光电功能材料及应用 - 考试重点
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光电成像原理与应⽤复习资料1、光电效应应按部位不同分为内光电效应和外光电效应,内光电效应包括(光电导)和(光伏效应)。
2、真空光电器件是⼀种基于(外光电)效应的器件,它包括(光电管)和(光电倍增管)。
3、光电导器件是基于半导体材料的(光电导)效应制成的,最典型的光电导器件是(光敏电阻)。
4、硅光电⼆极管在反偏置条件下的⼯作模式为(光电导),在零偏置条件下的⼯作模式为(光伏模式)。
5、变象管是⼀种能把各种(不可见)辐射图像转换成为(可见)图像的真空光电成像器件。
6、固体成像器件电荷转移通道主要有两⼤类,⼀类是(SCCD),另⼀类是(BCCD)。
7、光电技术室(光⼦技术)和(电⼦技术)相结合⽽形成的⼀门技术。
8、场致发光有(直流)、(交流)和结型三种形态。
9、常⽤的光电阴极有(正电⼦亲合势光电阴极)和(负电⼦亲合势光电阴极),正电⼦亲和势材料光电阴极有哪些(Ag-O-Cs,单碱锑化物,多碱锑化物)。
10、根据衬底材料的不同,硅光电⼆极管可分为(2DU)型和(2CU)型两种。
11、像增强器是⼀种能把(微弱)增强到可以使⼈眼直接观察的真空光电成像器件,因此也称为(微光管)。
12、光导纤维简称光纤,光纤有(纤芯)、(包层)及(外套)组成。
13、光源按光波在时间,空间上的相位特征可分为(相⼲)和(⾮相⼲)光源。
14、光纤的⾊散有材料⾊散、(波导⾊散)和(多模⾊散)。
15、光纤⾯板按传像性能分为(普通OFP)、(变放⼤率的锥形OFP)和(传递倒像的扭像器)。
16、光纤的数值孔径表达式为(),它是光纤的⼀个基本参数、它反映了光纤的(集光)能⼒。
17、真空光电器件是基于(外光电)效应的光电探测器,他的结构特点是有⼀个(真空管),其他元件都置于(真空管)。
18、根据衬底材料的不同,硅光电电池可分为(2DR)型和(2CR)型两种。
19、根据衬底材料的不同,硅光点⼆、三级管可分为(3DU)型和(3CU)型两种。
20、为了从数量上描述⼈眼对各种波长辐射能的相对敏感度,引⼊视见函数V(f), 视见函数有(明视见函数)和(暗视见函数)。
光电信息功能材料复习知识点光电信息功能材料复习知识点1.材料分类:物理功能材料,化学功能材料,⽣物功能材料,功能转换材料2.功能材料:具有优良的光、电、磁、热、声学、⼒学、化学和⽣物学功能及其相互转化的功能,被⽤于⾮结构⽬的具有特定功能的材料。
3.现在是材料的功能设计时代4.光电信息材料:指?⽤于制造各种光电设备(主要包括各种主、被动光电传感器、光电转换器、光电显?⽰、光信息处理和存储装置、光通信等)的材料5.功能材料按照功能的显⽰过程可以分为⼀次功能材料和⼆次功能材料(有能量形式变化)6.薄膜制备⽅法:物理⽓相沉积PVD,化学⽓相沉积CVD,溶液镀膜法7.溅射:直流,射频,磁控,离⼦束8.离⼦镀:结合真空蒸镀和溅射的特点9.新的CVD:?⾦属有机化合物化学?⽓相淀积(MOCVD);等离?⼦增强化学?⽓相沉积(PECVD)10.薄膜的⽣长模式可以归结为以下三种形式:岛状⽣长模式;层状⽣长模式;层岛复合⽣长模式(浸润性区别)11.粉体材料制备⽅法:(1)机械粉碎法(2)⽓体蒸发法(3)溶液法(4)激光合成法(5)等离⼦体合成法(6)射线辐照合成法(7)溶胶-凝胶法12.纳⽶陶瓷的制备:制粉,成型,烧结13.外光电效应:指物质受光照后⽽激发的电⼦逸出物质的表⾯,在外电场作⽤下形成真空中的光电⼦流。
