9.3 光生伏特效应
第九讲
9.3 光生伏特效应
用适当波长的光照射没有外加偏压的非均匀半导体(如 pn 结)或其它半导体结构时，由于光激发和半导体内建电场的作用，使半导体内部产生电动势，这种现象称为光生伏特效应。
常见的光生伏特效应有：
1、PN 结光生伏特效应
2、体内光生伏特效应（丹倍效应）
3、光磁电效应
1、无光照
在 p 区和 n 区的界面附近
形成空间电荷区和内建电场。电
子和空穴的漂移运动方向与各自
的扩散运动方向相反，达到一个
动态平衡时，即形成了一个保持
一定宽度的空间电荷区，p 区和
n 区具有统一的费米能级，处于
热平衡状态。
图1 无光照时的空间电荷区和能带结构
2、有光照
光照射半导体，若光子能量大于
禁带宽度，由于本征吸收使体内产生
电子空穴对。在光激发下，半导体的
多数载流子浓度一般变化很小，然而
少数载流子浓度却变化很大，因此，
这里主要考虑少子的运动。
图2 有光照时的空间电荷区和能带结构
在内建电场的作用下，p 区的光生电子穿过 pn 结进入 n 区，而 n 区的光生空穴则进入 p 区，使 p 端电势升高，n 端电势降低，于是在 pn 结两端形成了光生电动势。这一现象就是 pn 结的光生伏特效应。
此时，p区和n区没有统一的费米能级，在半导体两端产生了一个光生电动势V，p区为正，n区为负。
图3 光照情况下pn结区的电流
上式中的电流 I L 称为光生电流，pn 结两端存在的电势差称为开路电压 V OC 。 如果将 pn 结的外电路接通且保持光照不停止，外电路中就有不间断的电流 I 通过，这时 pn 结起电源的作用，这就是光电池的基本原理。
I =I L +I F = 0
这相当于在 pn 结上施加了一个外加正向电压V ，使势垒降低为
，产生了一个正向电流 I F ，但此时外电路开路，即 pn 结没有净电流通过，因此在 pn 结上必定还同时存在一个与 I F 大小相等、方向相反的电流 I L ，使通过 pn 结的净电流为：
D qV qV
3、光电池的伏安特性光电池工作时有三种电流存在：
其中，I L 和 I F 都是流经 pn 结内部，两者方向相反。
流过 pn 结的光生电流 I L
光生电压作用下的 pn 结正向电流 I F
电池外电路中的电流 I
图4 太阳能电池结构示意
在正向电压作用下，pn 结的正向电流为：
()
0F s 1qV k T I I e =-式中的 I s 是反向饱和电流，V 为光生电压。
当外电路接通时，负载电阻 R 上的电流为：
()
0L F L s 1qV
k T I I I I I e =-=--
根据上式求出开路电压，外电路开路时，外电路中的电流等于零，即 ()0L oc s
In 1k T I V q I =+由上式可求出开路电压 V oc ，即
在短路状态，即 V = 0 时，可求出短路电流 I sc ，即
当 V = V oc 时， I = 0 ，所以有：
oc 0L s 1qV k T I I e ??=- ? ???
图5 太阳能电池的 I –V 特性曲线
影响光电池开路电压 V oc 和短路电流 I sc 大小的因素有两个：其一是光照能够产生大量的光生载流子；其二是能够把产生的光生电子和光生空穴分离，即 n 区 L p 以内的空穴能够扩散到达空间电荷区，并被自建电场扫向 p 区，p 区 L n 以内的电子能够扩散到达空间电荷区，并被自建电场扫向 n 区。 设：pn 结的结面积为A ，则两个扩散区
的体积为：
( L p + L n )A
光生载流子数 = 产生率 ×体积上式表示的是体积 (L n +L p )A 内产生的光生载流子数。由于光的透入深度各不
相同，这里的产生率通常取平均值，即 。
Q 图6 太阳能电池空间电荷区示意
从开路电压V OC 的表达式可以看到， V OC 随光强度的增加而增大，但V OC 最大也只能等于 pn 结的势垒高度V D 。 则： ()
L p n I qQA L L =+所以： 光生载流子数()p n
Q A L L =+（指 从 n 区流向 p 区的电流，与 I F 相反）由于 ∝ 光的强度Q
所以 I L ∝ 光的强度
光生伏特效应最重要的应用之一是太阳能电池。
二、体内光生伏特效应（丹倍效应）
当与光的照射方向平行的样品其厚度 d 小于光的透入深度 δ 时，在样品表面和内部之间会产生电位差。
该效应产生的电动势约为：
伏图7 体内光生伏特效应原理示意
.00026k T V q
?<=
三、光磁电效应
当在引起丹倍效应的样品上沿着与光垂直的方向施加一个磁场时，由丹倍效应引起的扩散电流受到洛仑兹力的作用而产生霍尔电动势，即在垂直于光和磁场的方向产生电动势，把该现象称为光磁电效应。
光磁电效应产生的光生电动势比丹倍效应产生的电动势还要小得多。
图8 光磁电效应原理示意
谢谢
吉大《半导体光电子学》期末复习纲要
