光电子学知识点
一、绪论
1、激光发明年份；
2、什么叫光电子学、光电子技术？
3、列举几种光电子技术或光电子器件，至少6种；
4、典型的光电子（通信）系统由哪几部分构成。
二、光与物质相互作用基础
1、光的本性，传播时表现为波动性，与介质相互作用时表现为粒子性；
2、对于线性、均匀、各向同性介质，极化率χ为标量；而在各向异性介质中，电极化强度矢量P 和外电场E 不再平行，此时极化率χ变为二阶张量：0i ij j P E εχ=
3、P 、D 、E 之间的关系
4、辐射度量和光度量的区别
5、辐射通量、光通量之间的换算关系
6、亮度和照度的区别
7、能带理论基本概念（价带、导带、禁带、禁带宽度）
三、光波导（30分）
1、平面介质波导的结构（各层名称），各层介质的折射率关系；对称波导、非对称波导；
2、各层中的场分布：波导层中横向（光受限的方向）为驻波场，纵向为行波场；衬底和覆盖层中横向为振幅成指数规律衰减的消逝场，纵向为行波场；消逝系数、穿透深度
3、全反射时界面的相移公式；（不要求记忆，但要会用）
4、横向传播常数、纵向传播常数；有效折射率（模折射率）
5、模式本征方程，m 为模序数；本征方程的图解（画图说明对称波导基模不会截止）
6、模式截止条件：02k n β=，c θθ=；截止波长；模式数量；单模传输条件；
（注意对称波导和非对称波导的区别）
7、TE 模、TM 模的含义；
8、光纤的结构参数：直径2a 、数值孔径、相对折射率、弱导条件、归一化频率、单模条件；
9、偏射光线的纵向传播常量01cos k n β?=，其中?为轴线角，即光线和光纤轴的夹角；偏射光线可分为三类：非导引光线、导引光线（即导模）和泄露光线，对应θ和?的范围要知道。
10、光纤的损耗公式 dB/km
1、光调制概念；改变哪些参数可以使光携带信息？类型：内调制、外调制；
2、波矢面、折射率椭球、折射率面；
3、正、负单轴晶体的定义；
4、利用折射率椭球确定o光和e光的偏振方向、以及对应的折射率；
5、给出电光系数矩阵，会写出加电场之后的新的折射率椭球方程（原主轴坐标系中）；会判断新椭球和旧椭球相比，主轴是否发生了倾斜；
6、KDP晶体z向（光轴）加电场后的新主轴折射率大小，以及感应主轴的方位；
7、横向电光效应、纵向电光效应；对KDP晶体来说，两种效应各有什么优缺点；（纵向电光效应结构简单、工作稳定，不受自然双折射影响，但半波电压较高，且需要制作透明电极；横向电光调制通过选择晶体长度和厚度可以大大降低半波电压，缺点是存在自然双折射的相位延迟，受温度影响较大，需要采取组合调制方式来消除，导致结构复杂化）
8、电光相位延迟公式，半波电压的公式，电光系数的测量方案设计
9、KDP纵向调制器的调制特性曲线，知道透过率随偏压变化的函数表达式；
、加1/4波知道应该工作在什么区域；如何实现？两种方法。（加直流偏压V
π/2
片；作用是让入射光沿x’和y’方向的偏振分量产生π/2的相位差）
10、横向调制时，晶体的三个棱分别为x'、y'和z；
11、电光开关，会设计加压式、退压式的电压开关。画出方案图，并解释工作原理
12、弹光效应/声光效应的概念
13、两种声光衍射类型、判据（声光相互作用特征长度，注意公式中波长为介质中的波长）、工作条件的区别（声光作用长度、声波频率高低、入射角度）
14、布拉格衍射条件、布拉格方程、布拉格角（区分布拉格角、光束偏转角）
15、声光调制时，改变超声波强度，衍射光强也随着改变；
16、声光偏转，改变声波的频率，可以控制光的衍射方向
17、自然旋光效应概念（1、偏振光入射；2、沿光轴入射不受双折射影响）、法拉第旋光效应；二者之间的区别(光来回两次通过晶体，偏振方向改变角度不同)
18、磁光隔离器的原理图、工作原理
1、三种物理原理：光电效应（重点）、光热效应、波相互作用
2、光电效应会受到光波长限制；光热效应不受光波长限制
3、光电效应分为外光电效应、内光电效应；内光电效应分为电导效应、光伏效应（会阐述各种效应的概念）
4、哪种效应做成的探测器响应速度快？为什么？（光电效应比光热效应快；光伏效应比光电导快）
5、光电导效应中，光电流的表达式，为提高光电流即需要提高内部增益G，为提高G，需要选用载流子平均寿命长、迁移率大的材料，同时应减小电极间距。
6、光伏效应中，pn结的原来的内建电场方向（n→p）、光生电场方向（p→n）、光生电流方向（n→p）；只有本征吸收所激发的少数载流子能引起光伏效应。
7、光探测器的性能参数：量子效率（概念及公式）、电压/电流响应度（灵敏度）、光谱响应、噪声等效功率（NEP）、探测度、暗电流、频率响应、响应时间
8、典型探测器：（了解）
电子技术基础教学大纲资料
《电子技术基础》教学大纲 大纲说明 一、课程的地位与任务 《电子技术基础》是机电类专业的一门核心专业基础课程，电子技术是现代科学技术中的一个极为重要的组成部分，它广泛应用于国民经济中的各个部门和人们的日常生活中。电子技术基础这门课是职业院校机电类专业的专业基础课程，课程内容主要包括：半导体器件、放大和振荡电路、集成运算放大器、直流电源、晶闸管电路、门电路及组合逻辑电路、触发器及时序电路的基本知识、分析方法及其应用。 二、课程简述 1．课程目标： （1）熟练掌握晶体二极管、三极管、场效应管集成运算放大器等常用器件的工作特性和主要参数，并能进行简单的检测和选用。 （2）熟练掌握放大和振荡电路、集成运算放大器、直流电源、门电路及组合逻辑电路、触发器及时序电路的典型形式、分析方法及其基本应用知识，并能进行简单的计算。 （3）了解晶闸管的工作特性、主要参数及其应用，了解晶闸管电路的基础知识。（4）初步掌握电子电路的基本实验技能，在并行课程电子基本操作技能实训中开展相应课题的技能训练。 （5）了解与本课程有关的新器件、新技术，初步具有查阅半导体器件有关资料的能力。 2．教学方法： （1）本课程是一门重要的专业基础课，具有很强的实践性。它的先导课是数学和电工基础。在教学中着重定性分析弱化过于复杂的数学分析、重应用弱化过于复杂的物理、化学本源的剖析。教学中注重直观教学、启发诱导和兴趣培养，倡导借助多媒体教学手段扩展知识提高课堂教学的效率和效果，倡导理论与实践相结合，最大化地融入实物展示、实体示范、动手操作等内容。 （2）注意与同步开设的实训课程的有机联系，逐步实现理论与实训一体化的教学模式，将课程实验与基本操作技能实训隔为一体，运用项目教学、任务驱动、课题设计等教学法，以激发学生的学习兴趣，切实提高学生的动手能力和实际操作水平。