这种效应多发⽣于⾦属和⾦属氧化物14.内光电效应:指受光照⽽激发的电⼦在物质内部参与导电,电⼦并不逸出光敏物质表⾯15.内光电效应之光电导效应:半导体内部价带原⼦吸收光⼦的能量跃迁到导带,半导体内部载流⼦数⽬增多,电导率增加的效应16.内光电效应之光⽣伏特效应:半导体吸收光⼦产⽣电⼦空⽳对,并且在PN结内建电场的作⽤下形成光电压17.GaN是的蓝光半导体激光器材料18.ZnSe是?⼀种蓝绿光半导体激光器材料19.红光半导体激光器材料主要有InGaAlP和InGaP/GaAsP等20.光电⼦集成电路OEIC:把光器件和电⼦器件都集成在同⼀基⽚上的集成电路21.标准测试条件:AM1.5地⾯太阳光谱辐照度分布光源辐照度:1000W/m2,测试温度:25±2°C22.暗电流(ID)是指器件在反偏压条件下,没有⼊射光时产⽣的反向直流电流23.Rsh对光电流的影响较⼩,⽽对开路电压的影响较⼤24.Rs对开路电压的影响⼏乎没有,但对短路电流却有很⼤的影响25.温度上升,硅电池的开路电压降低,短路电流增⼤26.太阳光伏系统:⼀般我们将光伏系统分为独⽴系统、并?⽹系统和混合系统27.Ge、Si、InP、GaAs的禁带宽度在室温下分别为0.66eV、1.12 eV、1.35eV、1.42 eV28.硅料制备:改良西门⼦法;硅烷法——硅烷热分解法;流化床法29.多晶硅是⽣产单晶硅的直接原料。
1.半导体对光的吸收可分为本征吸收,杂质吸收,激子吸收,自由载流子吸收和晶格吸收。
2.光与物质作用产生的光电效应分为内光电效应与外光电效应两类。
3. 发光二极管(LED)是一种注入电致发光器件,他由P型和N型半导体组合而成。
其发光机理可以分为PN结注入发光与异质结注入发光两种类型。
4. 光电信息变换的基本形式信息载荷于光源的方式,信息载荷于透明体的方式,信息载荷于反射光的方式,信息载荷于遮挡光的方式,信息载荷于光学量化器的方式,光通信方式的信息变换。
D电极的基本结构应包括转移电极结构,转移沟道结构,信号输入单元结构和信号检测单元结构。
1. 对于P型半导体来说,以下说法正确的是 (D)A 电子为多子B 空穴为少子C 能带图中施主能级靠近于导带底D 能带图中受主能级靠近于价带顶2. 下列光电器件, 哪种器件正常工作时需加100-200V的高反压 (C)A Si光电二极管B PIN光电二极管C 雪崩光电二极管D 光电三极管3. 对于光敏电阻,下列说法不正确的是: (D)A 弱光照下,光电流与照度之间具有良好的线性关系B 光敏面作成蛇形,有利于提高灵敏度C 光敏电阻具有前历效应D 光敏电阻光谱特性的峰值波长,低温时向短波方向移动4. 在直接探测系统中, (B)A 探测器能响应光波的波动性质, 输出的电信号间接表征光波的振幅、频率和相位B 探测器只响应入射其上的平均光功率C 具有空间滤波能力D 具有光谱滤波能力5. 对于激光二极管(LD)和发光二极管(LED)来说,下列说法正确的是(D)A LD只能连续发光B LED的单色性比LD要好C LD内部可没有谐振腔D LED辐射光的波长决定于材料的禁带宽6. 对于N型半导体来说,以下说法正确的是 (A)A 费米能级靠近导带底B 空穴为多子C 电子为少子D 费米能级靠近靠近于价带顶7. 依据光电器件伏安特性, 下列哪些器件不能视为恒流源: (D)A 光电二极管B 光电三极管C 光电倍增管D 光电池8. 硅光二极管在适当偏置时,其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系,且动态范围较大。