第一章： 基本概念与名词解释 1、光子学说的几个基本概念：相格、光子简并度等； 2、微观粒子的四个统计分布规律：麦克斯韦速率分布率、波耳兹曼分布率、费米分布率、玻色分布率； 3、原子、分子的微观结构，固体的能带； 4、热辐射和黑体辐射的几个概念：热辐射、朗伯体、视见函数、普朗克公式； 5、简述辐射跃迁的三种过程：自发辐射、受激吸收、受激辐射； 6、谱线加宽的类型及定义：均匀加宽、非均匀加宽、碰撞加宽；
第二章： 基本概念与名词解释 １、一般概念：激发态能级寿命、亚稳态能级、粒子数反转、 负温度、激活介质、增益饱和； ２、三能级系统、四能级系统的粒子数反转的形成过程； ３、关于介质中的烧孔效应、气体激光器中的烧孔效应的论述。理论推导与证明 1、粒子数密度的差值（式2-1-17，2-1-22）； 2、均匀加宽与非均匀加宽的小信号增益系数（式2-2-14，2-2-15）； 3、均匀加宽与非均匀加宽情况下的大信号反转粒子数密度、烧孔面积（式2-3-3，2-3-7）； 4、均匀加宽与非均匀加宽情况下的大信号增益系数（式2-3-10，2-3-17）；
第三章： 基本概念与名词解释 １、激光的几个特性：包括时间相干性、空间相干性、相干时间、相干长度、相干面积、相干体积、光子简并度； ２、有关谐振腔的基本概念：谐振腔、稳定腔、不稳定腔、介稳腔； ３、激光振荡的几个现象和过程：纵模、横模、模的竞争、空间 烧孔、兰姆凹陷、频率牵引、高斯光束、激光器最佳透过率。 理论推导与证明 1、普通光源相干时间与相干面积（式3-1-5，3-1-12）； 2、激光产生的阈值条件（式3-3-11）； 3、粒子数密度的差值的阈值（式3-3-18）； 4、均匀加宽情况单模激光器的输出功率与最佳透过率（式3-6-9） 5、非均匀加宽情况单模激光器的输出功率（式3-6-18）。
半导体光电子学-试题
1 光电子器件按功能分为哪几类，每类大致包括哪些器件？ 2 （1）光的基本属性是__波粒二象性___，光的粒子性典型现象有_光的反射____、__折射____以及______等。光波动性的典型体现有______、______、______等。 （2）两束光相互干涉的条件______、______、_______，最典型的干涉装置有_____、______。两束光干涉相消的条件______。 3 激光器的基本结构包括哪些，其中激光产生的充分条件和必要条件分别是什么？（激光工作介质激励源谐振腔）p63p71 4 简述激光的特点以及激光产生的条件。 方向性单色性相干性亮度大 受激辐射：首要条件，也是必要条件，但还不是充分条件。 工作物质必须具有亚稳态能级 粒子数反转谐振腔增益大于损耗 5 试简述为什么二能级系统不能产生激光。 P69 6 试以一个三能级原子系统为例，说明激光产生的基本原理。 P70 7 光纤的基本结构是什么，光纤传输光的基本原理是什么？P126 射线理论认为，光在光纤中传播主要是依据全反射原理。光线垂直光线端面射入，并与光纤轴心线重合时，光线沿轴心线向前传播。 光的波长必须在一定范围内才能实现传输，光纤中常用的波长有850纳米，1320纳米及1550纳米三个波段。 根据传输方式不同光纤分为多模光纤及单模光纤。多模光纤的直径为50/62.5μ
m，而单模光纤的直径为8.5μm 8 什么是光调制过程，其大体上可分为哪几类，激光外调制的种类包括哪些？P147 9 什么是内光电效应和外光电效应，内光电效应和外光电效应代表器件分别有哪些，是每种效应各举一例说明之。P200 外部光电效应：金属表面通过吸收入射光子流的能量从而释放电子，形成光生电流（真空光电二极管，光电倍增管）内部光电效应：通过吸收入射光子产生自由电荷载流子，例如PN结光电二极管，PIN光电二极管，雪崩光电二极管 10 光电探测技术的物理效应有哪些？ P198 11 试论述光敏电阻器件中，光照强度与光电导率变化的关系。 12 试论述液晶的特点，以及液晶显示器的工作原理。 P257利用液晶的电光效应来工作在两块透明电极基板间夹持液晶状 态，当液晶厚度小于数百微米时，界面附近的液晶分子发生取向并保持有序性，当电极基板上施加受控的电场方向后就产生一系列电光效应，液晶分子的规则取向随即相应改变。液晶分子的规则取向形态有平行取向、垂直取向、倾斜取向三种，液晶分子的取向改变，即发生了折射率的异向性，从而产生光散射效应、旋光效应，双折射效应等光学反应。这就是LCD图像电子显示器最基本的成像原理
半导体光电子学-考点
