实验一 MATLAB基本操作
实验目的
1．熟悉MATLAB实验环境，练习MATLAB命令、m文件、Simulink的基本操作。
2．利用MATLAB编写程序进行矩阵运算、图形绘制、数据处理等。
实验原理
MATLAB环境是一种为数值计算、数据分析和图形显示服务的交互式的环境。MATLAB有3种窗口，即：命令窗口（The Command Window）、m-文件编辑窗口（The Edit Window）和图形窗口（The Figure Window），而Simulink另外又有Simulink模型编辑窗口。
1．命令窗口（The Command Window）
当MATLAB启动后，出现的最大的窗口就是命令窗口。用户可以在提示符“>>”后面输入交互的命令，这些命令就立即被执行。
在MATLAB中，一连串命令可以放置在一个文件中，不必把它们直接在命令窗口内输入。在命令窗口中输入该文件名，这一连串命令就被执行了。因为这样的文件都是以“.m”为后缀，所以称为m-文件。
2．m-文件编辑窗口（The Edit Window）
我们可以用m-文件编辑窗口来产生新的m-文件，或者编辑已经存在的m-文件。在MATLAB主界面上选择菜单“File/New/M-file”就打开了一个新的m-文件编辑窗口；选择菜单“File/Open”就可以打开一个已经存在的m-文件，并且可以在这个窗口中编辑这个m-文件。
3．图形窗口（The Figure Window）
图形窗口用来显示MATLAB程序产生的图形。图形可以是2维的、3维的数据图形，也可以是照片等。
实验内容
1 用MATLAB可以识别的格式输入下面两个矩阵 12332357135732391894A 144367823355422675342189543iiBi
2-9某种半导体材料，在有光照射时的电阻为50
，无光照射时电阻为5k
，试求出该半
导体材料的光电导。
解：该半导体的暗电导为：14
3102
1051
dg亮电导为：1
02.0
501
Lg
光电导为：1
0198.0
dLggg
2-10要从电子逸出功为2.4eV
金属中产生光电子发射，求：1）所需入射光的最低频率是多
少？2）若入射光的波长为300nm
时，则发射出来的光电子的最大动能是多少？
解：（1）根据光电发射效应中光电能量转换的基本关系：
thEmvh2
0
21
所需的最低频率就是使光电子逸出的初始动能为0，则：
thEh
min
Hz
hE
th14
3419
min108.5
1063.6106.14.2
（2）根据光电发射效应中光电能量转换的基本关系：
thEmvh2
0
21
ththEc
hEhmv
2
0
21
19
98
34
106.14.2
10300103
1063.6
eVJ74.11079.219
2-11某光电阴极在波长为520nm
的光照射下，光电子的最大动能为0.76eV
，求此光电阴
极的逸出功是多少？解：根据光电发射效应中光电能量转换的基本关系：
thEmvh2
0
21
2
02
0
21
21
mvc
hmvhE
th
19
98
34
106.176.0
10520103
1063.6
eVJ63.1106.219
3-9若甲、乙两厂生产的光电器件在色温2856K标准钨丝灯下标定的灵敏度分别为
WAS
e5，lmAS
v4.0
。试比较甲、乙两厂光电器件灵敏度的高低。
解：因为色温2856K
标准钨丝灯下的光视效能为17Wlm，所以：
lmAWAS
e29.05
显然，
evSS
，因此乙厂生产的光电器件灵敏度较高。
3-10某光电探测器件的光敏面直径为0.5cm
，比探测率WcmHzD2111
10
，将它用于
kHzf5
FDTD数值仿真软件在光电子技术课程中的应用研究
打开文本图片集
關键词：FDTD数值仿真软件；光电子技术；理论实验
