光电子期末考试参考资料
1-1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。 光显示器件包括CRT 、液晶显示器、等离子显示器、LED 显示。
1-2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。
1-5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
2-1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、振幅方向相同、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
22
010201022cos 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
1.22
f
D
λ
。
2-2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 λ
μ=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 1.5
正入射时，当n ，膜系起到全增透作用
1.225
n
00.75
0.15344 1.225
h m
n
λμ=
=
=?
⑵ 正入
射时，
反
射率
为
22
22
0000
2222
0000
22()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
22
00
22
22000
2()cos 3.57%
22()cos (
)sin G G G nh
n n n n nh
nh
n n n n πλππ-
=
=+++
2-5一束波长为0.5 m μ的光波以045角从空气入射到电极化率为20.6
j ＋的介质表面上，求
⑴此光波在介质中的方向（折射角）
。⑵光波在介质中的衰减系数。
⑴
2123n =+
=n 由
112
sin sin n n θθ=得
2sin θ2θ=⑵衰减系数
7
2(0.6)0.6 1.310n
r k πλ
=-?-=
?=?
2-6输出波长
λ
＝632.8
nm 的He-Ne 激光器中的反射镜是在玻璃上交替涂
覆ZnS 和2
ThF 形成的，这两种材料的折射率系数分别为1.5和2.5。问至少涂覆多少个双层才能使镜面反射系数大于99.5％？ 设玻璃的折射率G
n ＝1.5 由题意：
2
2
20220()
0.995()
P
H H L
G P H H L G n n n n n n n n n n λ
ρ??-??
?
?=≥?
?+????
正，，
即
9975
.0)
5.1/5.2()5.1/5.2(1)
5.1/5.2()5.1/5.2(12
2≤+-p 即
745
.1910025
.0167.49975
.15.15.22=?≥
??
? ??p
15
.529.102≈?=p p 故至少涂覆6个双层。
745
.1910025
.0167.49975
.15.15.22=?≥??
? ??p
15.529.102≈?=p p 故至少涂覆6个双层。
第三章激光原理与技术
3-1填空
⑴ 最早的电光源是炭弧光灯，最早的激光器是 1960 年由美国的梅曼制作的红宝石激光器。
⑵ 光在各向同性介质中传播时，复极化率的实部表示色散与频率的关系，虚部表示物质吸收与频率的关系。
⑶ 激光器的基本结构包括激光工作物质、泵浦源和光学谐振腔。激光产生的充分条件是阈值条件和增益饱和效应，必要条件包括粒子数反转分布和减少振荡模式数。
⑷ 今有一个球面谐振腔，r1=1.5m ，r2=-1m ，L=80cm ，它属于稳定腔。
3-2试简单说明以下光电子学术语的科学含义：
⑴ 受激辐射
处于激发态E2上的原子，在频率为υ21的外界光信号作用下，从E2能级跃迁到E1能级上，在跃迁过程中，原子辐射出能量为21
h υ、与外界光信号处于同一状态的
光子，这两个光子又可以去诱发其他发光粒子，产生更多状态相同的光子，这样，
在一个入射光子作用下，就可以产生大量运动状态相同的光子，这一发射过程称为受激发射过程。
⑵ 谱线的多普勒加宽
多普勒展宽是由于气体物质中作热运动的发光粒子所产生的辐射的多普勒频移引起的。
⑶ 谱线的自然加宽
自然加宽是由于粒子存在固有的自发跃迁，从而导致它在受激能级上寿命有限所形成的谱线加宽。 ⑷ 光放大
光束在激活介质中传播时，设入射端面处光强为0()
I υ，距离x 处光强为
()I υ，且，则2121121212121212
()()()0()()d dI g N N B h dt I g ρυυυρυυ==->可见光强在激活介质中不断放大。为此，引入激活介质的增益系数G(v)
G(v)=dI(v)/I(v)dx
式中，dI(v)是传播距离dx 时的光强的增量。这说明：介质的增益系数在数值上等于光束强度在传播单位长度的距离时，光强增加的百分数。由于dI(v)>0，因而G(v)>0，所以G(v)可以表示光在激活介质当中的放大特性。
3-3计算与推导
（1）λ＝0.5μm 时，什么温度下自发辐射率与受激辐射率相等？T=300K 时，什么波长下自发辐射率相等？
自发辐射率为A21，受激辐射率为W21。21
2121()w
B ρυ=。由
爱因斯坦关系式可知：
33
21213218A h n B c
πυ=，
由普朗克公式可知：33
21213
21
81
()exp()1
h n
h c
kT
πυρυυ=
- ，
（a ）由题意A21＝W21，故
3
21
exp(
)11h kT
υ-=， 333483332132363
ln 2ln 2 6.6310(310)0.6931
7.19101.3810(0.510)h hc T K k k υλ---????=
===????
（b ）当T=300K 时，
33483312
23
ln 2 6.6310(310)0.6931
2.997101.3810300
hc kT λ--????=
==??? 41.44210M λ=?
（2）He-Ne 激光器的反射镜间距为0.2m ，求最靠近632.8nm 跃迁谱线中心的纵模阶数、纵模频率间隔。如果增益曲线宽度为9
1.510?Hz,则可能引
起的纵模总数是多少？
解
：
气
体
的
折
射
率1
n ≈，由
2q c
q nL
υ=
得 5
9
2210.2
6.3210632.810nL
q λ
-??=
=
=??
纵模频率间隔
8
83107.5102210.2
q c Hz nL υ?=
==??? 实际振荡纵模总数
9 1.5101137.510T q q υυ????
?=+=+=????
???????
（3）红宝石激光器的工作物质有特性：732
1510/N N cm -=?、300K
处，
1101
210()
Hz g υυ≈
=?，3310s
s τ-=?，144.32610Hz υ=?，
n=1.78，求其在中心频率处的增益系数G(v)。
解： 因为
12212121212128)2/(1
)2/(g
g A N g g N K N g g N G m λ????? ??-=????? ??-=
ν
λτn c
g g A =
==，，212211 所以
：
()cm
v n c N N G m /1046.9)1036.4(78.1102410910541122
1421122072222212-?=??????='?-=πτνπ3-4简述题
⑴ 简述激光的特点。
激光的特点主要表现在以下四个方面：①激光具有激光极好的方向性②
激光的单色性非常好③激光的相干性好④激光具有极高的亮度和单色亮度。信息光电子技术中所用的光源，着重单色性、高速脉冲性、方向性、可调谐性和高能量密度等。激光正是满足这些条件的最好的光源。
⑸ 以一个三能级原子系统为例，说明激光器的基本组成和产生激光的基本原理。
激光工作物质提供形成激光的能级结构体系，是激光产生的内因。要产生激光，工作物质只有高能态（激发态）和低能态（基态）是不够的，还至少需要有这样一个能级，它可以使得粒子在该能级上具有较长得停留时间或较小得自发辐射概率，从而实现其与低能级之间得粒子数反转分布，这样得能级称为亚稳态能级。这样，激光工作物质应至少具备三个能级。
泵浦源提供形成激光的能量激励，是激光形成的外因。由于在一般情况下介质都处于粒子数正常分布状态，即处于非激活状态，故欲建立粒子数反转分布状态，就必须用外界能量来激励工作物质。把将粒子从低能态抽运到高能态的装置称为泵浦源或激励源.