半导体光电子学 一、1.声子：晶格振动的能量量子，假想粒子，与晶格振动相联系，不能独立存在。 光子：传递电磁相互作用的规范粒子，无静止质量，具有能量和动量，能够独立存在。 2.量子阱：两种禁带宽度不同的但晶格匹配的单晶半导体薄膜以极薄的厚度交替生长，使得宽带隙材料中的电子和空穴进入两边窄带隙半导体材料的能带中，好像落入陷阱，这种限制电子和空穴的特殊能带结构被形象地称为量子阱。 超晶格：当量子阱结构中单晶薄层的厚度可与德布罗意波长或波尔半径相比拟时，由于量子尺寸效应，量子阱之间会发生很强耦合效应。 3.光子晶体：是指具有光子带隙特性的周期性电介质结构的人造晶体。 纳米线：一种具有在横向上被限制在100纳米以下，纵向无限制的一维结构材料。 4.施主杂质：半导体中掺杂的杂质能够提供电子载流子的特性。 受主杂质：半导体中掺杂的杂质能提供空穴载流子的特性。 杂质能级：半导体中掺入微量杂质时，杂质原子附近的周期势场受到干扰并形成附加的束缚状态，在禁带中产生附加的杂质能级。 5.激子复合：所谓激子是指处于束缚态的电子和空穴，激子复合的能量将以光的形式 释放。 俄歇复合：电子和空穴复合后将能量传递给另一个电子或空穴的现象。有 CHCC（复合后的能量给导带的电子并使其激发到导带更高能态）和 CHHS（复合后的能量给价带的空穴并使其激发到自旋-轨道裂带上）过 程。 二、采用能带图和文字描述导体，半导体和绝缘体的异同。 导体：价带全满，导带部分填充 半导体：价带全满，导带全空，但是禁带宽度较窄，电子易于激发到导带中去。 绝缘体：价带全满，导带全空，禁带宽度较大 三、光波导结构的实例，并进一步说明光波导在光电器件中的工作原理。 光波导主要有平面波导和条形波导，而条形波导又有增益波导，折射率波导，分布反馈波导实例： 如折射率波导：有源区和两侧限制区的折射率不同，有源区两侧解理面构成反射镜，在有源区电子受激发射出的光子由于有源区和限制区折射率的不同构成全反射，将光场限制在有源区内，光子只能在两侧解理面来回反射，激发出更多的光子，并在输出方向上传播。 四、双异质结未加偏压和加偏压的能带图 双异质结在激光器中的作用： (1)pn结处于正向电压时，异质结势垒降低，n区电子能够越过势垒和隧穿势垒而注入窄
半导体光生伏特效应
实验PN结光生伏特效应 一、实验目的 测量硅太阳电池的光谱响应特性，及进行数据处理，使学生掌握pn结光伏效应，了解影响光伏效应的因素； 增强学生对光伏效应的应用及对实际器件性能的理解，并提高学生实验研究和设计能力。 二、实验原理 光垂直于PN结结面照射时，能量大于禁带宽度的光子因本征吸收而产生电子-空穴对。势垒区外一个扩散长度内的光生少子，受pn结内建电场的作用被扫到对方，在n区、p区分别形成电子、空穴积累，产生一光生电动势。光生电动势给pn结以正向偏压，于是pn结内部既有由n区指向p区的光生电流I I，同时又有与I I反向的正向电流I I。在稳定光照下，开路pn结内，I I=I I，形成一稳定光生电压。短路情况下，I I=0，光生电流全部流经外电路。这种由内建电场引起的光电效应，称为光生伏特效应。太阳电池就是此效应最直接的应用，本实验以太阳电池为例对光生伏特效应进行测量。 实验系统如图1所示。 图1 太阳电池测试系统
三、实验内容 测量太阳电池的光谱响应短路电流，开路电压，以及光功率曲线；获得最大电流、电压、功率的光波长。 四、实验仪器与样品 WDF反射式单色仪，光源， 722-2000型分光光度计，微电流仪，光功率计，六位半繁用表。单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池芯片样品。 五、实验步骤 采用722-2000型分光光度计作为单色光源测试 1.打开分光光度计电源开关，预热15分钟以上。 2.被测样品与繁用表串联。将被测样品放入分光光度计的样品室，关闭盖子。打开繁用表电源。 3.按分光光度计“方式”按钮直至“吸光度”标示灯亮；繁用表调至电流测试的“μA”档，开始测试。 4.旋转“波长”旋钮来确定光波长，记录六个以上波长的短路光生电流。 5.被测样品与繁用表并联，繁用表调至电压测试的“mV”档，在上面测量光生电流的波长再记录光生伏特。 6.用光功率计标定上面测试的六组波长λ下的光能量值。 六、数据处理 开路电压、短路电流、功率随光波波长的变化曲线分别如图所示。
光生伏特效应
光生伏特效应 光生伏特效应 英文名称：Photovoltaic effect。光生伏特效应是指半导体在受到光照射时产生电动势的现象。光生伏特效应--(可制作光电池、光敏二极管、光敏三极管和半导体位置敏感器件传感器）；侧向光生伏特效应（殿巴效应）--(可制作半导体位置敏感器件（反转光敏二极管）传感器）；PN结光生伏特效应--(可制作光电池、光敏二极管和光敏三极管传感器）。 光电伏特效应概述 1.P-N结 太阳能电池发电的原理是基于半导体的光生伏特效应将太阳辐射直接转换为电能。在晶体中电子的数目总是与核电荷数相一致，所以P型硅和N型硅对外部来说是电中性的。如将P型硅或N型硅放在阳光下照射，仅是被加热，外部看不出变化。尽管通过光的能量电子从化学键中被释放，由此产生电子－空穴对，但在很短的时间内（在μS范围内）电子又被捕获，即电子和空穴“复合”。 当P型和N型半导体结合在一起时，在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层，界面的P型一侧带负电，N型一侧带正电。这是由于P型半导体多空穴，N型半导体多自由电子，出现了浓度差。N区的电子会扩散到P区，P区的空穴会扩散到N区，一旦扩散就形成了一个由N指向P的“内电场”，从而阻止扩散进行。达到平衡后，就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差，这就是P－N结。 至今为止，大多数太阳能电池