光电子学基础知识
第一章 光辐射与发光源 教学目的 1、掌握光波在各种介质中的传播特性。 2、了解光度学基本知识。 3、了解热辐射基本定律 教学重点与难点 重点：光波在电光晶体、声光晶体中的传播特性。 难点：光度学基本知识。 1.1电磁波谱与光辐射 1. 电磁波的性质与电磁波谱 光是电磁波。 根据麦克斯韦电磁场理论，若在空间某区域有变化电场E （或变化磁场 H ），在邻近区域将产生变化的磁场H （或变化电场E ），这种变化的电场和变化的磁场不断地交替产生，由近及远以有限的速度在空间传播，形成电磁波。 电磁波具有以下性质： ⑴ 电磁波的电场E 和磁场H 都垂直于波的播方向，三者相互垂直，所以 电磁波是横波。H E 、和传播方向构成右手螺旋系。 ⑵ 沿给定方向传播的电磁波，E 和H 分别在各自平面内振动，这种特性称为偏振。 ⑶ 空间各点E 和H 都作周期性变化，而且相位相同，即同时达到最大，同时减到最小。 ⑷ 任一时刻，在空间任一点，E 和H 。 ⑸ 电磁波在真空中传播的速度为c =，介质中的传播速度为 υ=
电磁波包括的范围很广，从无线电波到光波，从X射线到g射线，都属于电磁波的范畴，只是波长不同而已。目前已经发现并得到广泛利用的电磁波有波长达104m以上的，也有波长短到10-5nm以下的。我们可以按照频率或波长的顺序把这些电磁波排列成图表，称为电磁波谱，如图1所示，光辐射仅占电波谱的一极小波段。图中还给出了各种波长范围（波段）。 图1 电磁辐射波谱 2. 光辐射 以电磁波形式或粒子（光子）形式传播的能量，它们可以用光学元件反射、成像或色散，这种能量及其传播过程称为光辐射。一般认为其波长在10nm~1mm，或频率在3′1016Hz~3′1011Hz范围内。一般按辐射波长及人眼的生理视觉效应将光辐射分成三部分：紫外辐射、可见光和红外辐射。一般在可见到紫外波段波长用nm、在红外波段波长用mm表示。波数的单位习惯用cm-1。 可见光。通常人们提到的“光”指的是可见光。可见光是波长在390~770nm 范围的光辐射，也是人视觉能感受到“光亮”的电磁波。当可见光进入人眼时，人眼的主观感觉依波长从长到短表现为红色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色和紫色。 紫外辐射。紫外辐射比紫光的波长更短，人眼看不见，波长范围是1~390nm。细分为近紫外、远紫外和极远紫外。由于极远紫外在空气中几乎会被完全吸收，
光电子技术教学大纲教材
理论（含课内实验）课程教学大纲模板 《光电子技术》教学大纲 一、课程基本信息 1、课程名称:光电子技术：全称（英文）Optoelectronics Technology 2、课程代码：B1309064 3、课程管理：数理学院应用物理教研室 4、教学对象：应用物理 5、教学时数：总时数48 学时，其中理论教学32学时，实验实训16 学时。 6、课程学分：3 7、课程性质：专业选修课程 8、课程衔接： （1）先修课程：光学、电磁学、原子物理学、量子力学、模拟电子技术 （2）后续课程： 二、课程简介 光电子技术是由电子技术和光子技术互相渗透、优势结合而产生的，是一门新兴的综合性交叉学科，已经成为现代信息科学的一个极为重要的组成部分，以光电子学为基础的光电信息技术是当前最为活跃的高新技术之一。该课程介绍光电子技术的理论和应用基础，介绍光电子系统中关键器件的原理、结构、应用技术和新的发展。该课程在阐明基本原理的同时，突出应用技术，使学生能够把握光电子技术的总体框架，有兴趣、有信心投入实践和创新活动。 三、教学内容及要求 第一章光电系统的常用光源 （一）教学目标 掌握常用的光源及光度学的基本知识；了解发光二级管的新进展。 （二）教学节次及要求 第一节辐射度学和光度学的基础知识 1、掌握辐射度学和光度学的基础知识； 2、了解辐射度学和光度学之间的关系与联系。 第二节热辐射光源 1、掌握热辐射光源的基本原理； 2、了解黑体辐射器、白炽灯和卤钨灯的原理。 第三节气体放电光源 1、掌握气体放电光源； 2、了解气体放电光源的特点以及各种不同类型的气体放电光源。 第四节激光器 1、掌握激光器的基本原理以及半导体激光器的结构； 2、了解各种不同的激光器的发光机理。
光电子能谱分析法基本原理
第十四章 X-射线光电子能谱法 14．1 引言 X-射线光电子谱仪（X-ray Photoelectron Spectroscopy，简称为XPS），经常又被称为化学分析用电子谱（Electron Spectroscopy for Chemical Analysis，简称为ESCA），是一种最主要的表面分析工具。自19世纪60年代第一台商品化的仪器开始，已经成为许多材料实验室的必不可少的成熟的表征工具。XPS发展到今天，除了常规XPS外，还出现了包含有Mono XPS (Monochromated XPS, 单色化XPS，X射线源已从原来的激发能固定的射线源发展到利用同步辐射获得X射线能量单色化并连续可调的激发源), SAXPS ( Small Area XPS or Selected Area XPS, 小面积或选区XPS，X射线的束斑直径微型化到6μm) 和iXPS（imaging XPS, 成像XPS）的现代XPS。目前，世界首台能量分辨率优于1毫电子伏特的超高分辨光电子能谱仪（通常能量分辨率低于1毫电子伏特）在中日科学家的共同努力下已经研制成功，可以观察到化合物的超导电子态。现代XPS拓展了XPS的内容和应用。 