Keyword：FDTDnumericalimulationoftware；optoelectronictechnology；theoreticale某periment
0引言
随着科技的迅猛发展，与光电相关的领域得到了快速的发展，而光电领域的快速发展是建立在各式各样结构模型的基础上发展而来的。可以说，性能良好的理论结构模型是促进光电领域发展的一块基石。然而，如何能较快较准确的获得性能良好的理论结构模型呢？这必然需要各种数值仿真软件的快速发展[1]。目前应用较多的数值仿真软件有COMSOLMultiphyic，HFSS，FDTD等。在这些数值仿真软件中，FDTD的应用最为广泛，这是由于其具有精准的计算结果、直观的工作界面和易于掌握的操作流程[2]。
FDTD实际上是一款基于时域有限差分法为手段求解光在微纳结构中麦克斯韦方程组的数值仿真软件。该数值仿真软件计算功能强大，不仅可以模拟仿真紫外光、可见光、近红外光、远红外光、太赫兹波乃至微波与具有微纳复杂共振结构的相互作用，而且还可用于分析光与微纳结构相互作用后形成新颖物理特性的共振机理、性能调控等。然而，江南大学理学院光电专业的本科生们对该数值仿真软件非常的陌生，这无法直接对接他们以后的科研和实际工作。为提高本专业学生的综合素质和竞争力，结合本人的实际情况展开本文的研究工作。相信本文对启发学生的创新能力和理论研究水平能有一个较大的提高。
1FDTD数值仿真软件在教学中的应用现状 2FDTD数值仿真软件在理论教学中的应用实践
众所周知，各类光电器件的构造与制作都是一项非常复杂和昂贵的过程，因此在不清楚所设想的光电器件是否可用的情况下，不可能也没必要对每一构思的光电器件进行构造。在器件构造前需要进行大量的数量仿真研究以期获得最优化的物理或共振性能。在获取最优化的共振性能后，方可进行下一步的实验构造与测试工作。因而可以说，对光电器件的性能仿真研究是器件设计的一个必要条件。鉴于FDTD数值仿真软件各方面的优越性能，如强大的数值仿真计算能力、直观的操作界面和易于掌握的操作流程，它广泛应用于光电器件的优化设计方面。近年来，江南大学理学院格外重视学生创新创业能力的培养与实践，为此专门开设了光电子技术课程，在这个课程中系统的介绍光电子技术领域的发展，并将该领域发展的基础工作—数值仿真方面的研究带进了课堂。让学生在掌握光电器件领域发展的同时也能够熟知领域内每一部分工作的理论模型与工作机理，全面提升学生的综合能力。本文以单通道滤波器为例加以说明。
setfos仿真原理
setfos是一种用于光电器件仿真的软件工具，它可以帮助工程师和研究人员设计和优化各种光电器件，如太阳能电池、光电二极管和激光器等。setfos仿真原理是基于光学和半导体物理学的原理，通过数值模拟和数学建模来模拟光电器件的行为和性能。
setfos仿真原理的核心是光学和半导体物理学的原理。在光学方面，setfos使用光线追踪和波动光学理论来模拟光的传播和相互作用。通过这些技术，setfos可以准确地模拟光在光电器件中的传播路径、反射、折射和吸收等现象，从而帮助工程师和研究人员理解和优化光电器件的光学性能。
在半导体物理学方面，setfos使用半导体器件物理模型来模拟光电器件中的电子和空穴的行为。这些模型基于半导体器件的物理特性和电子输运理论，可以准确地描述光电器件中的载流子的生成、复合和输运过程，从而帮助工程师和研究人员理解和优化光电器件的电学性能。
除了光学和半导体物理学的原理，setfos还使用了数值模拟和数学建模的方法。通过数值模拟和数学建模，setfos可以将光学和半导体物理学的原理转化为计算机程序，从而实现对光电器件行为和性能的精确模拟和预测。
总之，setfos仿真原理是基于光学和半导体物理学的原理，通过数值模拟和数学建模来模拟光电器件的行为和性能。通过setfos，工程师和研究人员可以更好地设计和优化各种光电器件，从而推动光电子技术的发展和应用。