光学谐振腔为激光器提供反馈放大机构，使受激发射的强度、方向性、单色性进一步提高。不论哪种光学谐振腔，它们都有一个共同特性，那就是都是开腔，即侧面没有边界的腔，这使偏轴模不断耗散，以保证激光定向输出。而且，谐振腔具有选频作用，只有满足相干条件（即来回一趟相位差改变量是2π的整数倍）的频率的光才有可能产生振荡，从而从自发发射的光谱中选出纵模。
⑺ 分析激光产生的条件。
激光产生的两个必要条件：粒子数反转分布和减少振荡模式数，要形成稳定的激光输出还要满足起振和稳定振荡两个充分条件。
粒子数反转分布指能级上的粒子数分布满足条件（N2/g2）>(N1/g1)，相应地有dp(v21)>0，表示光束在粒子数反转分布状态下的工作物质中的工作物质中传播时， 光密度将不断增加。称这种状态的物质为激活介质。
要想得到方向性很好、单色性很好的激光，仅有激活介质时不够的，这是因为：第一：在反转分布能级间的受激发射可以沿各个方向产生，且传播一定的距离后就射出工作物质，难以形成极强的光束；第二，激发处的光可以有很多频率，对应很多模式，每一模式的光都将携带能量，难以形成单色亮度很强的激光。欲使光束进一步加强，就必须使光束来回往复地通过激活介质，使之不断地沿某一方向得到放大，并减少振荡模式数目。由于光束在腔内多次的来回反射，极少频率的光满足干涉相长条件，光强得到加强，频率得到筛选，特别是在谐振腔轴线方向，可以形成光强最强、模式数目最少的激光振荡，而和轴线有较大夹角的光束，则由侧面逸出激活介质，不能形成激光振荡。
理论和时间结果表明：当入射光强度足够弱时，增益系数与光强无关，是一个常量；而当入射光强增加到一定成都时，增益系数将随光强的增大而减小，即G(v)应写为G(v,I)。这种G(v,I)随着I 的增大而减小的现象，称为增益饱和效应。它是激光器建立稳态振荡过程的稳定振荡条件。
⑻ 简述光谱线展宽的分类，每类的特点与光谱线型函数的类型。
一般来讲，谱线展宽分均匀展宽与非均匀展宽两大类。
1. 均匀展宽的特点是：引起均匀展宽的机制对于每一粒子而言都是相同的。任一粒子对谱线展宽的贡献都是一样的，每个发光粒子都以洛伦兹线型发射。均匀展宽又包括自然展宽、碰撞展宽和热振动展宽等。
（a ）自然展宽是由于粒子存在固有的自发跃迁，从而导致它在受激能级上寿命有限所形成的。由于它是粒子本身固有性质决定的，自然存在的，因而称为自然展宽。2
2
2
01
()14()()
2s
N s
g τυπυυ=
-+可见()
N g υ表达式具有洛伦兹型。
（b ）碰撞展宽是由于气体中大量粒子无规则运动而产生的碰撞引起的谱线展宽。 （c ）热振动展宽是由晶格热振动引起的谱线展宽，在固体激光物质中其量级远大于前两者，晶格原子的热振动使发光粒子处于随时间周期变化的晶格场中，引起能级振动，导致谱线展宽，这种展宽与温度关系最大。 2. 非均匀展宽的特点使粒子体系中粒子的发光只对谱线内与其中心频率相对应的部分有贡献，可以区分为线型函数的某一频率范围是由哪些粒子发光所引起的。这种展宽主要包括多普勒展宽与残余应力展宽。Ⅰ （a ）多普勒展宽是由于气体物质中作热运动的发光粒子所产生的辐射的多普勒频移引起的。多普勒展宽的线型函数
2
2
020
1
()220()()2mc KT D c
m g e KT
υυυυυπ--=
（b ）残余应力展宽是固体激光物质内部残余应力引起的，其中一种是晶格缺陷所
致，非均匀分布的缺陷引起不同位置粒子V0不同；另一种是由物质本身原子无规则排列构成的。这类展宽的解析形式难以求证，常用实验测定。
（10）激光器按激光工作介质来划分可分为几类？
按激光工作物质的类型有如下划分：
⒈气体激光器 液体激光器 ⒊固体激光器 ⒋半导体激光器
⑾ 分析同质结半导体激光器与发光二极管的区别与联系。
同质结半导体与发光二极管的联系：正向偏压下，大量电子和空穴分别通过耗尽层注入到p 侧和n 侧，于是导带中存在电子而价带中不存在电子，形成粒子数反转分布；
同质结半导体与发光二极管的区别：发光二极管的结构公差不严格，而半导体激光器需要精确控制制造工艺，以保证两个端面形成极为光滑平整且互相平行的光学谐振腔。当低于激光阈值时，注入式激光器就像一个发光二极管，无规律地发光；当注入芯片的电流增大到某一量值时，就会发生粒子数反转，这时受激原子数目多于低能态原子；从某些激发态原子自发地发出的光子与p-n 结的激发态电子相碰撞，出发更多的光子发射出来，形成受激发射。 ⑿ 简述尖峰振荡效应过程。
不加任何特殊装置的固体脉冲激光器，在一次输出中，激光脉冲的宽度大约时ms 数量级。这个脉冲并不是平滑的，而是包含宽度更窄的短脉冲系列，其中每一个短脉冲宽度只在uS 数量级，并且激励越强，短脉冲的时间间隔越小。这种现象称作迟豫振荡效应或尖峰振荡效应。
⒀ 激光调Q 技术于锁模技术的脉宽分别在哪个量级？
调Q 技术可以产生脉宽纳秒量级、峰值功率MW 量级的巨脉冲，锁模技术可以产生皮秒至飞秒量级的超短脉冲。 ⒁ 常见的调Q 方法有哪几种？
⒈转镜调Q 技术 ⒉染料调Q 技术 ⒊电光调Q 技术 ⒋声光调Q 技术
⒂ 分别简述几种常见的激光锁模实现方法。
激光器一般有多个不同的振荡模式，他们本身是不关联、非相干的，起振幅与相位彼此独立；如果能使得各个独立模式在时间上同步、振荡相位一致，则总光场是各个模式光场得相干叠加，输出为一超短脉冲，且残余相干得模越多，不均于分布越尖锐，则脉宽越窄、峰值功率越高。这种通过把激光中所有的模耦合在一起并把各个模的彼此相位关系锁定得方法称为锁模，相应得技术称为锁模技术。 实现锁模的方法有很多，大致分为一下几类： ⒈主动锁模
是一种内调制锁模，通过在腔内插入一个电光或声光调制起实现模式锁定，要求调制频率精确地等于激光器的纵模间隔，从而使所有参与振荡的模式相位同步的锁模技术。 ⒉被动锁模
类似染料被动开关，把很薄的可饱和吸收染料盒插入自由运转的环形腔结构激光器谐振腔环路中点，使相反方向的两个脉冲精确同步地到达吸收体 ，发生碰撞，产生相干叠加效应，从而获得有效锁模的碰撞锁模方式。 ⒊自锁模
这是一种通过增益调制来实现锁模的方法。用一台锁模激光器的序列脉冲输出泵浦另一台激光器，在两个激光器光腔长度相等的情况下，激光器的增益收到调制，在最大增益时形成一个脉冲更窄的序列脉冲输出，这就是自锁模技术，或称同步锁模技术。
第四章光波导技术基础
4-1某光纤传输的波段为0.8:0.9um 。若每一路电话带宽为4KHz ，每套彩电节目带宽10MHz ，则该光纤理论上可传送多少路电话或多少套彩电节目？
光纤传输的频率f=c /λ,故它传输波段为
333*10^14 : 3.75*10^14 Vf=0.417*10^14
能传播的电话数目N1=(0.417*10^14) / (1.04*10^3)=1.04*10^10 能传播的彩电数目N1=(0.417*10^14) / (10*10^6)=4.17*10^6
4-6光纤的基本结构是什么？单独的纤芯可否作为光波导？包层的作用是什么？光纤传输光的基本原理是什么？什么是传输模、辐射模和消逝模？
光纤由传导光的纤芯（折射率n1）和外层的包层（折射率n2）两同心圆形的双层结构组成，且 n1>n2 。外面再包以一次涂覆护套和二次涂覆护套。 单独的纤芯不能作为光波导，光波导由纤芯和包层共同组成。
包层对纤芯起保护作用，包括增加光纤的机械强度，避免纤芯接触到污染物，以及减少纤芯表面上由于过大的不连续性（即界面两边的折射率差别过大）而引起的散射损耗率。
光波在光纤中传播有3种模式，导模（传输模），漏模（泄漏模）和辐射模。 导模是光功率限制在纤芯内传播的光波场，又称芯模。其存在条件是n2k0<β 形成振荡形式，但其振幅很小，传输损耗也很小。 辐射模在纤芯和包层中均为传输场，其存在条件是β 4-8波长为1.3um 的光射入单模阶跃折射率光纤，其芯区与包层折射率分别为n1=1.52，n2=1.42⑴若将其至于空气（折射率为1）中，则其数值孔径、最大入射角及芯径分别为多少？⑵若将其置于水（折射率为1.33）中呢？ 解： ⑴数值孔径 ..0.542N A N.A=n0sin φmax , φ° 由于是单模传播，故 V<2.405， 2.405 22 2 1.836 a n n =-m μ ⑵数值孔径 ..0.542 N A Φmax=arcsin(0.542/1.33)=24.05° 由于是单模传播，故 V<2.405， 2.405 < 022 12 2.4052 1.836 a n n λπ < = -m μ 4-9波长1.55um 8um 、纤芯折射率n1=1.458的单模阶跃折射率光纤中，求 ⑴若包层折射率n2=1.448，求其数值孔径与最大入射角。 ⑵包层折射率应在何范围内方能维持单模传输？ ⑶包层折射率为n2=1.453时的模式有效折射率。 解： ⑴ 数值孔径 ..0.17N A 最 大 入 射 角 由 0max sin 0.17 n ?=得 0max arcsin0.179.815?== ⑵ 由归一化频率 02.. a V N A πλ=<2.405 2.405 得出 n2>1.450 4-10将50uW 光功率注入到500m 长的光纤中，若末端收到功率为38uW ，则 每公里光纤的损耗为多少dB/km ？若光纤长5KM ，则输出光功率为多少？ 光纤损耗 101050lg lg 2.38/0.538 i o P dB km z P α= == 由2.38=2lg(Pi/P0) 得2.38=2lg(50/P0) P0=3.23 uW 4-⒒ 设计一个小型光纤通信系统，用LED 光源， λ0=0.85um, △λ=40nm ，，多模光纤n1=1.5，△=0.01，材料色散dn1/d λ0=3.5*10^5 m-1，。 ⑴若探测器最小可探测功率Pmin=5*10^-4mW ，光源功率P=1mW ，光纤传输损耗为2dB/km （用dB 表示的光纤损耗），输入输出耦合损耗共5dB,试求损耗限制的最大传输距离Lmax 。 ⑵若采用阶跃折射率光纤，试计算由于材料色散与模间色散引起得脉冲展宽。若传输脉冲速率为10Mbit/s ，求色散限制得最大传输距离Lmax 。 ⑶若采用平方律折射率渐变光纤（α=2），重复⑵得计算，并比较结果。 解：⑴由题意： ' 4 max 101 2lg 510L -= ? 'max 16.5L KM =,又因为输入输 出耦合损失为5dB ，'max max 5142 L L km =-= ⑵ 由 材 料色 散 引 起 的 脉 冲 展 宽 2 1002 1 3.4/n d n ns km c d τλλλ?≈-?=- 由模间色散引起的脉冲展宽： 011111010000 ()()()41.5/m d k n N dn dn n k n ns km c dk c c dk c d τλλ????=?==+=-= 波导色散和材料色散相比小的多，故多模波导中光脉冲的总群延差为 m n τττ?=?+?＝38.1/ns km 传输脉冲速率为10Mbit/s ，相邻脉冲之间的时间间隔 710t s -?=＝ 5 10ns 由色散所决定的最大的传输距离 max 2624.7t L km τ ?= =? ⑶ 当采用平方率折射率渐变光纤时， 由材料色散引起的脉冲展宽 21 002 1 3.4/n d n ns km c d τλλλ?≈-?=- 由 模 间 色 散 引 起 的 脉 冲 展 宽 22 11100()0.2075/22m N dn n ns km c d c τλλ?? ?= =-= 由色散所决定的最大的传输距离 max 481927.7t L km τ ?= =? 若采用平方率渐变光纤，则脉冲展宽减小为阶跃光纤的△/2，即小约两个数量级。采用渐变多模光纤对于增大光纤传输带宽具有极其重要的意义。 第六章光电探测技术 6-1列出光探测器的基本参数并说明其含义。 ①量子效率，又称量子产率，是指一个入射光子所释放的平均电子数。它与入射光子能量（即入射光波长）有关。其表达式为 c c I I h e P eP h υηυ = =，式中 P 是入射到探测器上的光功率，c I 是入射光产生的平均光电流大小，P/hv 是单位时间内入射光子平均数，Ic/e 是单位时间产生的光电子平均数，e 是电子电荷。 ②响应度R ，为探测器输出信号电压Vs 与输入光功率P 之比 R=Vs/P 单位为V/W 。 ③灵敏度S ，为探测器输出信号电流Is 与输入光功率P 之比 S=Is/P , R 和S 均用来描述探测器输出电信号与输入光功率的关系，均是波长λ的函数。入射光波长一定，则响应度与灵敏度确定。 ④光谱响应，就是表征R （或S ）随波长λ变化的特性参数。光谱响应中还有一个重要参量，称为响应峰值波长，它指相对光谱响应曲线中对应于最高响应率的辐射波长。 ⑤噪声等效功率，定义为相应于单位的信噪比的入射光功率，用来表征探测器探测能力，定义式为s n P NEP V V = NEP 越小，探测能力越强。 ⑥探测度D ，是NEP 的倒数，即单位辐射功率相应的信噪比 11()s n V D NEP P V = = 通常归一化探测度*D 比前述D 更能体现探测器性 能。 * D 表示单位探测器面积、单位带宽的探测度，定义式为 1 12* 2 ()() () d s d n A f V D D A f P V ?=?= 式中，Ad 为探测 器面积，f ?为放大器带宽。 ⑦频率响应() R f ，是描述光探测器响应度在入射光波长不变时，随入射光调 制频率f 变化的特性参数。它是光探测器对加在光载波上的电调制信号的响应能力的反映，是表征光探测器频率特性的重要参数。 6-2光探测器的物理效应主要有哪几类？每类有哪些典型效应？ 光电探测器的物理效应可以分为三大类：光电效应、光热效应和波相互作用效应。 光电效应是入射光的光子与物质中的电子相互作用并产生载流子的效应，此处所指的是一种光子效应，也就是单个光子的性质对产生的电子直接作用的一类光电效应。根据效应发生的部位和性质，习惯上将其分为外光电效应和内光电效应。外光电效应是指发生在物质表面上的光电转换现象；内光电效应指发生在物质内部的光电转换现象。 6-4总结选用光探测器的一般原则。 光电探测的一大特点是选择性好，另一方面，光电材料对入射光子的响应几乎是瞬间完成（微秒以至纳秒量级），因此光电探测器的另一特点就是响应速度快。 热探测基本属于无选择性的探测，另一方面热效应具有积累的特性，与探测器件的热容量及散热的快慢都有关。 一般说来，光电探测方式由于其相对于热探测器的优越性（选择性高、 响应快）而用途更广，但热探测器在某些领域的作用是光电探测器无法取代的。 6-5比较直接探测和外差探测技术的应用特点。 直接探测法能检测光强及光强的变化，是非相干辐射的惟一探测方法，而对相干辐射进行直接探测具有简单、方便、室温运转等优点，但它不能反映光载波频率及相位的变化，因而探测灵敏度低，信噪比差。 外差探测法中的高质量本振光束不仅给信号光束提供了转换增益，还可以消除背景噪声和暗电流的影响，大大提高探测灵敏度，达到近乎理想量子极限，它不仅可以探测光强调制信号，还可用于频率或相位调制波的探测，但外差探测系统复杂，对信号光与本振光要求均很高，技术难度大，成本高。光电探测器除了具有解调光功率包络变化的功能外，只要光谱响应匹配，就可以实现外差探测。 6-6说明内光电效应和外光电效应的差别。 根据效应发生的部位和性质，习惯上将其分为外光电效应和内光电效 应。外光电效应是指发生在物质表面上的光电转换现象,主要包括光阴极直接向外部放出电子的现象，典型的例子是物质表面的光电发射；内光电效应指发生在物质内部的光电转换现象，特别是半导体内部载流子产生效应，主要包括光电导效应与光伏效应。概括起来就是：(1)内光电效应发生在物质内部，外光电效应发生在物质表面；(2)内光电效应主要体现为载流子的产生效应，外光电效应主要体现为表面电子发射现象；(3)内光电效应中的红限与半导体禁带宽度成反比，而外光电效应中的红限与表面逸出功成反比。 6-7说明光电倍增管的基本组成及其作用。 光电倍增管由光电阴极C 、一系列倍增电极D 、收集阳极A 三大部分密封在真 空外壳中组成，如图6-11所示。 倍增电极，即能发射二次电子的电极，其电位与阴极相比逐渐升高，一般极间电位差为100V 。光电阴极是光电倍增管的关键部分，它将入射光转换为电流，决定着探测器的波长响应特性及极限灵敏度。 收集阳极用来汇总经一系列光电倍增管作用而在最后一级倍增阴极产生出的数目巨大的二次电子。 6-9 PIN 光电二极管，受波长为1.55um 的12 610?个光子的照射，其间输出端产生12 210?个电子。计算量子效率和电流灵敏度。 由量子效率定义得：122100.33610 η?= =? 由 电 流 灵 敏 度 定 义 式 得 ： 再 由)/(416.033.024 .155 .124.121W A hc e hv e hvN eN P I S =?=≈=== = ηληλη 第七章光电显示技术 7-1什么是三基色原理？ 三基色原理指自然界中客观存在的任一种颜色均可以表示为三个确定的相互 独立的基色的线性组合。 实用上常选择红(R)、绿（G ）、蓝（B ）作为三基色。将三基色按一定比例混和调配，就可模拟各种显示颜色。 7-2显示器的主要性能指标： 亮度、对比度和灰度、分辨力、颜色 习题 3．光纤的传光原理是 全反射 ，纤芯和包层折射率满足 21 n n > 。 4．归一化频率V 是与光波波长和光纤结构参数有关的参量，通常用它表示光纤所传导的 模式数量 ；单模光纤对归一化频率的要求是 V<2.405 。 5．由于单模光纤只传输一种模式，因而它不存在模间色散，只有模内色散，即 材料色散 和 波导色散 。 6．激光产生的充分条件是 阈值条件、增益饱和 ； 必要条件是 粒子数反转、减少振荡的纵模数 。 7．激光器按工作物质划分，可分为液体激光器、 固体激光器、气体激光器、半导体激光器、光纤激光器 8．外光电效应的典型器件是 光电管、光电倍增管 ；内光电效应的典型器件是 光电池、光电二极管 。 9．表征显示器件的主要性能指标有 亮度、对比度和灰度、分辨力、颜色 。 10．光电探测技术是把 光信号 转换为 电信号 ，并将信息提取出来的技术；两种典型的光电探测方式为 直接探测和外差探测 。 光电子技术基础考试题及答案 一、选择题 1.光通量的单位是（ B ）. A.坎德拉 B.流明 C.熙提 D.勒克斯 2. 辐射通量φe的单位是（ B ） A 焦耳 (J) B 瓦特 (W) C每球面度 (W/Sr) D坎德拉(cd) 3.发光强度的单位是（ A ）. A.坎德拉 B.流明 C.熙提 D.勒克斯 4.光照度的单位是（ D ）. A.坎德拉 B.流明 C.熙提 D.勒克斯 5.激光器的构成一般由（ A ）组成 A.激励能源、谐振腔和工作物质 B.固体激光器、液体激光器和气体激光器 C.半导体材料、金属半导体材料和PN结材料 D. 电子、载流子和光子 6. 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。适当偏置是（D） A 恒流 B 自偏置 C 零伏偏置 D 反向偏置 7.2009年10月6日授予华人高锟诺贝尔物理学奖，提到光纤以SiO2为材料的主要是由于（ A ） A.传输损耗低 B.可实现任何光传输 C.不出现瑞利散射 D.空间相干性好 8.下列哪个不属于激光调制器的是（ D ） A.电光调制器 B.声光调制器 C.磁光调制器 D.压光调制器 9.电光晶体的非线性电光效应主要与（ C ）有关 A.内加电场 B.激光波长 C.晶体性质 D.晶体折射率变化量 10.激光调制按其调制的性质有（ C ） A.连续调制 B.脉冲调制 C.相位调制 D.光伏调制 11.不属于光电探测器的是（ D ） A.光电导探测器 B.光伏探测器 C.光磁电探测器 D.