XPS是当代谱学领域中最活跃的分支之一，它除了可以根据测得的电子结合能确定样品的化学成份外，XPS最重要的应用在于确定元素的化合状态。XPS可以分析导体、半导体甚至绝缘体表面的价态，这也是XPS的一大特色，是区别于其它表面分析方法的主要特点。此外，配合离子束剥离技术和变角XPS技术，还可以进行薄膜材料的深度分析和界面分析。XPS表面分析的优点和特点可以总结如下： ⑴固体样品用量小，不需要进行样品前处理，从而避免引入或丢失元素所造成的错误分析 ⑵表面灵敏度高，一般信息采样深度小于10nm ⑶分析速度快，可多元素同时测定 ⑷可以给出原子序数3-92的元素信息，以获得元素成分分析 ⑸可以给出元素化学态信息，进而可以分析出元素的化学态或官能团 ⑹样品不受导体、半导体、绝缘体的限制等 ⑺是非破坏性分析方法。结合离子溅射，可作深度剖析 目前，XPS主要用于金属、无机材料、催化剂、聚合物、涂层材料、纳米材料、矿石等各种材料的研究，以及腐蚀、摩擦、润滑、粘接、催化、包覆、氧化等过程的研究，也可以用于机械零件及电子元器件的失效分析，材料表面污染物分析等。 14.2 基本原理 XPS方法的理论基础是爱因斯坦光电定律。用一束具有一定能量的X射线照射固体样品，入射光子与样品相互作用，光子被吸收而将其能量转移给原子的某一壳层上被束缚的电子，此时电子把所得能量的一部分用来克服结合能和功函数，余下的能量作为它的动能而发射出来，成为光电子，这个过程就是光电效应。 该过程可用下式表示: hγ=E k+E b+E r（14.1） 式中: hγ：X光子的能量（h为普朗克常数，γ为光的频率）；
光电子学与光子学讲义-作业答案(第1、2章)13版.doc
第一章 1.10 Refractive index (a) Consider light of free-space wavelength 1300 nm traveling in pure silica medium. Calculate the phase velocity and group velocity of light in this medium. Is the group velocity ever greater than the phase velocity? (b) What is the Brewster angle(the polarization angle qp) and the critical angle(qc) for total internal reflection when the light wave traveling in this silica medium is incident on a silica/air interface. What happens at the polarization angle? (c) What is the reflection coefficient and reflectance at normal incidence when the light beam traveling in the silica medium is incident on a silica/air interface? (d) What is the reflection coefficient and reflectance at normal incidence when a light beam traveling in air is incident on an air/silica interface? How do these compare with part (c) and what is your conclusion? 1.18 Reflection at glass-glass and air-glass interface A ray of light that is traveling in a glass medium of refractive index n1=1.460 becomes incident on a less dense glassmedium of refractive index n2=1.430. Suppose that the free space wavelength of the light ray is 850 nm. (a) What should the minimum incidence angle for TIR be? (b) What is the phase change in the reflected wave when the angle of incidence qi =85 ° and when qi =90° ? (c) What is the penetration depth of the evanescent wave into medium 2 when qi =85 ° and when qi =90° ? (d) What is the reflection coefficient and reflection at normal incidence (qi =0 ° )when the light beam traveling in the glass medium (n=1.460) is incident on a glass-air interface? (e) What is the reflection coefficient and reflectance at normal incidence when a light beam traveling in air is incident on an air/-glass interface (n=1.460)? How do these compare with part (d) and what is your conclusion? 1.20 TIR and polarization at water-air interface
