光电子技术基础光学知识
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光电⼦技术光电⼦技术题型:1,缩略词5分2,填空题5题共10分(基本概念、常识性)3,选择题10题共20分(综合性题⽬)4,简答题7题共35分(不要⼀句话解决)5,计算题+画框图(作图并说明原理)3题共30分考点:绪论1,光电探测器系统的组成:掌握主动探测系统以及被动探测系统的框图P2 举例-主动:光纤通信被动:红外夜视仪第⼀章光辐射源1.1辐射度学与光度学的基础知识1,光的能量公式P11(1-1)2,两套基本单位(辐射度量、光度量)辐射度量特点:与物理学中对电磁辐射量度的规定完全⼀致,适⽤于整个电磁波谱(当然也包括可见光)光度量特点:以⼈的视觉特性为基础⽽建⽴起来,只适⽤于可见光波段。
3,可见光范围:0.38~0.78um红外光范围:约从0.78um向长波⽅向延伸⾄1000um紫外光范围:约从0.38um向短波⽅向延伸到0.01um4,光度量和辐射度量之间的换算关系P15(1-13)坎[德拉]:发光强度的单位5,辐射度学和光度学中的两个基本定律①辐强度余弦定律②距离平⽅反⽐定律1.2半导体的基础知识1,吸收定律P22(1-29)2,本征吸收与⾮本征吸收的区别是什么?①杂质吸收光⼦的截⽌波长⼤于本征吸收的截⽌波长②本征吸收能同时产⽣电⼦-空⽳对;杂质吸收只能产⽣电⼦或空⽳。
1.3⿊体辐射1,什么是⿊体能够在任何温度下全部吸收所有波长辐射的物体叫绝对⿊体--简称⿊体。
2,研究⿊体辐射的意义⿊体是各种辐射体和物质吸收(发射)特性的⽐较基准。
1,⿊体模拟器2,近似⿊体,如太阳、地球、海⽔······ 3,⽤⿊体某些特性表征光源和辐射体。
3,⿊体辐射中的定律普朗克辐射定律:⿊体光谱辐出度与波长和温度的关系---随着温度的升⾼:1,⿊体的总辐出度迅速增加2,峰值波长向短波⽅向移动维恩位移定律:⿊体辐出度峰值对应的波长与⿊体的绝对温度的乘积为⼀定值P31(1-58)斯蒂芬-玻⽿兹曼定律:⿊体的全光谱辐出度与其温度的4次⽅成正⽐P31(1-59)1.4典型光辐射源1,⾊温如果热辐射光源发光的颜⾊与⿊体在某⼀温度下辐射光的颜⾊相同,则⿊体的这⼀温度称为该辐射源的⾊温。
光电子技术基础•光电子技术概述•光源与光辐射•光电探测器与光电转换目录•光学系统与光路设计•光电子器件与工艺•光电子技术应用实例光电子技术概述01CATALOGUE光电子技术的定义与发展光电子技术的定义光电子技术是研究光与电子相互作用及其应用的科学领域,涉及光的产生、传输、调制、检测和处理等方面。
光电子技术的发展历程自20世纪初爱因斯坦提出光电效应以来,光电子技术经历了从基础研究到应用研究的逐步发展,现已成为现代科技领域的重要分支。
光电子技术在通信领域的应用主要包括光纤通信、无线通信和卫星通信等,实现了高速、大容量的数据传输。
通信领域光电子技术在显示技术方面的应用如液晶显示、有机发光显示等,为现代电子产品提供了丰富多彩的视觉体验。
显示技术光电子技术在太阳能利用、光伏发电等领域的应用,为可再生能源的开发和利用提供了技术支持。
能源领域光电子技术在生物医学领域的应用如光学成像、光动力疗法等,为疾病的诊断和治疗提供了新的手段。
生物医学随着微电子技术的发展,光电子器件将越来越微型化、集成化,实现更高的性能和更小的体积。
微型化与集成化人工智能和自动化技术的引入将进一步提高光电子系统的智能化水平,实现更高效的运行和管理。
智能化与自动化环保意识的提高将推动光电子技术向更环保的方向发展,如开发低能耗、无污染的光电子器件和系统等。
绿色环保光电子技术与材料科学、生物医学等学科的融合将产生更多的交叉学科和创新应用。
跨学科融合光源与光辐射02CATALOGUE利用物体加热到高温后产生的热辐射发光,如白炽灯、卤钨灯等。
具有连续光谱、色温低、显色性好等特点。
热辐射光源利用气体放电时产生的可见光辐射发光,如荧光灯、高压汞灯等。
具有高效、节能、长寿命等优点。
气体放电光源利用固体发光材料在电场或光场激发下产生的发光现象,如LED 、OLED 等。
具有节能环保、响应速度快、可调控性强等特点。
