是各种光电11件工作的物理基础. 知埴每一种光电部件利用的是■种光电效应7、人类历史上制成的第ft电发射体是银机快光电阴极8、光电效应可分为内光电效应和外光电效应两大类,其中,外光电效应的特点是受微电子逸出固体表面进入真空，即产生光电子发射.9、内光电效应的受激电于不逸出固体表面，只在固体内部垢动.10、光电效应VS光热效回光电ftjSi 0单个光子对电子直接作用/ 2〉具有颇率（波长）逸择性3 3）响应速度TR比较快3光热效®I）无频率（波长）选拜性,2）响应速度一般较慢，3〉容易受环境虹度变化的遂响.11、光电卷件的持性律致可分为宴四大类，9 一类有妲具体的M?第•类是表征光电转换特性的参数，有品子效率，响应率,单色灵植度、光谱匹配系数■枳分响应度、线性度：第二类是时间响位特性，主要有情性《余耕）、脉冲响应函数、牌时调制传递函数、幅板响应、等效带室：第二类是噪声特性,有唉声、噪声等效貌入（如唉声等效输入功率等）、信噪比、《比）掇测率、昭电流：第四类是光学成像特性，有分辨力、光学住递函数等.12、量于效率、光电灵量度（响应率、根分灵敏度I的定义、峰值波长量子效率：在某-特定波长上每秒钟内产生的光电于数与入射光最子数之化:响应*光电器件的输出均方根也匹信成电流/ =舟与入射到光电器件上的平均光功率之比.电区响应率;电流响应率积分灵敏度：光电器件输出的电流或电氏与入射总光通鼓之I匕称为枳分灵敏度.表达K为泌小以）刃成2效率与单色响应度HYfiUiT关系：爪"）=3 R”13、单色响应率，1»件・出的电值号（电压成电流）与单色辐射通量之也单色灵敏度（单色响应率原是大值时，对应的单色辐财波长为峰值波长，灵敏度秘为峰值波长灵敏度.14、光雷四曲的童典光潜匹配系数表示入射光功率能被响应的百分比R=k = RgWJ< = yK15、光电4»件的主赛照声来盘有：光电转换过程的量子唉光电导的产生一复合■声I热电效应的础顷声：热■声,低颁■声,介质损耗啜声 3 l/f*声16、噪声I*着信号的增强面增大17、信唉比，在负或电阻R］上产生的信号功率与啜声功率之比18、■声等效功率表示光电探MM小可探测的功率值P・min19、NEPH怠大件的性能怠差•20、探舞率I）等于嗅声等效功率NEP的倒败21、分拼力是以人眼作为接收春所判定的极限分辨能力,通常用光电成像M或系统在一定更高内能•分辨的等宣黑白条仗故来表示.22、IWmm、电视雾视频希童Ip称为线对，何一技对包含一条亮线和一釜对于尊互视型光电成像系统（如拟像管），则取打描线方向相当于倾得的俄区内所能分辨的等宽黑白条纹数表示分辨力•这一极限分辨力的线薮简称为电视& n 表示电视分辨力的指标，w 以用电视线〃, 也可以用视板带T^A/v，四匕之何的换笄关系式为：明=0.5戒〃式中，"为电视俯面的宽商比：，/“为行扫描23. 什么是经性位移不变性（侦I）条件？⑴线性条件:及系统应满足齐次性和宓加性。
设幻（・3）的（工，.力->%（£，<）式中“ —> •,表示成慌关系° 则应有。