热电探测元件 https://www.360docs.net/doc/383559418.html,D 摄像器件的信息是靠（ B ）存储 A.载流子 B.电荷 C.电子 D.声子 13.LCD显示器，可以分为（ ABCD ） A. TN型 B. STN型 C. TFT型 D. DSTN型 14.掺杂型探测器是由（ D ）之间的电子-空穴对符合产生的，激励过程是使半导体中的载 流子从平衡状态激发到非平衡状态的激发态。 A.禁带 B.分子 C.粒子 D.能带 15.激光具有的优点为相干性好、亮度高及（ B ） A色性好 B单色性好 C 吸收性强 D吸收性弱 16.红外辐射的波长为（ D ）. A 100-280nm B 380-440 nm C 640-770 nm D 770-1000 nm 17.可见光的波长范围为（ C ）. 光电子及信息材料 一、专业介绍 1、学科简介 光电子及信息材料属于自设专业（自设专业是指在教育部专业目录中没有，而学校根据自己的特点和社会发展的需要设立的专业），属于一级学科材料科学与工程下的二级学科。 2、研究方向 01信息技术及其关键新材料 02光电子材料及其器件 03非线性光电子材料 04纳米光电子学及其材料 3、考试科目 ①101政治 ②201英语一、203日语、212德语（选一） ③302数学二 ④833材料科学基础、834光纤光学、835高分子化学、836材料成型原理、（选一） （以上研究方向、考试科目以武汉理工大学为例） 二、专业培养目标 本专业培养能从事材料科学与工程科学研究、教学工作或工程技术与工程管理，具有创新精神的高级人才，具体要求为： 1、努力学习和掌握马列主义、毛泽东思想和邓小平建设有中国 特色社会主义理论，坚持党的基本路线，热爱祖国、遵纪守法，具有良好的职业道德、团结合作精神和坚持真理的科学品质，积极为社会主义现代化建设服务。 2、在本学科领域掌握坚实的基础理论，基本的实验技能和系统的专门知识，了解本专业的学科前沿动态。掌握一门外语，能熟练地阅读专业文献资料和撰写论文摘要。熟练地掌握计算机应用技术。具有从事科学研究、教学和独立担负专门技术工作的能力。具有工程意识和较强的经营开发意识及市场观念。 3、积极参加体育锻炼和社会活动，具有良好的心理素质和健康的体魄。 三、相同一级学科下的其他专业（二级学科） 材料物理与化学、材料学、材料加工工程 四、招收此自设专业的院校及开设年份 武汉理工大学（2002年）、重庆大学（2002年） 五、就业方向 本专业培养具有信息的获取、传递、处理以及利用等方面的知识，能在信息产业等从事信息系统的研究、设计、集成以及制造等方面工作的信息工程学科的高级工程技术人才。本专业是一个宽口径专业，覆盖了原电子信息类多数专业及光电信息工程及遥感信息工程等专业内容。 六、就业前景 在我国及我省，电子信息材料的专门技术人员很少（省内只有我 程序设计语言（Python）复习资料 一．单项选择： 1、关于数据的存储结构，以下选项描述正确的是（C ） A数据所占的存储空间量 B数据在计算机中的顺序存储方式C数据的逻辑结构在计算机中的表示 D存储在外存中的数据 2．关于Python内存管理，下列说法错误的是（B ） A、变量不必事先声明 B、变量无须先创建和赋值而直接使用 C、变量无须指定类型 D、可以使用del释放资源 3、执行下列语句后的显示结果是什么? ( A) >>> world=”world” >>> print “hello”+ world A、 helloworld B、“hello”world C、hello world D、语法错误 4、下面哪个不是Python合法的标识符B（） A、int32 B、40XL C、self D、__name__ 5、下列哪种说法是错误的A（） A、除字典类型外，所有标准对象均可以用于布尔测试 B、空字符串的布尔值是False C、空列表对象的布尔值是False D、值为0的任何数字对象的布尔值是False 6、下列表达式的值为True的是（ C ） A、5+4j > 2-3j B、3>2>2 C、(3,2)< (‘a’,’b’) D、’abc’ > ‘xyz’ 7、Python不支持的数据类型有A（） A、char B、int C、float D、list 8、type(1+2L*3.14)的结果是: （ C ） [A] 2008-2009学年度第二学期 华中科技大学《C++语言程序设计》试卷（A） （考试时间：150分钟考试方式：闭卷） 所有答案必须写在答题纸上 一、单项选择题 (30小题，每小题1分，共30分) 1、C++程序中的语句必须以( B )结束 A 冒号 B 分号 C 空格 D 花括号 2、下列选项中，( A )不是分隔符 A 标识符 B ； C ： D ( ) 3、执行语句 int a = 10, b ; int & pa = a , & pb =b ; 后，下列正确的语句是（ B） A &pb = a; B pb = pa; C &pb = &pa; D *pb = *pa; 4、设I=1,J=2，则表达式 I++ +J的值为（ C ） Ａ１Ｂ２Ｃ３Ｄ４ 5、执行下列语句后， int x , y ; x = y = 1 ; ++x || ++y ; y的值是（ C） Ａ不确定Ｂ０Ｃ１Ｄ２ 6、逗号表达式 (x = 4 * 5 , x * 5 ), x + 25 的值为（ D ） A 25 B 20 C 100 D 45 7、已知int i, x, y;在下列选项中错误的是（C） A if ( x && y ) i ++; B if ( x == y) i ――; C if ( xy ) i ――; D if ( x + y ) i++; 8、i=2，执行下列语句后的值为（ B ） switch ( i ) { case 1: i++; case 2: i――; case 3: ++i; break; case 4: ――i; default : i++; } A 1 B 2 C 3 D 4 9、已知int i = 3；下面do _ while语句执行时循环次数为（B） do { i-- ; cout < 1、某单色光频率为3×1014Hz，该单色光在水中（n=1.33）的速度和波长。答：v=c/n=3*108/1.33=2.26*108m/s λ=v/f=2.26*108/3*1014 =0.75*10-6m 2、某星球的辐射出射度的峰值波长为400nm，试估算该星球表明的温度。 答：由维恩位移律λmT=b 得T=b/λm=2.898*10-3/400*10-9=7.245*103k 3、简述光子简并和能级简并 答：光子简并：光子的运动状态简称为光子态。光子态是按光子所具有的不同能量（或动量数值），光子行进的方向以及偏振方向相互区分的。处于同一光子态的光子彼此之间是不可区分的，又因为光子是玻色子，在光子集合中，光子数按其运动状态的分布不受泡利不相容原理的限制。可以有多个光子处于同一种光子态上，这种现象称为简并。处于同一光子态的平均光子数目称为光场的简并度δ。δ=1/（e hυ/kT-1） 4、什么是亚稳态能级。 答：若某一激发能级与较低能级之间没有或只有微弱的辐射跃迁，则该态的平均寿命会很长τs>>10-3s,称为亚稳态能级，相应的态为亚稳态。 5、设二能级系统，发生受激辐射时，对入射光场的要求是什么？ 6、产生激光的重要机理是 答：受激辐射 7、爱因斯坦关系是 8、以二能级为例推导粒子数反转的条件是什么？ 答：能级上的粒子数分布满足条件N2/g2>N1/g1 反转分布图 对物质的要求：在物质能级中存在亚稳态能级 对外界的考验：需要有泵浦源 9、从能级理论出发，解释Nd:YAG激光器工作原理（p44-45） 10、解释增益饱和效应 答：当入射光强度足够弱时，增益系数与光强无关，是一个常量，而当入射光强增加到一定程度时，增益系数将随光强的增大而减小，这种增益系数随光强的增大而减小的现象称为增益饱和效应。 11、两种介质A、B的折射率分别为nA=1，nB=1.2，当光从B传播到A时，计算：1）发生全反射的零界角 3.在未加偏置电压的条件下，由于截流子的扩散运动，p 区和n 区之间的pn 结附近会形成没有电子和空穴分布的耗尽区。在pn 结附近，由于没有电子和空穴，无法通过电子-空穴对的复合产生光辐射。加上正向偏置电压，驱动电流通过器件时，p 区空穴向n 区扩散，在pn 结附近形成电子和空穴同时存在的区域。电子和空穴在该区通过辐射复合，并辐射能量约为Eg 的光子，复合掉的电子和空穴由外电路产生的电流补充。 5要满足以下条件a 满足粒子数反转条件，即半导体材料的导带与价带的准费米能级之差不小于禁带宽度即B.满足阈值条件，半导体由于粒子数产生的增益需要能够补偿工作物质的吸收、散射造成的损耗，以及谐振腔两个反射面上的透射、衍射等原因产生的损耗。即 第二章课后习题 1、工作物质、谐振腔、泵浦源 2、粒子数反转分布 5a.激光介质选择b.泵浦方式选择c 、冷却方式选择d 、腔结构的选择e 、模式的选择f 、整体结构的选择 第三章课后习题 10.要求：对正向入射光的插入损耗值越小越好，对反向反射光的隔离度值越大越好。原理：这种光隔离器是由起偏器与检偏器以及旋转在它们之间的法拉第旋转器组成。起偏器将输入光起偏在一定方向，当偏振光通过法拉第旋转器后其偏振方向将被旋转45度。检偏器偏振方向正好与起偏器成45度，因而由法拉第旋转器出射的光很容易通过它。当反射光回到隔离器时，首先经过起偏器的光是偏振方向与之一至的部分，随后这些这些光的偏振方向又被法拉第旋转器旋转45度，而且与入射光偏振方向的旋转在同一方向上，因而经过法拉第旋转器后的光其偏振方向与起偏器成90度，这样，反射光就被起偏器所隔离，而不能返回到入射光一端。 15.优点：A 、采用光纤耦合方向，其耦合效率高；纤芯走私小，使其易于达到高功率密度，这使得激光器具有低的阈值和高的转换效率。