固体发光光源光源的种类与特性表示光源发出的总光能量,单位是流明(lm )。
光学基础知识详细版一、光的本质光是一种电磁波,是自然界中的一种能量传递形式。
光的本质可以通过波动理论和粒子理论来解释。
波动理论认为光是一种波动现象,具有波长、频率、振幅等特性;粒子理论则认为光是由光子组成的,光子是光的能量载体。
二、光的传播光在真空中的传播速度是恒定的,约为299,792,458米/秒。
光在不同介质中的传播速度不同,这是由于介质的折射率不同所致。
当光从一种介质传播到另一种介质时,会发生折射现象,即光线方向发生改变。
三、光的反射和折射光的反射是指光线在遇到界面时,按照一定规律返回原介质的现象。
光的折射是指光线在通过两种不同介质的界面时,传播方向发生改变的现象。
光的反射和折射遵循斯涅尔定律,即入射角和折射角满足一定的关系。
四、光的干涉和衍射光的干涉是指两束或多束相干光波相遇时,由于光波的叠加,形成新的光强分布的现象。
光的衍射是指光波在遇到障碍物或通过狭缝时,发生弯曲并绕过障碍物传播的现象。
五、光的偏振光的偏振是指光波的振动方向具有一定的规律性。
自然光是由无数个振动方向不同的光波组成的,因此不具有偏振性。
当光波通过某些特殊材料或经过反射、折射等过程后,可以形成具有一定偏振性的光波。
六、光的吸收和发射光的吸收是指光波在传播过程中,能量被物质吸收的现象。
光的发射是指物质在吸收光能后,以光波的形式释放能量的现象。
光的吸收和发射遵循一定的规律,如光的吸收强度与光的频率有关,光的发射强度与物质的性质有关。
七、光的成像光的成像是指利用光学系统(如透镜、反射镜等)使物体发出的光波或反射的光波在另一位置形成实像或虚像的过程。
光的成像原理是光的折射和反射现象,通过光学系统可以实现对物体形状、大小、位置的观察和研究。
八、光的测量光的测量是光学研究中的重要内容,主要包括光强、光强分布、波长、频率、相位等参数的测量。
光的测量方法有直接测量和间接测量两种,直接测量是通过光学仪器直接测量光波参数,间接测量是通过测量光波与物质相互作用的结果来推算光波参数。
光电子技术基础题库一.填空题1、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 光源和 光源。
2、某一半导体材料的禁带宽度为3.1 电子伏特,则该半导体本征吸收的长波极限为 纳米。
3、最早的电光源是炭弧光灯,最早的激光器是1960年由美国家的梅曼制作的激光器。
4、当受激辐射大于受激吸收的时候,物质对外表现为光 ,当受激辐射小于受激吸收时候,物质对外表现为光 。
5、激光器的基本结构包括 , , 。
6、受激辐射产生的光的特点是: 好, 好, 好。
7、发光的方式很多,但根据余辉的长短可将发光大致分成 和 两类。
8、光电探测器的物理效应可以分为三大类: 、和 。
9、太阳能电池是利用半导体的 原理直接把光能转化为电能的装置。
10、光纤由传导光的 和外层的 两同心圆形的双层结构组成,且12n n 。
外面再包以一次涂覆护套和二次涂覆护套。
11.根据液晶的分子不同可以将其分为 、 和 液晶。
12. 按照声波频率的高低以及声波和光波作用的长度不同,声光相互作用可以分为 衍射和 衍射 。
13. 在间接带隙半导体中,电子由价带顶跃迁到导带底时,需要同时吸收或发射 ,以补偿电子准动量的变化。
14.光波在光纤中传播有3种模式,导模(传输模),和。
15. 光在各向同性介质中传播时,复极化率的实部表示与频率的关系,虚部表示物质与频率的关系。
16、液晶显示所用的液晶材料是一种兼有和双重性质的物质,它的棒状结构在液晶盒内一般平行排列,但在电场作用下能改变其排列方向。
17、某一半导体材料的禁带宽度为2.6 电子伏特,则该半导体本征吸收的长波极限为纳米。
18、光纤通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,光传输器件分为光学元件(如棱镜、透镜、光栅、分束器等)、和等。
19、受激辐射产生的光的特点是:好,好,好。
20、激光器按工作方式区分可分为和激光器。
21.光电子技术主要研究光与物质中的电子相互作用及其的相关技术,是一门新兴的综合性交叉学科。