物理光学教学大纲
《物理光学》课程教学大纲 课程编码：T1210070 课程中文名称：物理光学 课程英文名称：PHYSICAL OPTICS 总学时：50 讲课学时：50实验学时：0 习题学时：0上机学时：0 学分：3 授课对象：航天学院光电子信息科学与技术系、电子科学与技术专业 先修课程：工科数学分析大学物理电动力学 教材及参考书： 教材：《物理光学与应用光学》石顺祥、张海兴、刘劲松编著；西安电子科技大学出版社，2000年8月第一版 参考书：[1]《光学原理》 M.波恩、E.沃耳夫，科学出版社，1985年第二版 [2]《Principles of Optics》Max Born and Emil Wolf, Cambridge University Press, 1999, seventh (expanded) edition [3]《高等光学》赵建林编著；国防工业出版社，2002年9月第一版 [4]《光学》章志鸣、沈元华、陈惠芬编著；高等教育出版社，2000年6月第二版 [5]《光学》易明；高等教育出版社，1999年10月第一版 一、课程教学目的 光学是研究光的本性，光的产生、传播、接收，以及光与物质相互作用的科学；同时又是与现代科学技术以及现代工程有紧密联系的一门学科。本课程作为一门重要的专业基础课，以光的电磁理论为理论基础，着重讲授光在各向同性介质、各向异性介质中的传播规律，光的干涉、衍射、偏振特性，以及光的吸收、色散、散射现象。其教学目的是使学生深入了解并熟练掌握物理光学
的重要知识，掌握重要的分析问题的方法，培养学生运用光学知识，解决后续课程以及今后工作中所遇有关问题的能力。 二、教学内容及基本要求 1. 本门课程的教学内容 绪论光学的应用领域及应用举例；光学研究的意义；光学的发展历程。（共1学时） 光波的表示及在各向同性介质中的传播特性（共5学时） 光波的特性：光波与电磁波、麦克斯韦电磁方程、物质方程；几种特殊形式的光波；光波场的时域频率谱；相速度和群速度；光波场的空间频率与空间频率谱；光波的横波性、偏振态及其表示。 光波在介质界面上的反射和折射（共4学时） 光波在各向同性介质界面上的反射和折射：包括反射和折射定律；菲涅耳公式；反射率和透射率；反射和折射的相位特性；反射和折射的偏振特性；全反射。光波在金属表面上的反射和折射等。 光的干涉（共10学时） 双光束干涉；平行平板的多光束干涉；光学薄膜；典型干涉仪及其应用。光的相干性理论。 光的衍射（共10学时） 衍射的基本理论：包括光的衍射现象；惠更斯—菲涅耳原理；基尔霍夫衍射公式。夫琅和费衍射：包括夫琅和费衍射装置；矩孔、单缝、多缝以及圆孔的夫琅和费衍射；巴俾涅原理。菲涅耳衍射：包括圆孔和直边菲涅耳衍射。衍射的应用和傅立叶光学基础等。 光波在各向异性介质中的传播特性（共8学时） 晶体的光学各向异性：包括张量的基础知识；晶体的介电张量。单色平面光波在晶体中的传播：包括光波在晶体中传播的解析法和几何法描述。平面光波在晶体界面上反射和折射。晶体光学元件及晶体的偏光干涉等。 晶体的感应双折射（共4学时） 晶体的电光效应（原理及应用）、声光效应和旋光效应（自然旋光现象、菲涅耳的解释、磁致旋光效应、应用）。 光的吸收、色散和散射（共4学时）
光子学与光电子学 原荣邱琪 习题题解
《光子学与光电子学》 习题及题解 原荣 邱琪 编著 第1章 概述和理论基础 1-10 计算每个脉冲包含的光载波数 考虑工作在1 550 nm 波长的10 Gb/s RZ 数字系统，计算每个脉冲有多少个光载波振荡？ 解：已知λ = 1.550 μm ，所以光频是Hz 101.93514×==λc f ，光波的周期是 1T f ==5.168×10?15 s 。 已知数字速率是10 Gb/s RZ 码，所以脉冲宽度是T = 1/(10×109) = 10?10 s ，所以在该脉冲宽度内的光周期数是 19349015.168/101510ele =×==??T T N 1-11 计算LD 光的相干长度和相干时间 单纵模LD 的发射波长是1550 nm ，频谱宽度是0.02 nm ，计算它发射光的相干时间和相干长度。 解：由题可知，λ = 1550×10?9 m ，Δλ = 0.02 × 10?9 m ，从式（3.1.18）可知 ()()Hz 102.5100155/1031020.0/929 892×=××××=Δ=Δ??λλc v 于是，相干时间是 019104)102.5/(1/1?×=×=Δ≈Δv t s 或者 0.4 ns 相干长度是 12.010*******c =×××=Δ=?t c l m 或者 12 cm 与LED 相比（见例1.3.4），LD 的相干长度是LED 的6.3×103倍。
第2章 光波在光纤波导中的传输 2-14 平面电介质波导中的模数 平面电介质波导宽为100 μm ，，490.11=n 084.12=n ，使用式（2.2.6）估算波长为1.55 μm 的自由空间光入射进该波导时，它能够支持的模数。并把你的估算与下面的取整公式进行比较 1π2Int +?? ????=V M 解：全反射的相位变化不能够大于π，所以φ /π 小于1。对于多模波导，φ>>V ，式（2.2.6） ()π2π2V V m ≈?≤φ。利用已知的参数和式（2.2.7），可以计算V 值如下： ()()21.3648.149.1105.11050π2π212 266212221=?×××=?=??n n a V λ 此时()06.23π/21.362π2=×=≤V m ，把0=m 模算上，就有24个模。利用取整公式可以算出该波导能够支持的模数()()23136.212Int 1π2Int =+×=+=V M 。 该题和例2.2.1比较，因为074.12=n 变为084.12=n ，波长由1.0 μm 变为1.5 μm ，所以波导能够支持的模数也减少了。 