B 、可采用单模工作方式，输出光束质量高、线宽窄。C 、可具有高的比表面，因而散热好，只需简单风冷即可连续工作。D 、具有较多的可调参数，从而可获得宽的调谐范围和多种波长的选择。E 、光纤柔性好，从而使光辉器使用方便、灵巧。 由作为光增益介质的掺杂光纤、光学谐振腔、抽运光源及将抽运光耦合输入的光纤耦合器等组成。 原理:当泵浦激光束通过光纤中的稀土离子时，稀土离子吸收泵浦光，使稀土原子的电子激励到较高激发态能级，从而实现粒子数反转。反转后的粒子以辐射跃迁形式从高能级转移到基态。 g v c E F F 211ln 21R R L g g i th 华北科技学院成人教育 《会计学基础》试卷 A 答案 年级：层次：专业：学号：姓名： 一、单项选择题（每小题2分，共40分） 1．填制记账凭证时无误，根据记账凭证登记账簿时，将10 000元误记为1 000元，已登记入账，更正时应采用（ A ）。 A．划线更正法 B．红字更正法 C．补充登记法 D．更换账页法 2．订本式账簿的主要缺点有（ A ）。 A．使用不灵活，不便于分工 B．账页易散失 C．账页容易被抽换 D．不能有效防止记账差错 3．下列各项经济业务中，引起资产和负债同时减少的经济业务是（ D ）。A．从银行提取现金10万元 B．购入原材料10吨，价款计1万元暂欠C．收到投资者缴来的出资款10万元存入银行 D．以银行存款偿付前欠甲工厂材料款2万元 4．财产物资的盘盈是指（ B ）。 A．账存数大于实存数 B．实存数大于账存数 C．由于记账差错多记的金额 D．由于记账差错少记的金额 5．会计人员审核原始凭证时，发现其金额有差错，应由（ B ）。 A．原填制单位更正 B．经办人更正 C．会计人员更正 D．领导更正6．下列各种会计处理方法，体现谨慎原则的有（ B ）。 A．短期投资期末计价采用成本与市价孰低法 B．存货计提跌价准备 C．长期股权投资采用成本法 D．固定资产计提折旧 7．下列属于企业无形资产的项目有（ B ）。 A．经营权 B．商标权 C．企业开办费 D．商誉 8．下列属于原始凭证的有（ C ） A．购货合同 B．借款申请书 C．销货发票 D．收款凭证 9．实地盘点的方法适用于（ A ） A．现金清查 B．应收账款 C．应付账款 D．银行存款 10．以下情形中，应该对财产进行定期清查的是( D )。 A．发现财产被盗 B．自然灾害造成部分财产损失 C．财产保管人员变动 D．年终决算 11.近代会计形成的标志是（ C ）。 A.货币计量 B.管理会计的产生 C.复式记账原理 D.电子计算机在会计上的应用 12．下列项目中，（ C ）不属于资产。 A．库存现金 B．应收账款 C．预收账款 D．无形资产 13．建立复式记账法的理论依据式（ C ）。 A．会计核算的特点 B．会计核算的一般原则 C．会计等式原理 D．会计循环原理 14．下列属于外来凭证的是（ D ）。 A．领料单 B．出库单 C ．入库单 D．银行收账通知单 15．每一项经济业务发生，都会影响（ B ）项目发生增减变化。 A．两个 B．两个或者两个以上 C．一个 D．全部 16．借贷记账法余额试算平衡法的依据是（ A ）。 A．资产=负债+所有者权益 B．有借必有贷，借贷必相等 C．资金变化业务类型 D．平行登记原则 17．在记账后，如果发现记账凭证中应借应贷科目发生错误，或科目正确但所记金额大于应计金额，应采用（ C ）方法更正。 A．划线更正法 B．补充登记法 C．红字冲销法 D．蓝字更正法18．企业在生产经营过程中为销售或耗用而储存的各种资产，如材料、库存商品等可以统称为（ A ）。 A．存货资产 B．固定资产 C．递延资产 D．无形资产 国际经济学习题集 一、单项选择题 1、从十五世纪初到十八世纪中叶，在国际贸易和国际投资理论方面占主导地位的是( ) A、重商主义 B、重农主义 C、重金主义 D、自由放任主义 2、绝对技术差异论的提出者是( ) A、斯密 B、李嘉图 C、奥林 D、魁奈 3、消费者对差异产品的追求与现代化大生产追求规模经济相互矛盾，其解决途径是( ) A、国际投资 B、国际技术转让 C、国际融资 D、国际贸易 4、国际贸易不仅使商品价格均等化，还使生产要素价格均等化和要素技术密集度均等化。在诸种均等化中为主导力量的是( ) A、生产要素价格均等化 B、要素技术密集度均等化 C、商品价格均等化 D、工资率均等化 5、就国家整体而言，分配进口配额最好的方法是( ) A、竞争性拍卖 B、固定的受惠 C、资源使用申请程序 D、政府适时分配 6、当一国政府对某种产品征收进口关税时，若该产品的需求弹性大于供给弹性，生产者与消费者承担关税的程度是( ) A、前者大于后者 B、后者大于前者 C、两者相等 D、不确定 7、不是成熟的国际经济一体化组织的是( ) A、欧洲联盟 B、亚欧经济合作 C、美加自由贸易区 D、东南亚国家联盟 8、多数国际卡特尔组织难以长久存在的主要原因是它们难以( ) A、制定垄断价格 B、维持垄断价格 C、控制生产成本 D、控制销售成本 9、初级产品的出口价格若下降，其出口量将增加，出口总收入( ) A、不变 B、增加 C、下降 D、不确定 10、进口替代战略与出口鼓励战略的战略取向分别是( ) A、内向型-内向型 B、内向型-外向型 C、外向型-外向型 D、外向型-内向型 11、关税与贸易总协定的基本目标是( ) A、贸易适度保护 B、关税稳定 C、贸易自由化 D、贸易公平 12、在发展中国家利用外资的主要渠道中，不需要偿还的引资方式是( ) A、官方贷款 B、发行债券 C、银行贷款 D、外商直接投资 13、劳动力在各国间的流动使劳动力的移出国的不同利益集团均会受到影响，其中( ) A、劳动力需求方受损，而供给方获利 B、劳动力需求方受损，而供给方亦受损 C、劳动力需求方获利，而供给方受损 D、劳动力需求方获利，供给方亦获利 14、在下列投资方式中，属国际直接投资的是（） A、购买外国政府债券 B、购买外国企业债券 C、向外国企业提供商业贷款 D、在国外开设合资企业 15、下列贸易理论与规模经济无关的是（） A、产品差异理论 B、重叠需求理论 C、相互倾销理论 D、嗜好理论 16、赫克歇尔——俄林模型认为国际贸易的根本原因（） A、各国生产要素禀赋不同 B、各国劳动生产率不同 C、各国技术水平不同 D、各国产品技术含量不同 北京电影学院2013～2014学年第一学期课程考试 一、选择题（每小题1分，共10分） 1、一般圆柱齿轮传动的接触强度是按啮合时的情况进行计算的。 A. 单对齿啮合的最高点 B. 齿顶 C. 节点 D. 啮合的极限点 2、渐开线花键通常采用的定心方式是。 A.齿侧定心 B. 外径定心 C. 内径定心 D.齿形定心 3、将齿轮的轮齿做成鼓形齿是为了减小。 A. 载荷沿接触线分布不均匀 B. 动载荷 C. 冲击 D. 齿间载荷分配不均 4、普通螺纹中同一公称直径按分为粗牙螺纹和细牙螺纹。 A. 升角的大小 B. 旋向 C. 牙型角的大小 D. 螺距的大小 5、当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求键布置。 A.在同—直线上 B.相隔900 C．相隔1200 D相隔1800 6、在普通圆柱蜗杆中只有的轴向压力角为标准值（20 ）。 A. 阿基米德蜗杆 B. 法向直廓蜗杆 C. 渐开线蜗杆 D. 锥面包络蜗杆 7、45号钢经调质处理，在常温下工作的轴，当计算表明其刚度不够时，应采取的正确措施是。 A. 改用合金钢 B. 改变表面粗糙度 C. 增大轴的直径 D. 提高轴的表面硬度 8、下面的联轴器中在工作时具有缓冲减振作用的联轴器是。 A. 刚性联轴器 B. 十字滑块联轴器 C. 齿式联轴器 D. 弹性柱销联轴器 9、在各种基本类型的向心滚动轴承中_____ 不能承受轴向载荷。 A. 调心球轴承 B. 圆柱滚子轴承 C. 调心滚子轴承 D. 深沟球轴承 10、一般转速、一般载荷工作的正常润滑的滚动轴承其主要失效形式是_ __。 A. 滚动体碎裂 B. 滚动体与滚道产生疲劳点蚀 C. 滚道磨损 D. 滚道压坏 二、判断题（每小题1分，共10分） （）1、型号为7210的滚动轴承，表示其类型为角接触球轴承。 （）2、滚动轴承的基本额定寿命是指可靠度为90%的轴承寿命。 （）3、公称接触角的深沟球轴承，只能承受纯径向载荷。 （）4、角接触球轴承的派生轴向力是由其支承的轴上的轴向载荷引起的。 （）5、滚动轴承的基本额定动载荷是指在载荷作用下轴承工作转时，90%轴承的不发生疲劳点蚀 （）6、滚动轴承内座圈与轴颈的配合，通常采用基轴制。 （）7、当载荷较大时，可选用滚子轴承，对轻、中载荷应选用球轴承。 （）8、滚动轴承的失效形式有下列三种：磨粒磨损，过度塑性变形、疲劳点蚀，其中最常见的一种是磨粒磨 如有你有帮助，请购买下载，谢谢！ 1页 电子信息材料PPT 版 0 电子信息材料-绪论 21世纪是信息时代 ●21世纪将全面进入信息时代 ●当前信息的发展以多媒体和数字化为主要特征 ●人类进入了3T 时代 →处理、传输、存储超高容量信息（Tb 即1012bits ） →超高速信息流（Tb/s ） →高频响应（THz ） 信息技术的发展趋势 ●信息技术的几个主要方面： 获取、传输、存储、显示、处理 ●信息技术是依靠电子学和微电子学技术发展 ●信息技术=电子信息技术 ●信息的载体：电子→光电子→光子 20世纪 → 21世纪 →最重要的信息材料：微电子材料 →发展最快的信息材料：光电子材料 →最有前途的信息材料：光子材料 信息技术发展的几个主要方面及相关材料 ●信息材料是信息技术发展的基础和先导 ●以大规模继承电路为基础的电子计算机技术仍是信息处理的而主要技术。DRAM 发展趋势：光刻线愈来愈小（纳米级） ●电子在小于0.1um （纳米范畴）的器件内部的输运和散射会呈现量子化特性，设计器件时要运用量子力学理论。 ●固态纳米器件分类：量子点器件、共振隧穿器件、库伦阻塞效应单电子器件 ●开关、存储器、光电转换元件一般用波导连成回路 ●目前光学器件都是立足于III-V 族半导体化合物材 料，开拓硅基材料，如SiGe/Si 的量子化材料很有前途 ●通讯技术的重大进步：光纤通讯代替电缆和微波通讯（以光子作为信息的载体） ●光纤通讯特点：高容量、无中继传输 ●关键技术：光学放大器、波分复用技术 ●第五代光纤通讯方式： →以相位调制方式和查分检测方式的相干光光纤通信 →理想的光纤内，“孤立子”可以无限传播 →光通信窗口波长移向更长波段（2um-5um ），可使光纤的散射损耗更低 →相干光通信、孤立子光通信和超长波长红外光通信是可预见的第五代光通信 ●发展新材料始终是光通信中的核心问题 ●光纤放大器的材料要满足高的宽频带增益，并能应用于不同的通信窗口（1.3um-1.55um ） ●提高磁存储密度主要依赖于改进磁介质材料 ●写入头要求更高的磁矩，读出头要求更高的磁电阻 ●光存储技术特点： →存储寿命长 →能非接触式读、写和擦 →信息的信噪比（CNR ）高 →信息位的价格低 ●短波长记录的高密度光盘存储介质分类： →磁光存储介质 →相变型存储介质 →波长吸收范围更短的有机存储介质 ●光存储主要发展方向： →利用近场光学扫描显微镜进行高密度信息存储 →运用角度多功、波长多功、空间多功与移动多功等的全信息存储 →发展三维存储技术 信息显示技术 ●阴极射线管（CRT ） ●平板显示技术 ●液晶显示技术：有源矩阵型（AML ）、双端装置型（TTD ） 薄膜晶体管（TFT ） ●场致发射显示（FED ）：只能用于较小的显示器 ●等离子体显示（PDP ） 探测器与传感器材料 ●按光电转换方式光电探测器可分为光电导型、光生伏打型（势垒型）和热电偶型。 ●光电探测器最大的进展： →用超晶格（量子阱）结构提高了量子效率、响应时间和集成度。 →制成探测器阵列，可以用作成像探测 ●传感器材料主要分两类：半导体传感器材料和光纤传感器材料。 激光材料 ●GaN 是能够获得最短波长的半导体激光器 ●通过量子阱中的量子级联而发展的中红外半导体激光器 光功能材料 ●主要是无机非线性光学晶体：KTP 、BBO 、LBO 、LiNbO 3、K(Ta ，Nb)O 3 ●三次非线性光学材料：声光玻璃和磁光玻璃 1 微电子芯片技术发展对材料的需求 概述 ●21世纪的微电子技术将从目前的3G 逐步发展到3T ●微电子技术的进展有赖于材料科学和技术的巨大贡献： →集成电路本身是制造在各相关体或薄膜材料之上 →制造过程中也涉及到一系列材料问题 衬底材料 ●半导体衬底材料是发展微电子产业的基础 ●集成电路对硅材料的主要要求及发展趋势： →晶片（wafer ）直径越来越大 基础写作考试试卷（参考答案） 一、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）。 2015年10月8日，诺贝尔文学奖授予白俄罗斯作家（阿列克谢耶维奇），她的主要代表作《切尔诺贝利的回忆》 2.写作活动对写作主体的要求包括思想理论要求、知识结构要求、思维能力要求、表达能力要求和（审美）能力要求。 3.写作客体具有客观性、（对象性）、动态性和历史性的属性。 4.写作活动的缘起不外乎缘情而作、（因事而作）和受命而作。 5.从反映论的角度来讲，描写可分为视觉描写、味觉描写、听觉描写、嗅觉描写、（触觉描写）与生理反映描写。 6.调查的基本思路是：有的放矢、（善于质疑）和勤做笔记。 7. （商籁体），即十四行诗，是流传于欧洲的一种格律严谨的抒情诗体，由两节四行，两节三行组成。 8.文章体式是被遵从或恪守的文章类型，是文章的体制、（结构）和格式这三方面总体要求的概括。 9.一个完整的写作过程，通常包括（采集）、构思、表达和修改等环节。 10. （卡尔·波普尔）将写作客体分为“三个世界”：即对象化的客观存在、对象化的精神产品、对象化的作者自身。 二、选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分） 1——5 6——10 C C C C D 11——15 B A D D C 16——20 A C B D A 三判断题（正确的划√，错误的划×；每小题1分，共10分） 1. 写作的目的是“为己”，并非“为人”，即想让自已永垂不朽。（×） 2. 我们身边所有的生活现象（写作客体）都能成为写作中的内容。（×） 3. 变异分形变与质变两种，形变则是创造性想象活动中对表现对象原始形态下的改造和变异。（√） 4. 提炼的方法有筛选法、联系法、反推法和因果论证法。（×） 5. 写文章讲究“分合”。分析是“化一为多”，追求认识的丰富性；综合则是“合多为一”，追求认识的统一性。（√） 6. 确立主题的途径有两条，一是感悟，主题来自于生活经验给作者的启迪与暗示；二是提炼，主题来自于对所得的材料的分析、归纳和提升。（√） 7. 从共性角度来说，选材要处理好真实与虚构、统一与突破、新颖与平实、作者与读者的关系。（×） 1. She could not resist the temptation to declare her candidacy as there are only two other people c________ the seat. 竞争contest 2. Our o______ for the coming year is to increase our market share in Europe by 20 percent and to generate more profit. 目标objective 3. The worst o______ that we had to remove were tree trunks that had fallen across the road. 障碍物obstacles 4. The Labor Party’s electoral strategy, which was based on a tactical a______ with other minor parties, has proved successful. 联盟alliance 5. After a three-day s____ by the police, the terrorists who had seized the restaurant had to give in. 包围 Siege 6.They have found l______ jobs in private security firms. 赚钱的Profitable lucre lucrative 7. The curriculum ignored the natural interests of children and so e_____ their motivation. 消除eliminate 8. The manager a____ the staff to the crisis facing the company. 提醒，警示Alarm alert 9. She s____ the car skillfully through the narrow streets. 驾驶steer 《光电子材料与器件》题库 选择题: 1. 如下图所示的两个原子轨道沿z轴方向接近时，形成的分子轨道类型为( A ) (A) *σ(B) σ(C) π(D) *π 2. 基于分子的对称性考虑，属于下列点群的分子中不可能具有偶极矩的为（C）（A）C n（B）C n v（C）C2h（D）C s 3. 随着温度的升高，光敏电阻的光谱特性曲线的变化规律为（B）。 （A）光谱响应的峰值将向长波方向移动 （B）光谱响应的峰值将向短波方向移动 （C）光生电流减弱 （D）光生电流增强 4. 利用某一CCD来读取图像信息时，图像积分后每个CCD像元积聚的信号在同一时刻先转移到遮光的并行读出CCD中，而后再转移输出。则该CCD的类型为（B ） （A）帧转移型CCD （B）线阵CCD （C）全帧转移型CCD （D）行间转移CCD 5. 对于白光LED器件，当LED基片发射蓝光时，其对应的荧光粉的发光颜色应该为（D） （A）绿光（B）紫光（C）红光（D）黄光 6. 在制造高效率太阳能电池所采取的技术和工艺中，下列不属于光学设计的为（C） （A）在电池表面铺上减反射膜; （B）表面制绒; （C）把金属电极镀到激光形成槽内; （D）增加电池的厚度以提高吸收 7. 电子在原子能级之间跃迁需满足光谱选择定则，下列有关跃迁允许的表述中，不正确的是（B ）： （A）总角量子数之差为1 （B）主量子数必须相同 （C）总自旋量子数不变 （D）内量子数之差不大于2 8. 物质吸收一定波长的光达到激发态之后，又跃迁回基态或低能态，发射出的荧光波长小于激发光波长，称为（B）。 （A）斯托克斯荧光（B）反斯托克斯荧光（C）共振荧光（D）热助线荧光9. 根据H2+分子轨道理论，决定H原子能否形成分子的主要因素为H原子轨道的（A ） （A）交换积分（B）库仑积分（C）重叠积分（D）置换积分 10. 下列轨道中，属于分子轨道的是（C） （A）非键轨道（B）s轨道（C）反键轨道（D）p 轨道 11. N2的化学性质非常稳定，其原因是由于分子中存在（D ） （A）强σ 键（B）两个π键（C）离域的π键（D）N N≡三键12. 测试得到某分子的光谱处于远红外范围，则该光谱反映的是分子的（B ）能级特性。 （A）振动（B）转动（C）电子运动（D）电声子耦合 13．下列的对称元素中，所对应的对称操作属于虚动作的是（C ） （A）C3 （B）E（C）σh（D）C6 14. 某晶体的特征对称元素为两个相互垂直的镜面，则其所处的晶系为（C）（A）四方晶系（B）立方晶系（C）正交晶系（D）单斜晶系 15. 