厂家都是通过扩散工艺，在P型硅片上形成N型区，在两个区交界就形成了一个P －N结（即N+／P）。太阳能电池的基本结构就是一个大面积平面P－N结。 2.光生伏特效应 如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。通过界面层的电荷分离，将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.5～0.6V。通过光照在界面层产生的电子－空穴对越多，电流越大。界面层吸收的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中形成的电流也越大。 [编辑本段] 光电伏特效应与光电池 光电池是一种直接将光能转换为电能的光电器件。光电池在有光线作用时实质就是电源，电路中有了这种器件就不需要外加电源。 光电池的工作原理是基于“光生伏特效应”。它实质上是一个大面积的PN结，当光照射到PN结的一个面，例如P型面时，若光子能量大于半导体材料的禁带宽度，那么P型区每吸收一个光子就产生一对自由电子和空穴，电子-空穴对从表面向内迅速扩散，在结电场的作用下，最后建立一个与光照强度有关的电动势。 光电池基本特性有以下几种： (1)光谱特性光电池对不同波长的光的灵敏度是不同的。光谱响应峰值所对应的入射光波长是不同的，硅光电池波长在0.8μm附近，硒光电池在0.5μm附近。硅光电池的光谱响应波长范围为0.4~1.2μm，而硒光电池只能为0.38~0.75μm。可见，硅光电池可以在很宽的波长范围内得到应用。
半导体光电子学期末复习纲要(精)
《半导体光电子学》期末复习纲要 一、基本概念与名词解释： 第一章： １、光子学说的几个基本概念：相格、光子简并度等； ２、微观粒子的四个统计分布规律：麦克斯韦速率分布率、波耳兹曼分布率、费米分布率、玻色分布率； ３、热辐射和黑体辐射的几个概念：热辐射、朗伯体、视见函数、普朗克公式； ４、简述辐射跃迁的三种过程：自发辐射、受激吸收、受激辐射； ５、谱线加宽的类型及定义：均匀加宽、非均匀加宽、碰撞加宽。 第二章： １、一般概念：激发态能级寿命、亚稳态能级、粒子数反转、负温度、激活介质、增益饱和；２、三能级系统、四能级系统的粒子数反转的形成过程； ３、关于介质中的烧孔效应、气体激光器中的烧孔效应的论述。 第三章： １、激光的几个特性：包括时间相干性、空间相干性、相干时间、相干长度、相干体积、光子简并度； ２、有关谐振腔的基本概念：谐振腔、稳定腔、不稳定腔、介稳腔； ３、激光振荡的几个现象和过程：模的竞争、空间烧孔、兰姆凹陷、频率牵引、高斯光束、激光器最佳透过率。 第四章： １、光波导的几个基本概念：平板波导、矩形波导、光纤、导模、辐射模、阶跃型光纤、渐变型光纤、子午线、子午面、斜光线、吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗、材料色散、波导色散、模间色散。 第五章: １、有关光吸收的几个基本概念：本征吸收、晶格振动吸收、自由载流子吸收、激子吸收、杂质吸收； ２、光探测的一些基本效应：光电效应、光热效应、外光电效应、光电导效应、光电导驰豫、逸出功、电子亲和势、光伏效应、热释电效应、测辐射热计效应、温差电效应、帕尔帖效应、塞贝克效应、汤姆逊效应。 二、理论推导与证明： 第二章： 1、粒子数密度的差值（式2-1-17，2-1-22）； 2、均匀加宽与非均匀加宽的小信号增益系数（式2-2-14，2-2-15）； 3、均匀加宽与非均匀加宽情况下的大信号反转粒子数密度、烧孔面积（式2-3-3，2-3-7）； 4、均匀加宽与非均匀加宽情况下的大信号增益系数（式2-3-10，2-3-17）；
光生伏特现象
光生伏特现象 英文名称：photovoltaic effect。光生伏打效应是指半导体由于吸收光子而产生电动势的现象，是当半导体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。严格来讲，包括两种类型：一类是发生在均匀半导体材料内部；一类是发生在半导体的界面。虽然它们之间有一定相似的地方，但产生这两个效应的具体机制是不相同的。通常称前一类为丹倍效应[1]，而把光生伏打效应的涵义只局限于后一类情形。 当两种不同材料所形成的结受到光辐照时，结上产生电动势。它的过程先是材料吸收光子的能量，产生数量相等的正﹑负电荷，随后这些电荷分别迁移到结的两侧，形成偶电层。光生伏打效应虽然不是瞬时产生的，但其响应时间是相当短的。1839年，法国物理学家A. E. 贝克勒尔意外地发现，用两片金属浸入溶液构成的伏打电池，受到阳光照射时会产生额外的伏打电势，他把这种现象称为光生伏打效应。1883年，有人在半导体硒和金属接触处发现了固体光伏效应。后来就把能够产生光生伏打效应的器件称为光伏器件。 