2-15 计算保证只有一个TE 模工作的AlGaAs 对称平板波导的最大中心厚度 已知自由空间波长λ = 0.85 μm ， 计算保证只有一个TE 模工作的AlGaAs 对称平板波导的最大中心厚度。波导参数为n 1 = 3.6，n 2 = 3.55。 解：由式（2.2.9）可得到最大平板厚度为 μm 711.055.36.3258.02222221c =?=?=n n d λ 2-16 数值孔径计算 接收机PIN 光电二极管的光敏面是2 mm ，使用1cm 的透镜聚焦，透镜和PIN 管之间为空气，计算接收机的数值孔径。 解：因为n 0 = 1，光敏面d = 1 mm ，透镜焦距f = 10 mm ，d /2f <<1, 所以sin α≈ tan αmax max ，由式（2.3.5）可得到 NA = sin αmax ≈ tan αmax = d /2f = 0.05 对应的最大接收角αmax 为2.87o （见图2.2.6），总接收角为2αmax = 5.74o 。 2-17 平板波导的数值孔径和接收角计算 有一个对称的AlGaAs 平板波导，已知中心介质n 1 = 3.6，与其相邻的介质n 2 = n 3 =3.55，
光电(第二版)习题答案1-9章
第一章绪论 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、各种传感器等。 光存储器件分为光盘(包括CD、VCD、DVD、LD等)、光驱、光盘塔等。 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。 3．谈谈光电子技术各个发展时期的情况。 20世纪60年代，光电子技术领域最典型的成就是各种激光器的相继问世。 20世纪70年代，光电子技术领域的标志性成果是低损耗光纤的实现，半导体激光器的成熟特别是量子阱激光器的问世以及CCD的问世。 20世纪80年代，出现了大功率量子阱阵列激光器；半导体光学双稳态功能器件的得到了迅速发展；也出现了保偏光纤、光纤传感器，光纤放大器和光纤激光器。 20世纪90年代，掺铒光纤放大器(EDFA)问世，光电子技术在通信领域取得了极大成功，
形成了光纤通信产业；。另外，光电子技术在光存储方面也取得了很大进展，光盘已成为计算机存储数据的重要手段。 21世纪，我们正步入信息化社会，信息与信息交换量的爆炸性增长对信息的采集、传输、处理、存储与显示都提出了严峻的挑战，国家经济与社会的发展，国防实力的增强等都更加依赖于信息的广度、深度和速度。 ⒋举出几个你所知道的光电子技术应用实例。 如：光纤通信，光盘存储，光电显示器、光纤传感器、光计算机等等。 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）。
天津大学809光电子学基础考研大纲及参考书(更新)
天津大学809光电子学基础考研大纲及参考书 对于天津大学809光电子学基础考研，大家一定要人手一份自己专业课的考试大纲，从大纲中抓住复习的重点内容，但是对于第一次考研的同学来说，从大纲中读取重点和考试常出内容往往不太容易，因为大纲是比较概括的，但是大家必须在复习的时候圈定复习范围,锁定考试内容,然后有的放矢的进行复习，这时候要先看大纲，然后再根据《2018年天津大学809光电子学基础考研红宝书》来复习，其对考研指定教材中的考点内容进行深入提炼和总结，同时辅以科学合理的复习规划。天津考研网小编整理天津大学809光电子学基础考研大纲如下： 一、考试的总体要求 旨在考查考生是否具备光电子学专业的物理学基础和主要的专业课知识。其中物理学基础的考试内容为《物理光学》课程；专业课为《激光原理》课程。主要考查考生对基本概念的理解是否正确，是否具备应用物理学原理去灵活解决具体问题的能力，能否简洁、准确表达解决问题的过程和结果。 二、考试的内容及比例 与物理学基础相关的考试内容涉及《物理光学》课程； 与光电子技术相关的考试内容涉及《激光原理》课程。考试内容以大题为单元，共10道大题，任选5道大题做答，多选总分得零。每道大题30分。其中《物理光学》5道大题，《激光原理》5道大题。每门课程的详细考试大纲见附录。每道大题可以是若干小题的集合，或若干关联的小问题。主要考查考生对基本概念的理解是否正确，是否具有应用原理灵活解决具体问题的能力，能否简洁、准确表达解题过程和结果。 三、考试的题型及比例 共10道大题，任选5道大题做答，多选总分得零。每道大题可以是若干小题的集合，或若干关联的小问题。题型包括基本概念考查题，分析论证推导题，数值估算题等。原则上概念题比例较大，约占70~80％。 四、考试形式及时间 考试形式为笔试，考试时间为3小时（或以研究生院公布的为准）。 附录：《激光原理》部分 1．激光的基本原理（《激光原理》，（第6版），周炳琨编著,国防工业出版社，第一章） 光的受激辐射基本概念；激光的特性。
《模拟电子技术基础》教学大纲
《模拟电子技术基础》教学大纲 二、课程内容 （一）课程教学目标 本课程是电类各专业在电子技术方面入门性质的技术基础课，是一门实践性极强的课程。 本课程以分立元件的基本放大电路为基础，以集成电路为主体，通过课堂讲授使学生理解各种基本电路的组成、基本工作原理和基本分析方法及应用；通过课程实验、课程设计等实践环节使学生加深对基本概念的理解，掌握基本电路的设计与调试方法，便学生获得电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生分析和解决问题的能力。（二）基本教学内容 第一章、绪论 教学目的与要求： 了解课程性质、特点、学习方法。了解电子技术的发展及应用。掌握放大电路的模型和 主要性能指标。 教学重点：
