光电子技术入门

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。

通信方面，1964年9月用激光演示传送电视图像，
1964年11月实现3～30公里的通话。 工业方面，1965年5月激光打孔机成功地用于拉丝 模打孔生产，获得显著经济效益。 医学方面，1965年6月激光视网膜焊接器进行了动 物临床实验。 国防方面，1965年12月研制成功激光漫反射测距机 （精度为10米/10公里），1966年4月研制出遥 控脉冲激光多普勒测速仪。 在起步阶段我国的激光技术发展迅速，无论是数量 还是质量，都和当时国际水平接近。
3. 测量衍射效率
4. 测量超声光栅的光栅常数 思考：1.如何由声光晶体制作声光调制器 2.解调器应具备怎样的物理性质？
§4 表面等离子体共振技术 一、现实中的等离子体 太阳风
日冕
宇宙中99％的已知物质是等离子体
数密度：103 m-3 ---- 1033 m-3 温度：10-1ev --- 106 ev (104 K---- 1010 K) 1ev ~ 11600 K
稍后，美国物理学家查尔斯· 汤斯以及前苏联物理学家 马索夫和普罗霍洛夫先后提出了利用原子和分子的受 激辐射原理来产生和放大微波的设计。
1954年，第一次实现了氨分子微波量子谐振器，由此诞 生了一个新的学科：量子电子学，开辟了利用粒子中的 束缚电子与电磁场的相互作用来放大电磁波的新路。 1958年，汤斯和肖洛提出了利用尺度远大于波长的开 放式光谐振腔实现激光器的思想。布隆伯根提出了利 用光泵浦三能级原子系统实现粒子数反转分布的构想。
2. 光源的调制 此调制方法也适于音 内调制：信号直接控制光源的工作电流 频信号光纤传输实验 光源的 特点：易于实现，适于中低速传输 调制 外调制：利用光通过介质时的电光、声光、 磁光等效应实现信号对光强的调制。 特点：光源输出功率恒定，适于高 本实验采用 速传输 内调制 V+ V+ P R1 LED R LED 直流偏置点 调制 信号 调制信号 R2 I

信息光学中的光电子技术的发展历史随着科技的迅速发展，信息光学成为了现代光学领域的重要分支之一。

其中，光电子技术的进步在信息光学领域起到了关键作用。

本文将为大家介绍信息光学中光电子技术的发展历史。

一、前期光电子技术的萌芽阶段光电子技术的发展可以追溯到19世纪末期。

1897年，普朗克提出了光电效应的理论，揭示了光的粒子性质。

这一理论为光电子技术的发展提供了基础。

随后，爱因斯坦在1905年发表了关于光电效应的论文，进一步推动了光电子技术的发展。

二、光电子技术的起步阶段20世纪初期，光电子技术取得了良好的起步。

1917年，费米提出了光电子效应的金属中能带结构的解释，详细描述了光电子效应的物理机制。

此后，法拉第放大管的发明使得光电子技术在无线电通信领域得到了广泛应用。

同时，光电管的问世也为信息光学领域的发展奠定了基础。

三、二战后的光电子技术创新时期二战后，光电子技术迎来了一波新的创新。

1947年，贝尔实验室的肖克利和巴丁发现了半导体材料的固态光电效应，这一发现被视为光电子技术的重要里程碑。

此后，随着半导体材料工艺的不断发展，光电二极管和光敏三极管等新型器件相继诞生。

这些器件在信息光学领域具有广泛的应用，特别是在通信技术和图像传感领域发挥了重要作用。

四、近年来的光电子技术突破近年来，随着人工智能、云计算和物联网等技术的快速发展，光电子技术迎来了新的突破。

光纤通信技术的出现极大地扩展了信息传输的带宽和速度，使得信息的传输变得更加高效和快速。

激光器的进步和光电子器件的微型化使得我们可以将光电子技术应用于更多领域，如生物医学、光学传感和化学分析等。

总结：信息光学中的光电子技术经历了漫长的发展历程，从光电效应的理论提出到光电二极管和光敏三极管的应用，再到如今的激光技术和光纤通信，光电子技术在信息光学领域发挥着重要作用。

随着科技的不断进步，我们可以期待未来光电子技术的更多突破和应用，为信息光学领域带来更加创新和广阔的发展空间。

第一章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、光显示器件。

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器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、热伏型探测器等。

光存储器件分为光盘(包括CD、VCD、DVD、LD等)、光驱、光盘塔等。

光显示器件包括CRT、液晶显示器、等离子显示器、LED显示。

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。

⒌据你了解，继阴极射线管显示（CRT）之后，哪几类光电显示器件代表的技术有可能发展成为未来显示技术的主体？等离子体显示（PDP），液晶显示（LCD），场致发射显示（EL），LED显示。

第二章：光学基础知识与光场传播规律⒈ 填空题⑴ 光的基本属性是光具有波粒二象性，光粒子性的典型现象有光的吸收、发射以及光电效应等；光波动性的典型体现有光的干涉、衍射、偏振等。

⑵ 两束光相干的条件是频率相同、振动方向相同、相位差恒定；最典型的干涉装置有杨氏双缝干涉、迈克耳孙干涉仪；两束光相长干涉的条件是(0,1,2,)m m δλ==±±，δ为光程差。

⑶两列同频平面简谐波振幅分别为01E 、02E ，位相差为φ，则其干涉光强为22010201022cos E E E E φ++，两列波干涉相长的条件为2(0,1,2,)m m φπ==±±⑷波长λ的光经过孔径D 的小孔在焦距f 处的衍射爱里斑半径为1.22f D λ。