当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会产生光生伏打效应。光生伏打效应使得PN结两边出现电压，叫做光生电压。使PN结短路，就会产生电流。 编辑本段原理 半导体界面包括有:由于掺杂质不同而形成的P型区和N型区的界面,即PN结；金属和半导体接触的界面；不同半导体材料制成的异质结界面以及由金属－绝缘体－半导体组成的MIS系统的界面。在这些界面处都存在有一个空间电荷区,其中有很强的电场,称为自建电场。光照产生的电子－空穴对，在自建电场作用下的运动，就是形成光生伏打效应的原因。下面以PN结为例进一步具体说明。 在PN结交界面处N区一侧带正电荷，P区一侧带负电荷，空间电荷区中自建电场的方向自N区指向P区。由于光照可以在空间电荷区内部产生电子－空穴对，它们分别被自建电场扫向N区和P区,就如同有一个电子由P区穿过空间电荷区到达N区,形成光致电流。在空间电荷区附近一定范围内产生的电子－空穴对，只要它们能通过扩散运动到达空间电荷区,同样可以形成光致电流,光照产生的电子和空穴扩散运动所能走的距离为扩散长度。光致电流使N区和P区分别积累了负电荷和正电荷，在PN结上形成电势差,引起方向与光致电流相反的N结正向电流。当电势差增长到正向电流恰好抵消光致电流的时候，便达到稳定情况，这时的电势差称为开路电压。如果PN结两端用外电路连接起来，则有一股电流流过，在外电路负载电阻很低的情况，这股电流就等于光致电流，称为短路电流。
光电子学作业
光电子学作业 第一章 1．以一个三能级系统为例，说明激光器的基本构成和产生激光的基本原理。 2．分析四能级与三能级工作物质的能级结构特征，并说明四能级结构工作物质在产生激光中的优势。 3．什么是增益饱和现象，均匀加宽和非均匀加宽介质中的增益饱和有什么不同？ 4．多普勒加宽的物理机制是什么？ 5．工作物质实现能态集居数分布反转的条件是什么？ 6．试画出TEM 12，TEM 03 模的光强分布。 7.波长为入的高斯光束入射到位于z= l处的透镜上，为了使出射光束的束腰刚好落在样品表面上，透镜的焦距f应为多少？W1W0I I 8 .稳定腔的两块反射镜，曲率半径分别为R 1 = 40cm, R 2= 100cm，求腔长取值范围。 9. 某单横模He—Ne激光器，采用平凹腔，腔长L= 0.3m，凹面R= 1m, 平面镜输出，求输出镜面的光斑尺寸及光束的发散角。一束光通过长度为1m的均匀激活工作物质。如果出射光强是入射光强的2倍,求该物质的增益系数 G。 10. 设氦氖激光器的0.6328 谱线在增益曲线的G( v
0)/2处有一烧孔，增益曲线的半宽度为150MHz。计算与烧孔相对应的粒子速率有多大？ 11. 叙述激光器的的模式、纵模、横膜的定义及形成机理 第二章 1．均匀加宽和非均匀加宽介质对激光器所能形成的激光振荡模式有何影响。 2．激光选模技术分几类？ 3．常用的调Q 方法有几种，分别简述之。 4．分别简述几种常见的激光锁模的实现方法。 5. He—Ne激光器反射镜间距为0.2m,求最靠近632.8nm的纵模阶数，纵模频率间隔。如增益曲线宽度为1.5 x 109Hz则可能引起的纵模总数为多少？ 6. 在红宝石调Q激光器中，有可能将几乎全部Cr3+离子激发到激光上能级并产生激光巨脉冲，设红宝石棒直径1cm长度 7.5cmCr3+离子浓度为 2x 1013/cm31脉冲宽度为10ns求输出激光的最大能量和脉冲功率。 第三章 1. 激光器按工作物质划分为几类,一类各举一个典型激光器,并给出典型波长转换效率及典型优点。 2. 为什么双异质结可以降低器件的阈值功率密度 3. 如何实现半导体激光器的单纵模振荡 4. 简述半导体激光器的主要特点及其如何产生激光的原理 第五章 思考题： 1. 如果一个纵向电光调制器没有起偏器，入射的自然光能否得到光强度调制，为什么？
9.3 光生伏特效应
第九讲 9.3 光生伏特效应
用适当波长的光照射没有外加偏压的非均匀半导体(如 pn 结)或其它半导体结构时，由于光激发和半导体内建电场的作用，使半导体内部产生电动势，这种现象称为光生伏特效应。 常见的光生伏特效应有： 1、PN 结光生伏特效应 2、体内光生伏特效应（丹倍效应） 3、光磁电效应
1、无光照 在 p 区和 n 区的界面附近 形成空间电荷区和内建电场。电 子和空穴的漂移运动方向与各自 的扩散运动方向相反，达到一个 动态平衡时，即形成了一个保持 一定宽度的空间电荷区，p 区和 n 区具有统一的费米能级，处于 热平衡状态。 图1 无光照时的空间电荷区和能带结构
2、有光照 光照射半导体，若光子能量大于 禁带宽度，由于本征吸收使体内产生 电子空穴对。在光激发下，半导体的 多数载流子浓度一般变化很小，然而 少数载流子浓度却变化很大，因此， 这里主要考虑少子的运动。 图2 有光照时的空间电荷区和能带结构
在内建电场的作用下，p 区的光生电子穿过 pn 结进入 n 区，而 n 区的光生空穴则进入 p 区，使 p 端电势升高，n 端电势降低，于是在 pn 结两端形成了光生电动势。这一现象就是 pn 结的光生伏特效应。 此时，p区和n区没有统一的费米能级，在半导体两端产生了一个光生电动势V，p区为正，n区为负。 图3 光照情况下pn结区的电流