放大电路的模型，放大电路的主要性能指标及应用考虑。 教学难点： 放大电路的主要性能指标及应用考虑。 教学内容： 简单介绍本课程的性质、课程特点、课程学习方法等。对电子技术的发展状况作简要介绍，引发学生对本课程学习的积极性。 对放大电路的模型、性能指标及应用做概要介绍。 对教材中第一章内容可不作详细讲解，待讲到相关内容时再作简要讲解。 第二章、集成电路运算放大器 教学目的与要求： 了解集成运放的主要结构，掌握理想运放的模型、特点及利用“虚短”和“虚断”分析理想放大器构成的应用电路。熟练掌握集成运放构成的典型应用电路，包括同相放大、反相放大、加法、减法、微分、积分运算电路和仪用放大器。通过自学和上机环节掌握模拟电路计算机仿真软件－PSPICE。 教学重点： 理想运算放大器的模型、特性。运算放大器构成的典型应用电路。 教学难点： 对理想放大器的理解，“虚短”和“虚断”的理解和正确运用。 教学内容： (1)集成电路运算放大器 了解集成动算放大器的内部构成、集成运算放大器的传输特性。 (2)理想运算放大器 正确理解理想放大器条件下，放大器的电路参数及其物理意义。
光电子课后习题答案汇总
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 。 ⒉ 在玻璃( 2.25,1)r r εμ==上涂一种透明的介质膜以消除红外线(0.75)m λμ=的反射。 ⑴求该介质膜应有的介电常量及厚度。 ⑵如紫外线(0.42)m λμ=垂直照射至涂有该介质膜的玻璃上，反射功率占入射功率百分之多少？ ⑴玻璃的折射率 1.5n == ，正入射时，当n = 作用，所以 1.225n ===，正入射下相应的薄膜厚度最薄为 0.750.15344 1.225 h m n λμ===? ⑵正入射时，反射率为 2222 00002222000022()cos ( )sin 22()cos ()sin G G G G n n nh nh n n n n n n nh nh n n n n ππλλρππλλ-+-=+++正 2200222200002()cos 3.57%22()cos ()sin G G G nh n n n n nh nh n n n n πλππλλ-= =+++
光电子技术基础基本概念
波前 波在介质中传播时，某时刻刚刚开始位移的质点构成的面，称为波前。它代表某时刻波能量到达的空间位置，它是运动着的。波前与射线成正交。因此，使用射线或波前来研究波是等效的。根据波前的形状一般可以把波分为球面波、平面波，柱面波等。 光电效应 光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。在高于某特定频率的电磁波照射下，某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流，即光生电。光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现，而正确的解释为爱因斯坦所提出。科学家们在研究光电效应的过程中，物理学者对光子的量子性质有了更加深入的了解，这对波粒二象性概念的提出有重大影响。 康普顿效应 1923年，美国物理学家康普顿在研究x射线通过实物物质发生散射的实验时，发现了一个新的现象，即散射光中除了有原波长λ0的x光外，还产生了波长λ>λ0 的x光，其波长的增量随散射角的不同而变化。这种现象称为康普顿效应(Compton Effect)。用经典电磁理论来解释康普顿效应时遇到了困难。康普顿借助于爱因斯坦的光子理论，从光子与电子碰撞的角度对此实验现象进行了圆满地解释。我国物理学家吴有训也曾对康普顿散射实验作出了杰出的贡献。 散射角 入射粒子与物质中的粒子发生弹性碰撞时，其偏离初始运动方向的角度。下图中的Θ角便是入射粒子的散射角。 光的偏振 光的偏振（polarization of light）振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志。光波电矢量振动的空间分布对于光的传播方向失去对称性的现象叫做光的偏振。只有横波才能产生偏振现象，故光的偏振是光的波动性的又一例证。在垂直于传播方向的平面内，包含一切可能方向的横振动，且平均说来任一方向上具有相同的振幅，这种横振动对称于传播方向的光称为自然光（非偏振光）。凡其振动失去这种对称性的光统称偏振光。 麦克斯韦方程组 麦克斯韦方程组（英语：Maxwell's equations），是英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦在19世纪建立的一组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程。它由四个方程组成：描述电荷如何产生电场的高斯定律、论述磁单极子不存在的高斯磁定律、描述电流和时变电场怎样产生磁场的麦克斯韦-安培定律、描述时变磁场如何产生电场的法拉第感应定律。 时谐波 在很多实际情况下，电磁波的激发源往往以大致确定的频率作正弦振荡，因而辐射出的电磁波也以相同的频率作正弦振荡，例如无线电广播或通信的载波，激光器辐射出的光束等，都
光电子学与光学
光电子学与光学 一、项目定义 项目名称：光电子学与光学 项目所属领域：基础产业和高新技术及基础科学 涉及的主要学科：微电子学与固体电子学（国家重点学科）、光学、通信与信息系统 项目主要研究方向： ●新型光电子材料、器件及其集成技术 ●有机光电子学 ●光波导及光纤器件 ●光电子器件理论研究、CAD设计及信息处理 ●非线性光学材料与系统 二、项目背景 1．项目建设意义 近年来，信息技术的蓬勃发展对人类社会产生了巨大的影响。它不但改变了人们的生活方式，而且确立了以信息产业为核心的现代产业结构。信息技术是一个包含了材料科学、计算机科学、电子科学、光学、信息获取、处