应用光学与光电技术考试试题1. 选择题1. 在光学系统中,以下哪个元件负责将平行光线聚焦到焦点上?A. 透镜B. 棱镜C. 反射镜D. 光纤2. 光纤传感器通过利用光纤传输的信号来检测和测量各种物理量。
以下哪个物理量无法通过光纤传感器测量?A. 温度B. 压力C. 光强度D. 电流3. 以下哪个现象是光电效应的基础?A. 光的折射B. 光的散射C. 光的衍射D. 光的电离4. 多层薄膜的干涉是由于什么原理引起的?A. 折射定律B. 光的波动性C. 光的电离D. 光的衍射5. CCD(电荷耦合器件)是一种常见的光电转换技术,它的主要作用是什么?A. 产生激光B. 生成电流C. 检测光强度D. 调制光波长2. 简答题1. 光学薄膜是如何实现对光的干涉效应的控制的?2. 请解释光纤传感器的工作原理,并提供一个实际应用案例。
3. 举例说明光电效应在实际生活中的应用。
4. 请解释CCD(电荷耦合器件)的工作原理及其在数码相机中的应用。
3. 计算题1. 一束光波以45°角射入折射率为1.5的介质中,求反射光束与折射光束之间的角度差。
2. 一根长为2m的光纤被扭曲后,发现光线从一端射入后无法充分传输到另一端。
如果设定传输损耗小于0.5dB/m,则最大允许的扭曲角度是多少?4. 应用题请你根据实际应用场景,针对以下问题提出解决方案,并详细说明原理:1. 如何利用光学技术解决城市道路交通监控摄像头夜晚拍摄质量下降的问题?2. 如何利用光电技术实现无线充电设备与充电器的有效对接和充电监控?总结:本文针对应用光学与光电技术考试试题进行了解答,涵盖了选择题、简答题、计算题和应用题。
通过对这些问题的回答,希望读者能够加深对光学与光电技术的理解,并能在实际应用中灵活运用。
光学与光电技术在现代科学和技术领域具有广泛应用,对于推动科技进步和社会发展起到重要作用。
光电功能材料南邮试题光电功能材料南邮试题I. 简答题1. 定义光电功能材料,并举例说明其在实际应用中的重要性。
光电功能材料是指能够对光进行吸收、发射、传导以及转换为电能或光信号的材料。
它们在光电子学、太阳能电池、光通信等领域有着广泛的应用。
光电功能材料的重要性主要体现在以下几个方面:首先,光电功能材料在光电子学中扮演着重要的角色。
它们可以用于制造各种光电子器件,如光电二极管、光电倍增管、激光器等。
这些器件的制造离不开对光电功能材料的选材和性能优化,因此光电功能材料对于光电子学的发展至关重要。
其次,光电功能材料在太阳能电池领域具有重要意义。
太阳能电池依靠材料对光的吸收和电子的运动来产生电能,而光电功能材料恰好具备这些特性。
通过研究和发展光电功能材料,可以提高太阳能电池的效率和稳定性,促进可再生能源的发展。
此外,光电功能材料在光通信方面也有广泛应用。
光通信是一种高速、大容量的信息传输方式,而光电功能材料可以用于制造光纤、光放大器以及光调制器等光通信器件,从而提高通信传输的速度和质量。
总之,光电功能材料在光电子学、太阳能电池和光通信等领域扮演着重要的角色。
通过研究和应用光电功能材料,我们可以推动科技的发展,实现更加可持续和高效的能源利用方式。
2. 简要介绍一种光电功能材料的制备方法,并讨论其优缺点。