上式中的电流 I L 称为光生电流，pn 结两端存在的电势差称为开路电压 V OC 。 如果将 pn 结的外电路接通且保持光照不停止，外电路中就有不间断的电流 I 通过，这时 pn 结起电源的作用，这就是光电池的基本原理。 I =I L +I F = 0 这相当于在 pn 结上施加了一个外加正向电压V ，使势垒降低为 ，产生了一个正向电流 I F ，但此时外电路开路，即 pn 结没有净电流通过，因此在 pn 结上必定还同时存在一个与 I F 大小相等、方向相反的电流 I L ，使通过 pn 结的净电流为： D qV qV
光生伏特效应
光生伏特效应 英文名称：Photovoltaic effect。光生伏特效应是指半导体在受到光照射时产生电动势的现象。光生伏特效应--(可制作光电池、光敏二极管、光敏三极管和半导体位置敏感器件传感器）；侧向光生伏特效应（殿巴效应）--(可制作半导体位置敏感器件（反转光敏二极管）传感器）；PN结光生伏特效应--(可制作光电池、光敏二极管和光敏三极管传感器）。 光电伏特效应概述 1.P-N结 太阳能电池发电的原理是基于半导体的光生伏特效应将太阳辐射直接转换为电能。在晶体中电子的数目总是与核电荷数相一致，所以P型硅和N型硅对外部来说是电中性的。如将P型硅或N型硅放在阳光下照射，仅是被加热，外部看不出变化。尽管通过光的能量电子从化学键中被释放，由此产生电子－空穴对，但在很短的时间内（在μS范围内）电子又被捕获，即电子和空穴“复合”。 当P型和N型半导体结合在一起时，在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层，界面的P型一侧带负电，N型一侧带正电。这是由于P型半导体多空穴，N型半导体多自由电子，出现了浓度差。N区的电子会扩散到P区，P区的空穴会扩散到N区，一旦扩散就形成了一个由N指向P的“内电场”，从而阻止扩散进行。达到平衡后，就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差，这就是P－N结。 至今为止，大多数太阳能电池 太阳能电池 厂家都是通过扩散工艺，在P型硅片上形成N型区，在两个区交界就形成了一个P －N结（即N+／P）。太阳能电池的基本结构就是一个大面积平面P－N结。 2.光生伏特效应
如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。通过界面层的电荷分离，将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.5～0.6V。通过光照在界面层产生的电子－空穴对越多，电流越大。界面层吸收的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中形成的电流也越大。 编辑本段光电伏特效应与光电池 ?光电池是一种直接将光能转换为电能的光电器件。光电池在有光线作用时实质就是电源，电路中有了这种器件就不需要外加电源。? 光电池的工作原理是基于“光生伏特效应”。它实质上是一个大面积的PN结，当光照射到PN结的一个面，例如P型面 光伏发电 时，若光子能量大于半导体材料的禁带宽度，那么P型区每吸收一个光子就产生一对自由电子和空穴，电子-空穴对从表面向内迅速扩散，在结电场的作用下，最后建立一个与光照强度有关的电动势。 光电池基本特性有以下几种：? (1)光谱特性光电池对不同波长的光的灵敏度是不同的。光谱响应峰值所对应的入射光波长是不同的，硅光电池波长在0.8μm附近，硒光电池在0.5μm附近。硅光电池的光谱响应波长范围为0.4~1.2μm，而硒光电池只能为0.38~0.75μm。可见，硅光电池可以在很宽的波长范围内得到应用。 (2)光照特性：光电池在不同光照度下，其光电流和光生电动势是不同的，它们之间的关系就是光照特性。短路电流在很大范围内与光照强度呈线性关系，开路电压（即负载电阻RL无限大时）与光照度的关系是非线性的，并且当照度在2000lx时就趋于饱和了。因此用光电池作为测量元件时，应把它当作电流源的形式来使用，不宜用作电压源。 (3)温度特性光电池的温度特性是描述光电池的开路电压和短路电流随温度变化的情况。由于它关系到应用光电池的仪器或设备的温度漂移，影响到测量精度或控制精度等重要指标，因此温度特性是光电池的重要特性之一。开路电压随温度升高而下
半导体光电子学复习资料
半导体光电子学复习资料