理与传输等多门学科的综合性的技术领域。信息技术对经济建设、国家安全乃至整个国家的发展起着关键性的作用，它是经济发展的“倍增器”和社会进步的“催化剂”，是体现一个国家综合国力和国际竞争力的重要标志。在迄今为止的人类历史上，没有一种技术象信息技术这样能够引起社会如此广泛、深刻的变革，在20世纪末和21世纪前半叶，信息技术乃是社会发展最重要的技术驱动力。 目前，全球信息业飞速发展，要在国际竞争舞台立于不败之地，必须有自主知识产权的技术和产品，必须有具有创新能力的人才队伍，能够创造出具有世界先进水平的研究成果。我国是发展中国家，与经济发达国家相比，在发展高技术、推进产业化过程中，不可避免地会遇到更多的困难和障碍，在发挥优势实现跨越式发展中，必须要以坚强的国家意志为基础，发挥政府导向作用，调动各方面积极性，实行统筹规划，集中资源，以保证信息技术实现跨越式发展。建设一个有自主技术、高度发达的光通信、光存储、光显示等信息产业是至关重要的。 光子已成为信息的重要载体，光电子学与光学作为信息技术的重要组成部分之一，已经越来越引起人们的重视与关注。人们不断地探索着光的本质，研究光子的产生、传输、存储、显示和探测的机理与技术。近年来，随着与化学、材料科学、微电子学、凝聚态物理学、磁学等学科
《电工电子基础A》课程教学大纲
《电工电子基础实验A 》课程实验教学大纲 实验类别：□通识基础 ■学科基础 □专业基础 □专业 一、实验课程的目的和任务 性质：电工电子基础实验A 是光信息科学与技术、光电信息工程、自动化、测控技术与仪器、电气工程及其自动化、电气信息工程、应用物理学、生物医学工程等专业的一门必修的学科基础课，它是一门独立设置的实验课程。是一门理论性、工程性、技术性、实践性和实用性很强的课程。 目的和任务：通过实验，使学生巩固和加深对电路分析、模拟电路和数字电路理论课程的理解；掌握常用电子仪表的使用方法和基本电参数的测量方法；掌握模拟、数字电路器件和电气制图等实验技术方面的知识；掌握数字单元电路装配和测试方法；初步掌握电子电路设计自动化(EDA)软件的使用方法；掌握实验数据的处理和撰写实验报告的方法；培养严谨细致、勇于克服困难和开拓创新等方面的科技素质；培养学生在电路方面的工程和技术观点，自觉应用理论知识分析和解决问题的能力，严谨细致的作风和不断创新的能力。 二、实验内容、学时分配及基本要求 本课程分为课堂教学和实验两部分，课堂教学10学时，实验实践54学时。 （一）课堂教学内容（10学时） 1．常用仪器及仿真软件介绍（4学时） （1）知识点一：常用仪器的工作框图原理及技术参数； （2）知识点二：常用仪器的使用方法及注意事项； （3）知识点三：各种测量仪器对被测电路的影响及其程度； （4）知识点四： EDA 软件的使用方法。 教学基本要求：通过本单元的学习，使学生能够了解直流稳压电源、函数信号发生器、万用表、台式万用表、双踪示波器等常用电子仪表的工作原理，熟悉常用电子仪表的基本功能和技术参数，熟悉常用仪表的使用，初步掌握EDA 软件在电路分析中的实验方法和在数字电路中进行仿真的方法。 2．知识单元二： 电工电子实验基础知识及其设计、调测方法 （6学时） （1）知识点一： 基本电气参数的测量及实验数据的处理； （2）知识点二：实验报告写作及电气制图基本知识； （3）知识点三：模拟、数字电路的设计、测试与装配； （4）知识点四：电路、模拟与数字电路常见故障的分析与排除。 教学基本要求：通过本单元的学习，使学生能够了解测量误差产生的原因，熟悉数字器件的电气参数特点，熟悉模拟电路基本参数的测量，掌握实验数据的处理方法和数字电路的设计方法，能够按照要求写出规范的实验报告。 （二）实验实践（54学时） 课程编号： B1100081S 课程名称： 电工电子基础实验A 课内总学时： 64 实验学时/ 上机实验学时： 46 8
天津大学809光电子学基础考研资料 真题笔记
天津大学809光电子学基础考研资料真题笔记 本资料由天津考研网签约的天津大学精仪学院历届高分考研学生集团队合力所作，该团队在考研中取得了专业课初试的优异成绩并在复试中更胜一筹，该资料包含该优秀本校考生团队的考研经验、考研试题解题思路分析、复试流程经验介绍以及针对官方指定参考书的重难要点并根据天津大学本科授课重点整理等，从漫漫初试长路到紧张复试亮剑为各位研友提供全程考研指导攻关。该资料从导师篇、专业课篇、复试篇三个大的方面详细介绍了该专业考研涉及的问题。 天津大学809光电子学基础考研资料真题笔记 天津大学光电子技术专业的专业课出题基本依据老师在教学中的认为学生应该掌握的重点出题，而对于没有上过该校专业课的外校考生来说，如何把握住重点，如何在短短几个月的时间高效率的复习专业课变得至关重要！本资料由天津大学光电子技术专业优秀考研学生编写，为大家在以下几个方面详细盘点专业课知识，把握考研脉络： 1、对该专业做了简单介绍，重点从学生角度评价了各个导师，为考生选择一个合适的导师指明了方向。对近三年的考研情况作了总结，便于大家更好的了解该专业的考研难度和考研形势。 2、详细的为大家讲解专业课每个章节的重点，这些重点都来自于本校老师在讲课时所列重点以及编者在考研经历中对历年考研试题的总结，并将知识分为了解、掌握、重点、易考四个等级，让您更好的掌握知识的层次。 3、详细解析历年真题，分析真题分布的重点章节，每章节题目的考查形式以及命题趋势。认真的分析真题，让你抓住考试的命题思路. 4、对于试题变革后的考点做了详细的分析，，即使是本校考生也没有掌握这方面的详细资料。对考点有了深入了解，将使你站在比本校考生更高的起跑线上。 5、对复试做了详细分析，包括复试流程、复试内容、复试如何准备、复试的答题技巧。对复试技巧方面，参考了几位在各届复试中表现出色的学长的经验，相信对考生的复试应该有很大帮助。尤其在实验部分编者做了详细介绍，让外校考生能够对考研复试的实验环节做好充分准备。 天津大学809光电子学基础考研资料真题笔记 核心资料目录一： 第一篇、导师篇：本专业三个实验室的发展方向及所涉及老师的绝密介绍 第二篇、专业课篇：（综合本科教学重点及考研重点及数位研究生成功经验而成） 1、激光技术（明确了各章需要掌握知识点的重要程度及重点课后题） 2、激光原理（明确了各章需要掌握知识点的重要程度） 3、物理光学（明确了各章需要掌握知识点的重要程度） 4、附加资料： A、作业题（题目来源为本科学习期间老师留的所有作业题，包括公共教材课后题和老师补充习题)； B、补充习题（天大内部资料，为一本黄色的小册子，有答案，为此科目考研必备，许多题来源于此)； C、考研试卷：光电子学基础06年试卷、物理光学1996--2004年和激光原理及技术1996—2005年的考试真题（其中96-03年均有全部解答过程)，此套试卷市场独家最全，众所周知天大出题重复率高，一般多年的试题就是一个小题库，所以历年试题一定要仔细研究，通过多年试卷可总结出出题重点及思路，光电子学基础06年试卷属于未解密试卷，通过考生回忆（独家)。 第三篇、复试篇（总结多位同学复试情况综合而成） 1、导师介绍：本专业三个实验室的发展方向及所涉及老师的绝密介绍； 2、笔试题目（笔试原题整理，本科期间本专业所涉及专业课的重点知识编写)；