幻（X，>） +如2（尤,〉）->M（N）+出心）⑵等是条件：即在所考虑的范困内，器件处处有相同的像扩展能力.所以各处有相同的点及技扩展函数（即点或线所成像的亮度分布），萼螟条件反映了壳攻扩展的空间不变性<3）儿何相似性：这一条件是抬钩和像之间不发生几何变形.以I条件统称为税性位移不变性条fh24、何为点扩展函致、线扩展袍致和也t扩展as数?相互关系如何？设有理想的单根亮线入射在器件上，即输入的物为5（x）・经褓作扩展成像后•输出像函数为s（x）・即一维单位冲瀚响应函数-又叫技扩展函IL同理，在二«HS况下进行讨论,当输入为C）（x. y）时，得到的揄出图像分布函薮为p（；,〈），又m点扩展洒致设输入为阶跃函裁E（x），抢出充度分布为E\x）-由前可知用$（工）物得到的像是技扩展函数s（x），而$（x）函数是阶跃函数的牙数，故s（x）也必然是E\x）的牙数，即有dE\x）s（x）=—-—（IX设唇）为线扩展函数，p（K，〃）为点扩展函数’5/©=［,/<如汕25, 在空何域中.♦出图像的分布函败等于，入困像的分布函败与归一化点（tt）扩展函数的卷灰26空间城与空句卿心的成像公式空间域成像公式：旭今=庭泌］传巾空间倾率域成像公式：H0J・） = G0J）.O0J）二者互为傅甲叶变换27、点（线）扩展函败与光学传道函敷的关系成像系统的一照光学传递函数.就等寸凡线扩展函数的诗甲叶变换，与系统的枪入和枪出图像无关，成像疾统的二饱尤学传迪函数，就等于具点扩展函攻的伸中叶变换28、光学传逢函败的横称为调制传通函败29、光学传逆函败反映了系统对不同空甸频率余%»«的调制度和相位的传通能力.与具体的■入国像无关.光孕传naft与对比传逢函效件的关系对比伸逢函数是指H：形光栅输出总像的对比度与愉入图像的对I匕度之I匕，用R.表示.有5 粉nq« r（y）是祯制仲递函数.30、版联系统的光学传通话败、调制传通场败和相位传遂函致"）=做"> W J）* ・ 9g "）=7阳）x7"）x・・x"）。
（/： J）吹患J）卜•^Sfef）线竹处合成像系统的ii制传遂函败为各环⑶切制,传疫函犹的・积.相位传MMHk为料脚位住递函数的代敷和31、光学传遂函败的近似解析表达式7（/）= expl -（J C其中，力称为特征额率或名预率常数，它表征MTF为y的空间倾率；n为空间颂率指数。
32、构成国像的三个要素，①**蜩节的辐射亮度〈或单位面积的辐射强度）8②ft物细节对光电成像系毓接收孔役的张角3③ft物钿节与背来之间的18射对比度.33、SM节■子E比的计算四个相邻的像儿具有不同的辐射亮攻构成一个图像细节。
则图像细W届了信嗓比为s _ yjN M+云%和，、分别为愁利暗像元在有效枳分时间内发射的*均光子数.34、图像探浏方程的童义，可探饕|区域与不可探测区域yc―；—7TD Ti]Q第一类参数是表征图像的参数，包括：R , m图像的平均只度：C:图像对比度;OC : 图像视角。
第二类参数是表征光他成像系统的参数，包括：光电成像系统的接受孔径D = 2r ：光电成像系统的景子转换效率rj：光电成像系统的有效枳分时向丁・这一关系式定最描述了图像探测特性，它表明了山关系式左边的参星B、c、a所描述m的图像绢节可以破关系式右边的答政D、7］、T所确定的理想光电成保系统所掇测到.图像探测方世表明了光电成像的玲界状况，表切光电成炼对视见淀敏由的扩熊并不是无限的,烦论极成值就是光旭成像对视见灵域阂扩展的极限.在MEJMMWBL-图中，斜钱的下部区域满足图像探测方程.称为图像河探测城：斜线的上部M域不满足图像探测方程.称为图像的不可探溯域.35、蔓提高光电成像的探，极限值可从以下三方面着手】1）提高■子效率I 2） 1•大光学系统孔径,3）延长和分时间.