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半导体光电子学 一．名词解释。 1.激光器阈值电流：在电流值很小时，激光器输出功率基本没有，并且增加电流， 仍然没有输出；当电流增大到某一个值A是，输出开始出现，并且随着电流增大，功率近似线性增大；这个A就称为阈值电流。 2.半导体类型：P型半导体即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体。 N型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。 3.带隙：导带的最低点和价带的最高点的能量之差。 (?)4.电子跃迁形式： 受激吸收：当适当能量的光子与半导体互作用，并能把能量传递给价带中的电子，使之跃迁到导带，从而在半导体中出现电子-空穴对。 自发发射：在热平衡下，如果在半导体的导带与价带中分别有一定数量的电子与空穴，导带中的电子以一定的机率与价带中的空穴复合并以光子形式放出复合所产生的能量。 受激发射：若导带电子与价带空穴复合过程不是自发的，而是在适当能量的激励下进行的，则复合产生的光子就与激发该过程的光子有完全相同的特性。 5.量子阱：由2种不同的半导体材料相间排列形成的、具有明显量子限制效应的电子或空穴的势阱。 6. 异质结：两种不同的半导体相接触所形成的界面区域。 二．简答题。 1.辐射的方式，受激吸收，自发发射，受激发射的定义？及相应的器件？ 答：受激吸收：当适当能量的光子与半导体互作用，并能把能量传递给价带中的电子，使之跃迁到导带，从而在半导体中出现电子-空穴对。 器件：光电导，光探测器。 自发发射：在热平衡下，如果在半导体的导带与价带中分别有一定数量的电子与空穴，导带中的电子以一定的机率与价带中的空穴复合并以光子形式放出复合所产生的能量。器件：半导体发光二极管。 受激发射：若导带电子与价带空穴复合过程不是自发的，而是在适当能量的激励下进行的，则复合产生的光子就与激发该过程的光子有完全相同的特性。 器件：半导体激光器。半导体光放 2.简述激光器二极管实现离子数反转的途径。 答：为了获得粒子数反转，通常采用重掺杂的P型和N型材料构成PN结，这样，在外加电压作用下，在结区附近，空穴和电子复合放出光子，也就是说未复合的空穴-电子对，为高能态离子，外加电压，PN结附近存在大量未复合的高能态离子，代表已粒子数反转。 3.半导体中电子扩散和漂移的区别。 答：在P区多数载流子是空穴，同时有少数载流子（电子）存在。N区情形相反。 在外电场作用下，多子将向ＰＮ结移动，结果使空间电荷区变窄，内电场被削弱，有利于多子的扩散而不利于少子的漂移，扩散运动起主要作用。结果，Ｐ区的多子空穴将源源不断的流向Ｎ区，而Ｎ区的多子自由电子亦不断流向Ｐ区，这两股载流子的流动就形成了ＰＮ结的正向电流。 半导体加上电场，作为载流子的正空穴和自由电子就会受到电场的作用力，于是空穴就会顺着电场的方向移动，自由电子则朝电场的反向移动，从而出现电流,称为漂移电
PN结光生伏特效应光谱特性研究
实验四 PN 结光生伏特效应光谱特性研究 实验概述 光生伏特效应是半导体中重要的物理效应,只要有内建电势存在就会产生此效应。 光伏效应是太阳电池和多种光伏敏感器件的物理基础，测量光伏响应特性的方法有直流法和交流法。本实验采用直流法测量。 实验目的：通过硅电池直流法光谱响应测量及其数据处理，掌握其实验方法，体会影响光伏效应的种种因素，以增强实验研究能力。 实验原理 一. 光电池的基本结构 1 如右图，面积为2×2cm2，这种 结构是为提高光电转换效率而设计 的． 2 栅型电极是为了增加光注入 3 减反射膜厚度为光谱响应峰值波 长的1/4，目的是减少硅表面光反射损失．反射膜折射率为: 4 层(向光面),厚度0.3um 左右, 近似为P-N 结深度. Pn 结为浅结是为了 提高电池高能光谱效应． 5 金属底电极(欧姆接触),在其表面 镀一层减反膜可减少反射损失. 二.光谱响应 半导体GaAs 和Si 对各种不同波 长λ的光的吸收系数α有如图所示 的分布. 势垒区两侧一个扩散长度范围 内光产生的电子-空穴对才可以被电 极收集，形成光电流.如右图. 光谱响应范围:400-1000nm. 输出特性:V oc 随光强增加很快 趋于饱和,与面积无关. Isc 与光强和光照面积成正比 如图设电池光照面为X=0，并设少子扩散长度Ln ＞H,光生少子全部被PN 结吸并收集.同时定义两个重要参数: 等量子光谱响应 ：一个一定波长的入射光子所能产生并 被收集的电子数为: n +2film air si n n n =?()() q j Q qI λλ=