砷化镓是III-V族化合物半导体，它的晶体结构是（D）。 （Ａ）NaCl 结构（B）纤锌矿结构（C）钙钛矿结构（D）闪锌矿结构16. 原子轨道经杂化形成分子轨道时，会发生等性杂化或非等性杂化。下列物质中化学键属于不等性杂化的是（B）。 （A）CH4（B）H2O （C）石墨烯（D）金刚石 17. 关于金属的特性，特鲁德模型不能成功解释的是（A ） （A）比热（B）欧姆定律（C）电子的弛豫时间（D）电子的平均自由程18. 下列有关半导体与绝缘体在能带上的说法中，正确的是（B ）。 （A）在绝缘体中，电子填满了所有的能带 （B）在0 K下，半导体中能带的填充情况与绝缘体是相同的 （C）半导体中禁带宽度比较大 （D）绝缘体的禁带宽度比较小 19. 在非本征半导体中，载流子（电子和空穴）的激发方式为（B）？ （A）电（B）热（C）磁（D）掺杂 20．在P型半导体材料中，杂质能级被称之为（C）。 （A）施主能级（B）深陷阱能级（C）受主能级（D）浅陷阱能级 第一章绪论 1、测绘学研究的内容是什么？测绘学又是如何分类的？ 答：测绘学研究的内容是：1、精确地测定地面点的位置及地球的形状和大小；2、将地球表面的形态及其他相关信息制成各类型的成果、像片、图件和其他资料；3、进行经济建设和国防建设所需要的其他测绘工作。 测绘学的分类：1、大地测量学；2、地形测量学；3、工程测量学；4、摄影测量学；5、地图制图；6、海洋测绘。 2、建筑工程测量的基本任务是什么？ 答：1、测绘大比尺地形图；2、建筑物（构）的施工放样；3、竣工总平面图的绘制；4、建筑物的沉降、变形观测。 3、测量上使用的平面直角坐标系和数学上使用的平面直角坐标系有何区别和联系？ 答：测量中所用的平面直角坐标和数学中相似，只是坐标轴互易，而象限顺序相反。测量工作中规定所有直线的方向都是从坐标轴北端顺时针方向度量的，这样既不改变数学计算公式，又便于测量上的方向和坐标计算。 坐标纵轴X通常与某子午线方向一致，以它来表示南北方向，指北者为正，指南者为负；以横坐标轴Y表示东西方向，指东者为正，指西者为负。平面直角坐标系的原点，可以按实际情况选定，通常把原点选在测区的西南角，其目的是使整个测区内各点的坐标均为正值。 4、何谓水准面和大地水准面？它在测量中的作用是什么？ 答：水准面：我们可以把地球总的形状看做是被海水包围起来的球体，也就是设想有一个静止的海水面延伸穿过大陆和岛屿后形成封闭的曲面，这个封闭的曲面称为水准面。 大地水准面：水准面有无数多个，其中通过平均海水面的水准面叫做大地水准面。 作用：作为建立高程系统的基准面，其高程为零。 5、什么是绝对高程和相对高程？ 答：绝对高程：在一般测量工作中都以大地水准面作为基准面，把某点沿铅锤方向到大地水准面的距离，称为该点的绝对高程或海拔，简称高程。 相对高程：如果是距任意一个水准面的距离，则称为相对高程。 6、对距离和角度测量来说，在多大范围内可以把水准面当作水平面来看待？ 答：在半径为10KM圆的面积内进行距离测量工作时，可以把水准面当作水平面来看待；在面积为100KM2的范围内，不论是进行水平距离测量还是水平角度测量，都可以把水准面当作水平面来看待。 7、测定地面点位的三要素是什么？ 答：水平角、水平距离、高差是确定地面点位的三要素。 测量工作的基本任务：水平角测量、水平距离测量、高差测量。 8、测量工作应遵循的原则是什么？为什么要遵循这些原则？ 答：布局上：由整体到局部；精度上：由高级到低级；次序上：先控制后细部。 为了防止误差的积累，需要先控制后细部；为了防治出差和错误。需要步步有检核。 第二章水准测量 1、在水准测量中，何谓后视点、后视尺、后视读数；前视点、前视尺、前视读数？高差正负的意义是什么？ 答：这种将水准仪安置在离两水准尺等距离处的水准测量，一般也叫中间水准测量。如何水准测量是由A点到B点，则A点叫做后视点，安置在A点的水准尺叫做后视尺，其水准尺上的读数a称为后视读数；B点叫做前视点，安置在B点的水准尺叫做前视尺，其水准尺上的度数b称为前视读数。 一、选择题（20 分，2 分/题） 1、光电子技术在当今信息时代的应用主要有（abcd ） A.信息通信 B.宇宙探测 C.军事国防 D.灾害救援 2、激光器的构成一般由（a ）组成 A.激励能源、谐振腔和工作物质 B.固体激光器、液体激光器和气体激光器 C.半导体材料、金属半导体材料和PN 结材料 D. 电子、载流子和光子 3、光波在大气中传播时，引起的能量衰减与（abcd ）有关 A.分子及气溶胶的吸收和散射 B.空气折射率不均匀 C.光波与气体分子相互作用 D.空气中分子组成和含量 4、2009 年10 月6 日授予华人高锟诺贝尔物理学奖，提到光纤以SiO2为材料的主要是由于（ a ） A.传输损耗低 B.可实现任何光传输 C.不出现瑞利散射 D.空间相干性好 5、激光调制器主要有（abc ） A.电光调制器 B.声光调制器 C.磁光调制器 D.压光调制器 6、电光晶体的非线性电光效应主要与（ac ）有关 A.外加电场 B.激光波长 C.晶体性质 D.晶体折射率变 化量 7、激光调制按其调制的性质有（cd ） A.连续调制 B.脉冲调制 C.相位调制 D.光强调制 8、光电探测器有（abc ） A.光电导探测器 B.光伏探测器 C.光磁电探测器 D.热电探测元 件 9、CCD 摄像器件的信息是靠（ b ）存储 A.载流子 B.电荷 C.电子 D.声子 10、LCD 显示器，可以分为（abcd ） A. TN 型 B. STN 型 C. TFT 型 D. DSTN 型 二、判断题（20 分，2 分/题，对用“√”、错用“×”标记） 11、世界上第一台激光器是固体激光器。 ( T ) 12、在辐射度学中，辐射能量Q 是基本的能量单位，用J(焦耳)来度量。 ( T ) 13、在声光晶体中，超声场作用像一个光学的“相位光栅”，其光栅常数等于光 波 波 长 矿山电工学开卷考试复习题 一、单选题 1、下列那些设备属于一级负荷（D）。 A.办公室 B.矿灯房 C.采煤机 D.井下水泵房 2、照明、信号、手持式电气设备的供电额定电压不超过（B）。 A.24V B.36V C.127V D.220V 3、本安型电器设备的标志为（A）。 A. i B .e C. n D. d 4、我国煤矿井下电网普遍采用的中性点运行方式为（D）。 A.中性点直接接地 B.中性点经消弧线圈接地 C.中性点经小电阻接地 D.中性点不接地 5、在同样的条件下发生的触电事故，下面的结论错误的是（A）。 A.直流触电电流比交流触电电流危害大 B.高频触电电流比工频(50HZ) 触电电流危害小 C.触电电流越大对人体的危害越大 D.触电时间越长对人体的危害越大 6、对一类负荷如何供电（A）。 A.两个独立电源 B.专用线路 C.单回路 D.ABC都对。 7、煤矿井下向采煤机供电一般采用（D）。 A.铠装电缆 B.架空线 C.一般型橡套电缆 D.屏蔽型橡套电缆 8、一熔断器的额定电流为300A，则其内不可装入的熔体为（C）。 A.额定电流为300A的熔体 B.额定电流为200A的熔体 C.额定电流为500A的熔体 D.额定电流为250A的熔体 9、井下主接地极装设在（B）。 A.中央井下变电所内 B.井底车场水仓中 C.井下采区变电所内 D.采区工作面 10、ZQ20-3×95-6-100电缆中100的含义是（D）。 A.额定电流 B.截面积 C.工作电压 D.长度 11、下列哪些电气设备不属于隔爆设备（A ）。 A.矿用一般高压配电箱 B.移动变电站 C.井下采煤工作面信号按钮 D.井下电话 12、DW80系列馈电开关型号中W的含义是（B） A.室外用 B.万能式 C.功率单位 D.隔离开关 13、一般相比之下，10000Hz的交流电流相比50Hz电流对人体的危害（A）。 A. 小 B. 大 C. 同样 D.不确定 14、下列保护中属于矿井三大保护的是（A） A.漏电保护 B.过负荷保护 C. 保护接零 D. 欠压保护 15、阀型避雷器主要用于（A）保护。 A、大气过电压 B、操作过电压 C、电弧接地过电 D、截流过电压 16、交流接触器的短路环的作用是（B） A.用来将交流电源短路 B.消除交流接触器的抖动和噪声 C.灭弧的作用 D.防止交流电源短路 17、矿井高压电网的单相接地电容电流不得超过（A），否则必须采取措施，例如安装消弧线圈。 A、10A B、20A C、30A D、50A 1、某单色光频率为3×1014Hz ，该单色光在水中（n=1.33）的速度和波长。 答：v=c/n=3*108/1.33=2.26*108m/s λ=v/f=2.26*108/3*1014 =0.75*10-6m 2、某星球的辐射出射度的峰值波长为400nm ，试估算该星球表明的温度。 答：由维恩位移律λmT=b 得 T=b/λm =2.898*10-3/400*10-9=7.245*103 k 3、简述光子简并和能级简并 答：光子简并：光子的运动状态简称为光子态。光子态是按光子所具有的不同能量（或动量数值），光子行进的方向以及偏振方向相互区分的。处于同一光子态的光子彼此之间是不可区分的，又因为光子是玻色子，在光子集合中，光子数按其运动状态的分布不受泡利不相容原理的限制。可以有多个光子处于同一种光子态上，这种现象称为简并。处于同一光子态的平均光子数目称为光场的简并度δ。δ=1/（e h υ /kT -1） 4、什么是亚稳态能级。 答：若某一激发能级与较低能级之间没有或只有微弱的辐射跃迁，则该态的平均寿命会很长τs >>10-3s,称为亚稳态能级，相应的态为亚稳态。 5、设二能级系统，发生受激辐射时，对入射光场的要求是什么？ 6、产生激光的重要机理是 答：受激辐射 9、从能级理论出发，解释Nd:YAG 激光器工作原理（p44-45） 10、解释增益饱和效应 答：当入射光强度足够弱时，增益系数与光强无关，是一个常量，而当入射光强增加到一定程度时，增益系数将随光强的增大而减小，这种增益系数随光强的增大而减小的现象称为增益饱和效应。 