初、辐射度学是建立在物理M基础上的客观度量,不受人眼主观视觉的限制，适用于整个光辐射外辐射、紫外辐射等必须采用辐射度学）37、光度学是建立在人眼对光辐射的主观够重基础上，是一种心理物理法的狷量，只适用于电磁波带中很率的可见光区域.3X. 1■射度学、光度学的理量的定又和意义光能可被人眼接收的辐射能Inrs光通量单位B寸间内传播成接收的光能柑射度光通量照度光通量发光强度光通量佻I亮度上发光强度除以该面元在垂直于给定方向上的投影面积cd m 2 （ nil,很少用）39、灵活运用!■射度学、光度学物理量的定义进行简单的计算（可能大题）40、cck Im. lx 的定义坎箜拉定义为允源右给定方向上的发光强攻，点晃源在某一方向的发光强也为I cd时，在该方向单位立体角内传出的光通堂就是光通房的单位，称为1淹明（岫・1血的光通原均匀分布在1 m2的而积所产生的照或称为1勒克司Ux"41、IW 55Snm的黄绿光的光通量为683 Im42、例怕辐射体及其辂射符性、余弦倬•\1=。
」3、搞清楚讲义上的几种典型条件下的辑射分析（可能大Q44、成像系貌似平面的度与景的关系公式E=^,T—^-sin2//（%*简化公式：| nE*唠45、雄对黑体对任何波长的电破波都完全吸收，可以用空胶小孔来模拟黑体46. 基尔霍夫1■射定倬，平街状态下，强吸收体必然是强aim.维恩位移定陷^T = b g,K）Z?=c2/4.9651=289«//;r/0当JK体仙温度升高时，其光洲K射的峰值波长向短波方向移动斯蓄芬T尔兹受定律，在全波长内对普明克公式租分，每&r）.匚"=§4尸=打15c*b=q//l 8 =5.669<10\W.〃尸-履）黑体在单位面获上单位时旬内辐射的忌能量与SR体温度T的四次方政正比47、能以相同吸收率（吸收率<1〉吸颇有波长瓶囹辐射能的物体称为灰体.灰体也是一个理旗摸44K.果体=1、灰体和选择体E既可以是赢度,也可以是辐射发射率.8是技长和温度的西致，也与的表面性质有关，败值在o、i之何变化.49、光子能廉与波长的关系母个允子携带的能虽M/v^ = y = 1.9865 xlO^r1（J）so,每瓦（每辐射au顷度每秒的光子致计算每瓦对应的每秒光了数1 W=5.0340X10I82（光子/S）51、光子与其他微观时子〈如电子湘互作用时需满足H守怛和动量守15条件52、吸收系敷与吸收深度、光强的衰减牌倬吸收系数发征材料吸收光的程度，即单位距驾光强的诚小速度“=一l（x）dx博伯定律《光强的衰减规律）:/（x）疝*2）6 x = \/ a处，光强度M弱至入射光强的1/g,id把i/e当收吸收深度.53、材料光吸收的类型袖些？本征吸收，电子由价带跃迁药导帝;杂质H 收,电子（空穴）由杂度能版跃迁到导带（价布），推子吸收，自由就揽子吸收，晶格娠动吸收54、本征吸收和杂质吸收的待点本征吸收；存加离Eg不大的范国内吸收系散哭然增K；吸收很强，吸收系数可达IO’C〃厂I 的数鹿级:吸收深度很小，10'5cm左右：受表面状态的影响很大杂房吸收；山于杂跋原子派成低，所以杂质吸收相对较弱；低湿下N能发生，55、宜挨带、间接带半导体,宣揍氏迁吸收：间接肽迁吸收需要声子套与间接带照半牙体：守带秘和价帝顶不谷K空间的相同点，肖接带障半导体：牙带段初价带顶位于相同的波矢伯〈上=（））°在直接带隙半寻体中实现直接带间跃迁的几率玫大。