以钙钛矿太阳能电池材料为例,介绍其制备方法及优缺点:制备钙钛矿太阳能电池材料的一种常用方法是溶液法制备。
具体步骤如下:首先,将钙钛矿的前体材料溶解在适当的溶剂中,形成稳定的钙钛矿前体溶液。
常用的溶剂有N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亚砜(DMSO)等。
接着,将前体溶液涂敷在导电基底上,形成薄膜。
导电基底通常采用氧化锡(SnO2)或氧化铟锡(ITO)等材料。
然后,通过热处理使前体溶液中的钙钛矿结晶成立体结构。
热处理温度和时间可以影响材料的晶粒尺寸和结晶度。
最后,将制备好的钙钛矿薄膜与电子传输材料、电解质等组装成完整的太阳能电池器件。
智能光电技术应用基础知识单选题100道及答案解析1. 光电效应中,光电子的最大初动能取决于()A. 入射光的强度B. 入射光的频率C. 入射光的波长D. 照射时间答案:B解析:根据光电效应方程,光电子的最大初动能只与入射光的频率有关。
2. 下列哪种材料常用于制作光电探测器()A. 硅B. 铁C. 铜D. 铝答案:A解析:硅具有良好的光电特性,常用于制作光电探测器。
3. 光的波长越短,其能量()A. 越小B. 越大C. 不变D. 不确定答案:B解析:根据公式E=hc/λ,波长越短,能量越大。
4. 以下哪个不是光电技术的应用()A. 太阳能电池B. 激光打印C. 内燃机D. 光纤通信答案:C解析:内燃机是通过燃料燃烧产生能量,不是光电技术的应用。
5. 发光二极管的工作原理基于()A. 热辐射B. 电致发光C. 光致发光D. 化学发光答案:B解析:发光二极管是电致发光器件。
6. 光电倍增管的放大倍数主要取决于()A. 阴极材料B. 倍增极的个数C. 阳极电压D. 入射光强度答案:B解析:倍增极的个数越多,放大倍数越大。
7. 能实现电光转换的器件是()A. 光电二极管B. 液晶显示器C. 激光器D. 太阳能电池答案:C解析:激光器将电能转换为光能,实现电光转换。
8. 光纤的主要成分是()A. 石英B. 玻璃C. 塑料D. 金属答案:A解析:光纤通常由石英材料制成。
9. 下列哪种光源的相干性最好()A. 白炽灯B. 日光灯C. 激光D. 钠光灯答案:C解析:激光具有极好的相干性。
10. 在光电传感器中,常用于测量位移的是()A. 光电编码器B. 光电二极管C. 光电三极管D. 光电池答案:A解析:光电编码器常用于测量位移。
11. 光的三原色是()A. 红、绿、蓝B. 红、黄、蓝C. 红、橙、绿D. 黄、绿、蓝答案:A解析:光的三原色是红、绿、蓝。
12. 下列哪种光电器件响应速度最快()A. 光敏电阻B. 光电二极管C. 光电池D. 光电倍增管答案:B解析:光电二极管的响应速度通常较快。
1-吸收系数a :介质单位长度上由于吸收而引起的光谱辐射功率P的相对减小量。
2. 透射系数R:3. 本征吸收:半导体当中电了在能级之间发生跃迁所形成的吸收过程。
4. 发生木征吸收的必要条件:光了能量大于禁带宽度5. 木征吸收限入°:吸收系数显著下降的特定波长6. 直接跃迁:电子在K空间波矢方|hj—致的跃迁7. 间接跃迁:除吸收光了外,还与晶格交换能量的非直接跃迁8. 半导体的光吸收主要包括:1激子吸收:受激电子和空穴相互束缚而结合在一起形成一个新的系统2自由载流了吸收:电了和空穴在带内跃迁而引起的吸收3.杂质吸收:束缚在杂质能级上的电了可以吸收光了跃迁到导带,而杂质能级上的空穴同样可以吸收光了跃迁到价带4晶格振动吸收:在远红外区域内低能光了被晶格吸收转变为声了。