11、两种介质A 、B 的折射率分别为nA=1，nB=1.2，当光从B 传播到A 时，计算：1）发生全反射的零界角 2）布鲁斯特角 答：1.θc =arcsin （n 2/n 1）（n 1>n 2） =arcsin （1/1.2）=56.44° 2. tan θ=n 2/n 1 θ=arctan （n 2/n 1） =arctan （1/1.2）=39.8° 12、人体辐射出射度的峰值波长为（ ） 答：由维恩位移律λmT=b 得 λm =b/ T =2.898*10-3/（37+273）=9.35*10-6m 13、红宝石激光器利用（氙灯）作为泵浦源。 14、光纤长距离通信中传播信息光的波长为(1550nm)，在接收端光电二极管所使用的材料是(InGaAs) 15、某阶跃光纤：n1=1.490, n2=1.480,则光纤的临界传播角为多少？ 答: α=arcsin （n 2/n 1）=arcsin （1.48/1.49）=83.4° 16、某平板介质波导：2a=10μm, n1=1.480, n2=1.470,则该波导的截止波长为多少？ 答：平板v=π/2（光纤v=2.405） V=（2πa/λc ）2 221n n - λc =2πa 2 2 21n n -/ V=（10*π2247 .148.1-）/（π/2）=3.44μm 17、已知某平板介质波导：2a=80μm, n1=1.490, n2=1.470,入射光波长为λ=1μm ，在该波导中存在的模式数为 答：M=V 2/2=(π/2)2/2=1 18、解释材料色散产生的原因 答：材料色散：是由于折射率随波长变化的，而光源都具有一定的波谱宽度，因而产生传播时延差，引起脉冲展宽。 补充： 模式色散：在阶跃光纤中，入射角不同的光波在光纤内走过的路径长短不同，在临界角上传输的光路最长，沿光纤轴线传输的光路最短，由此引起时延差而产生模式色散。 波导色散：是由光纤的几何 结构决定的色散，它是由某一波导模式的传播常数β随光信号角频率w 变化而引起，也称为结构色散。 19、简述谐振腔的作用 答：使光只能沿着轴线方向往返运动（方向性） 筛选光频率，只能使满足干涉相干条件频率的光能在腔内往返运动（单色性） 增加光强度，实现光放大（高亮度） 20、半导体激光器实现光放大的物质条件是什么 答：PN 结附近或导带电子和价带空穴相对反转分布 21、激光产生的条件具体有那些 答：必要；粒子数反转分布和减少振荡模式数 充分；起振和稳定振荡 计算：1）入射光波长为1550nm ，Pin=0.05W ，Pout=0.002W ，估算光纤中信号能传输的最远距离。 2）光源为激光，λc=1550nm,光源脉宽Δλ=0.5nm ，假设信号传输1km ，计算由于材料色散造成的脉冲信号展宽σ。 3）只考虑材料色散，估算信号 在光纤中传播1km 的bit rate 的最大值。 答：1. α=10lg(p i /p o )/L L=10*lg （0.05/0.002）/0.36=38.8m 2. σ=Δλdn/cd λ=0.5*10-9/3*108=1.7*10-18s/m 3.B<=1/（4Δτ） Δτ=L|D m |Δλ 24、已知输入信号频率最大值为 1kHz ，输入信号峰值为3V ，脉冲编码调制采用4位编码 则：1）采样频率最小值为？ 2）采用有舍有入的方式，量化单元为？由此产生误差的最大值为？ 答： 25、KDP 晶体的纵向电光效应中，Δφ=？V π=？ 答：Δφ=（2π/λ）n 03γ63v V π=λ/（2 n 03γ63）=πC/（wn 03γ63） 26、电光强度调制中如何解决信号失真问题？推导解决失真后的透射率表达式。 答：a.在调制晶体上加一个恒定的直流电压V=Vn/2，该直流电压使两束光产生相位延迟π/2； b ．在光路中增加一片λ/4波片 27、调制:将欲传递的信息加载到激光 辐射上的过程。 28、脉冲编码调制是把模拟信号先变 成电脉冲序列，进而变成代表信号信息的二进制编码，再对光载波进行强度调制。 要实现脉冲编码调制，必须进行三个过程:抽样、量化和编码。 抽样：将连续的信号分割成不连续的脉冲波，且脉冲序列的幅度与信号波的幅度相对应。要求取样频率比传递信号频率的最大值大两倍 以上。 量化：把抽样后的脉冲幅度 调制波分级取整处理，用有限个数的代表值取代抽样值的大小。 编码：用量化的数字信号变 成相应的二进制代码的过程，用一组等幅度、等宽度的脉冲作为码元。 29、解释电光效应 答：某些晶体在外加电场作用下，折射率发生变化，当光波通过此介质时，其传播特性就会受到影响。 30、解释半波电压 答：光波在光晶体中传播时，当光波的两个垂直分量的光程差为半个波长时所需要加的电压，称为半波电压。 32、渡越时间对调制信号频率有什么影响？ Δфo 是当ωm τd <<1时的峰值相位延迟；γ称为高频相位延迟缩减因子，表征因渡越时间引起的峰值相位延迟的减小程度。只有当ωm τd <<1。即τd << T m / 2π时， γ=1，即无缩减作用。说明光波在晶体内的渡越时间必须远小于调制信号的周期，才能使调制效果不受影响。 33、某电光晶体n=1.5，L=1cm ，ωm τd =π/2,则调制信号最高频率为？ 答：f m =w m / 2π=1/4τd =c/4nL=3*108/（4*1.5*0.01）=5*109Hz 34、解释声光效应（p136-137） 答：当光在建立起超声场的介质中传播时，由于弹光效应，光介质中的超声波衍射或散射的现象。 补充：介质光学性质的变 化，不仅可以通过外加电场的作用而实现，外力的作用也能够造成折射率的改变，这种由于外力作用而引起介质光学性质变化的现象称为弹光效应。 36、声光调制器件由声光介质，电——声换能器，吸声装臵以及电源组成。 采用布喇格衍射。 35、声光效应中发生Bragg 衍射的条件是什么？Bragg 衍射的特点是？ 答：条件：1）超声波频率足够高L=λs /λ 2）光线倾斜入射，当入射角θB 满足2λs sin θB =λ产生布喇格衍射 特点：1）衍射光只有0级，+1 或-1级，布喇格衍射效应制成的声光器件效率比较高。 2）两级衍射光夹角为2 θB 3）衍射效率 η=I 0/I i =sin 2[（π L/2 λ） s P M H L 2)/(]=sin 2 [πL/ 2λs I M 2] 37、调Q 的目的是压缩脉冲宽度，提高峰值功率。 38、解释激光器的Q 值？Q 值和激光器的损耗之间有什么关系？ 答：Q 值是评定激光器中光学谐振腔质量好坏的指标—品质因数。 品质因子Q 与谐振腔的单 程总损耗的关系 Q=2πW/P=2π/λα总 39、叙述调Q 的过程？ 答：过程1.在泵浦过程的大部分时间里（t-t 0）谐振腔处于低Q 值状态，故阈值很高不能起振，从而激光上能级的粒子数不断积累，直至t 0时刻，粒子数反转达到最大值Δni 过程2. t 0时刻Q 值突然升 高（损耗下降），振荡阈值随之降低， 于是激光振荡开始建立。由于此Δni>>Δnt （阈值粒子反转数），因此受激辐射增强非常迅速，激光介质存储的能量在极短时间内转变为受激辐射场的能量，结果产生了一个峰值功率很高的窄脉冲。 41、叙述声光调Q 的原理。 答：利用晶体的电光效应，在晶体上加一阶跃式电压，调节腔内光子的反射损耗。 40、叙述电光调Q 的原理。 答：电光调Q 是指在激光谐振腔内加臵一块偏振片和一块KDP 晶体。光经过偏振片后成为线偏振光，如果在KDP 晶体上外加λ/4电压，由于泡克尔斯效应，使 往返通过晶体的线偏振光的振动方向改变π/2。如果KD*P 晶体上未加电压，往返通过晶体的线偏振光的振动方向不变。所以当晶体上有电压时，光束不能在谐 振腔中通过，谐振腔处于低Q 状态。由于外界激励作用，上能级粒子数便迅速增加。当晶体上的电压突然除去时，光束可自由通过谐振腔，此时谐振腔处于高Q 值状 态，从而产生激光巨脉冲。电光调Q 的速率快，可以在10-8秒时间内完成一次开关作用，使激光的峰值功率达到千兆瓦量级。如果原来谐振腔内的激光已经是线 偏振光，在装臵电光调Q 措施时不必放臵偏振片。 42、什么是单模光纤？成为单模光纤的条件是什么？ 答：只允许基模通过的光纤为单模光纤。 条件：V=（2πa/λc ）2 221n n -<2.405 光纤直径很小、λ>λc 43、试比较单模光纤和多模光纤的区别（阶跃光纤） 答：单模光纤的数值孔径比较大，单 模光纤只允许基模通过而多模光纤则允许若干个模式通过。单模芯径为8~10μm ，多模光纤的芯径为50~100μm. 44、光纤中存在哪几种损耗 答：吸收损耗：当光波通过任何透明物质时，都要使组成这种物质的分子中不同振动状态之间和电子的能级之间发生跃迁。这种能级跃迁时， 物质吸收入射光波的能量引起的光的损耗。 散射损耗：由于光纤制作工艺上 的不完善，例如有微气泡、杂质和折射率不均匀以及有内应力等，光能在这些地方会发生散射，使光纤损耗增大。 弯曲损耗：光纤弯曲是引起光纤 损耗的另一个重要的原因。光纤是柔软的，可以弯曲。弯曲的光纤虽然可以导光，但是会使光的传播路径改变，使得光能渗透过包层向外泄漏而损失掉。 45、解释瑞利散射 答：物质散射中最重要的是本征散射，也成为瑞利散射。本征散射是由玻璃熔制过程中造成的密度不均匀而产生的折射率不均匀引起的散射。瑞利散射与波长的四次方成反比。瑞利散射引起的损耗： αRs =（A/λ4）（1+B Δ） 46、光纤通信中常用的波段的波长是多少？为什么使用该波长？ 答：光在Sio 2中传输 850nm （损耗比较小）、1300nm （色散最小）、1550nm （损耗最小） 48、光纤的基本结构是什么？每部分的作用是什么？ 答：基本结构：护套、涂敷层、包层和纤芯光电子技术基础考试题及答案
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