光电子技术教学大纲6.20
《光电子技术》教学大纲 本课程依据应用物理学专业2015版人才培养方案制定 课程名称：光电子技术 课程代码：B1509117 课程管理：数理学院应用物理教研室 教学对象：应用物理专业 教学时数：总时数48 学时，其中理论教学32 学时，实验实训16 学时。 课程学分：3 课程开始学期：6/8 课程性质：专业选修课 课程衔接：先修课程：工程光学、电磁学、原子物理学、量子力学、模拟电子技术 一、课程教学目标 光电子技术是由电子技术和光子技术互相渗透、优势结合而产生的，是一门新兴的综合性交叉学科，已经成为现代信息科学的一个极为重要的组成部分，以光电子学为基础的光电信息技术是当前最为活跃的高新技术之一。该课程介绍光电子技术的理论和应用基础，介绍光电子系统中关键器件的原理、结构、应用技术和新的发展。该课程在阐明基本原理的同时，突出应用技术，使学生能够把握光电子技术的总体框架，有兴趣、有信心投入实践和创新活动。 二、教学内容及要求 第一章光电系统的常用光源 （一）教学目标 掌握常用的光源及光度学的基本知识；了解发光二级管的新进展。 （二）知识点及要求 第一节辐射度学和光度学的基础知识 1、掌握辐射度学和光度学的基础知识； 2、了解辐射度学和光度学之间的关系与联系。 第二节热辐射光源 1、掌握热辐射光源的基本原理； 2、了解黑体辐射器、白炽灯和卤钨灯的原理。 第三节气体放电光源 1、掌握气体放电光源； 2、了解气体放电光源的特点以及各种不同类型的气体放电光源。 第四节激光器 1、掌握激光器的基本原理以及半导体激光器的结构； 2、了解各种不同的激光器的发光机理。 第五节发光二极管 1、掌握发光二极管的基本原理； 2、了解发光二极管的工作特性。 （三）教学重点与难点
光电子能谱分析
第五章光电子能谱分析 一、教学目的 1. 了解常用表面分析方法特点及应用。 2. 掌握光电子能谱的基本原理。 3. 掌握光电子能谱实验技术，包括能谱仪的应用及样品测定中应注意的问题。 4. 了解和掌握光电子能谱的应用。 5. 了解俄歇电子能谱分析方法。 一、 教学方法 面授 二、 教学手段 多媒体＋板书 三、 学时分配 6学时 四、 重点、难点 1.光电子能谱的基本原理。 2.光电子能谱应用技术。 五、 作业（思考题） 1. 表面分析可以得到哪些信息？ 2. 表面分析方法有哪几种？ 3. 试述光电子能谱测量原理。 4. 光电子能谱分析表面的深度？ 5 光电子能谱仪的组成有那些？制样中要注意那些问题？
第一节概述 电子能谱是近十多年才发展起来的一种研究物质表面的性质和状态的新型物理方法。这里所谓的表面是指固体最外层的l～10个原子的表面层和吸附在它上面的原子、分子、离子或其他覆盖层，它的深度从小于1到几个nm，或者包括采取剥离技术将表面层沿纵向深度暴露出新的表面。用特殊的手段对这类表面进行分析已形成一门新兴的测试方法，即表面分析法，它在理论上和实际应用上都有广泛的研究领域。表面分析方法在无机非金属材料学科中的应用，例如：研究玻璃表面的刻蚀作用、水泥矿物硅酸钙的水化作用、陶瓷表面和界面、高温超导材料表面的作用等均有重要意义。 一、表面分析可以得到的信息 表面分析是借助于各种表面分析仪，对物体10 nrn以内的表面层进行分析，可得到的信息有： （1）物质表面层（包括吸附层）的化学成分，除氢元素以外的元素都可以从表面分析法获得定性和定量的结果，而X射线能谱分析一般只能分析到原子序数为11以上的元素（最好的仪器可以分析原子序数为4的Be元素）。定量分析也只能达到半定量程度。 （2）物质表面层元素所处的状态或与其他元素间的结合状态和结构，即元素所处的原子状态、价态、分子结构等信息。 （3）表面层物质的状态，如表面层的分子和吸附层分子状态、氧化态、腐蚀状态、表面反应生成物等。 （4）物质表面层的物理性质，这在一般表面分析中虽不是研究的主要内容，但可以得到与表面的元素、价态、结构等信息的关系。 在做表面分析工作时，不仅在制备样品时要求在高真空和超净条件下进行，而且在测试过程中也要注意仪器中的条件，以防止因污染而引起测试误差。 二、表面分析法的特点 表面分析技术与普通光谱仪不同，它不是研究光与物质的相互作用后所产生的光的特性，而是研究光（或粒子）与物质相互作用后被激发出来的二次粒子（电子、离子）的能量，以达到所要获得的结果。它是测定物质表面的平均成分，不是体内，也不是微区成分，它测定的是物质受激而发出的价电子或内层电子的能量；与红外光谱相比，红外光谱给出的是分子指纹，或是基团特征，而表面分析则可给出原子指纹，测定原子的价态（电子结构）、原子和电子所处的能级，从而可以定出分子结构。 表面分析的另一特点是无损分析，分析的是最表层的元素信息，分析灵敏度极高。 三、各种表面分析仪及其研究目的 表面分析只是测定物质表面层厚度在10nrn以内的各种信息，所以与粒子逸出的深度紧密相关。表面分析法所用的仪器主要有以下几种： （1）离子探针微区分析（缩写IMMA）和X射线微区成分分析（电子探针）一样，是测定物质表面微区的化学成分，但是它又与电子探针或能谱分析有差异，主要在于它的激发源是用离子束而不是电子束，测量的是被激发出的离子的质量而不是特征X