9. 光电导:由于光照而引起的半导体电导率增加10. 解释为什么光敏电阻材料一般都选择高阻材料且在低温下使用:11. 定态光电导:恒定光照下产生的光电导。
12. 光电导弛豫:光照停止以后光电流逐渐消失,这种在光照下电导率逐渐上升,光照停止后电导率逐渐下降的现象称为……13. 光电导的灵敏度:一定光照强度下光电导的强弱。
14. 光电导增益:15.15. 解释光生伏特效应原理:当用适当波长的光照射非均匀半导体时(如PN JUNTION),由于内建电场的作用,半导体背部产生电动势,如果PN结短路则会产生电流。
16. 光电池工作时的三股电流:光生电流,光生电压导致的PN结正向电流,流经外电路的电流17. 表征光电池IV特性的三个最重要参数:开路电压,短路电流,填充因了18. 根据不同的激发方式,可以将发光过程分为:电致发光,光致发光,阴极发光19. 辐射跃迁:电了由高能级向低能级跃迁时必然放出能量,如果跃迁过程伴随着放出光了,这种跃迁称为辐射跃迁。
20. 无辐射跃迁:电子在跃迁过程中不发射光了。
21. 辐射跃迁可以分为:本征跃迁和非本征跃迁22. 无23. PN结的注入发光原理:对pn结加反向偏压使势垒降低从而减小内部电场,电了从n[x:注入P区,空穴从p区注入n区,电子空穴都属于非平衡少子,它们与多子复合发光。
光电功能材料南邮试题光电功能材料是指具有光学和电学特性的材料,能够将光能转化为电能或电能转化为光能。
它在光电转化、光子器件和光电器件等领域具有重要应用。
光电功能材料的研究包括材料的制备、表征和应用等方面。
以下是一些与光电功能材料相关的参考内容。
1. 光电功能材料的分类光电功能材料可以根据其光电转化方式、材料的组成和结构等不同特点进行分类。
常见的分类包括:光电转化材料、半导体材料、有机光电材料等。
光电转化材料包括光电二极管材料、太阳能电池材料等。
半导体材料包括硅、锗等。
有机光电材料包括有机分子材料、聚合物材料等。
2. 光电功能材料的制备方法制备光电功能材料可以采用不同的方法,包括溶液法、薄膜制备、热处理等。
溶液法是将材料溶解在溶剂中,然后通过溶剂挥发或经过化学反应进行材料的制备。
薄膜制备方法包括物理气相沉积、化学气相沉积等,可以制备出高质量的薄膜。
热处理方法可以通过控制材料的热处理条件来改善材料的光电性能。
3. 光电功能材料的表征方法表征光电功能材料可以采用多种方法,包括光学光谱、电学测试、结构表征等。
光学光谱能够研究材料的光学特性,如吸收光谱、荧光光谱等。
电学测试可以测量材料的导电性、电阻率、载流子迁移率等参数。
结构表征可以使用X射线衍射、扫描电镜等方法来研究材料的晶体结构和形貌。
4. 光电功能材料的应用光电功能材料在太阳能电池、光电二极管、激光器、光传感器等领域具有重要应用。
太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置,其中使用的光电功能材料能够将光能转化为电能。
光电二极管是光电转化材料的一种,能够将光能转化为电能或反之。
激光器的工作原理是利用光电功能材料的辐射特性,将电能转化为光能。
5. 光电功能材料的研究进展随着科技的发展,光电功能材料的研究也在不断进展。
一些新型材料的发现和制备方法的改进,推动了光电功能材料领域的发展。
例如,近年来有研究人员发现了一些具有优异光电性能的新型材料,如钙钛矿材料、有机-无机杂化材料等。