等能量光谱响应：单位能量某一波长的光照到电池上所 产生的光电流: 这样我们得到光电流密度为: (6.5-6.6) 其中 是阳光中波长为 ,带宽为 的入射光子数. 从以上两式可以得到电池光电流由太阳光谱分布和电池光谱的响应两大因素决定. 独立于太阳光谱外的电池光谱响应,是电池自身所有影响光生非子产生和收集的诸因素的概括.这些因素的定量分析,必须依赖单色光电流的理论描述,通过连续性方程可求解. 具体推导过程请参考课本54-55页.在给定波长下， 单位光谱带宽的电池光电流由 三部分组成: 1. N 区少子空穴电流(54-6.11) 2. P 区少子电子电流(54-6.15) 3. 势垒区光产生非子电流(54-6.16) 从表达式中可以看到光电池单色光电流响应是其材料参数（禁带宽度，扩散系数，寿命，电阻率，吸收系数），结构参数和表面复合速度的函数,参考56页6.1-6.4图可以看出各个参数的影响。 其中6.4图表明表面复合对电池光谱响应影响很大，尤其是高能光谱响应。 实验系统 系统由光源,分光光度计,微安表组 成. 1 光源:钨灯提供 2 分光光度计:提供准单色光.利用分光 棱镜 的色散作用,把复色光分解成单色光. 3 微安表:读出单色光短路电流值(注意 极性的正负). 实验步骤 1. 打开光源稳流稳压源(已选钨灯。其 他无需 打开)。 2． 将太阳电池样品夹于暗室内，处于光 路中，外接微安表；让波长（转动旋钮1）为 500-600nm 的范围，使光斑正射于电池上。若 微安表指针反转，应及时换接电极。（注：用 ()()()E J Q hc I λλλλ=?()()00m l q q d j Q λλλλ=Ι∫()()00m l hc Q d j λλλλλ=Ι∫()0λΙλd λ
半导体光电子学作业
半导体光电子学作业 1.半导体光电子学定义。 2.半导体材料的分类。按材料、按结构、按功能分类。 3.晶体结构。列举几种晶格结构、晶格结构的测量方法。 4.物质波。 5.描述一维有限深势阱中的粒子的特性。 6.描述一维无限深势阱中的粒子的特性。 7.隧道效应。 8.晶体中产生电流的条件。 9.导带、价带定义。 10.画出硅、锗、砷化镓的能带图，说明其能带特点。 11.说明化合物半导体中的有几种点缺陷。 12.激子、等电子杂质定义。 13.简述各种因素对禁带宽度的影响。 14.写出费米—迪拉克分布条件及函数。 15.费米能级的特点、与掺杂浓度的关系。 16.迁移率。 17.晶格振动可以用什么来描述？对于某一三维晶格，具有N个原胞，每个原胞 有n个原子，那么有几支格波？ 18.晶格振动能量的特点。 19.载流子散射的几种机制、特点。 20.半导体材料的电导率与那些因素有关？
21.画出半导体材料的霍尔效应的示意图。 22.画出半导体材料的表面光电压、光磁电效应的示意图。 23.耿氏效应。 24.半导体温差发电器利用的是什么效应？特点是什么？ 25.半导体制冷、制热器件利用的什么原理？ 26.说明磁光效应、电光效应。列举几种电光现象。 27.分别写出空气与透明材料与不透明材料构成界面的反射率、透射率。 28.半导体中光吸收的种类。 29.什么是本征吸收，本征吸收的特点。 30.比较直接跃迁与间接跃迁的不同。 31.激子吸收的谱线与本征吸收谱线的各自特点。那些材料在室温下能观测到激 子吸收？ 32.杂质吸收的种类及各自的特点。 33.以GaAs为例说明有几种子带之间的跃迁。 34.自由载流子吸收的特点。 35.晶格振动吸收的特点。 36.光吸收的逆过程是什么？描述一下光吸收、发光。 37.简述各种发光现象及其起因。 38.描述发光过程都有那些参量？ 39.简述半导体中的各个发光过程。 40.吸收谱与发射谱之间的关系如何？分析产生差异的主要原因。
半导体所考试试卷,半导体光电子学
中国科学院半导体所 《半导体光电子学》试题 一、 名词解释（30分） 数字孔径 传播常数 吸收系数 增益系数 俄歇复合 激子复合 二、 一激光器的腔长为500μm ，端面的反射率为0.32，吸收系数为10cm -1。 试问： （1） 产生激光的阈值处的光增益是多大？ （2） 如果一个端面镀上增反膜，使反射率增至0.9，问光激射阈值处的光增益是多大？ （3）如果内量子效率为0.65，试问（1）和（2）两种情况下的外量子效率为多大？ （20分） 三、已知一组激光器的工作寿命是：在60℃时为4×104小时，在90℃时为6500小时，试问20℃时它们的预期寿命多长? (15分) 四、已知As Ga Al x x -1的禁带宽度g E =1.424+1.247x ， （1） 求出As Ga Al 94.006.0的As Ga Al 7.03.0的禁带宽度和对应的发射波长。 （2） 如果As Ga Al p 94.006.0-中的 ev E F v 1.01=-，As Ga Al N 7.03.0-中的ev F E c 05.01=- ，F 为费米能级，1v E 为As Ga Al p 94.006.0-的价带顶，2c E 为As Ga Al n 7.03.0- 的导带底，试画出As Ga Al n As Ga Al p 7.03.094.006.0/--的能带图。 （3）简要说明异质结的特性。（20分） 五、试写一篇短论文描述半导体激光器或波导器件的模式特性。 提示：可描述何为模式（基模，水平横模，垂直横模，纵模，单纵模）如何通过器件结构设计获得单模工作？不必全面，能清楚描述一两个要点即可，重在考察基础知识和逻辑分析能力。 (15分) 六、选作题 依照你硕士期间的研究工作或者你熟悉的某种光电器件，用300－500字表述一下为什么选择半导体光电子学这一研究方向。 (参考分20分)
050311220徐雨 半导体光生伏特效应及其应用
半导体的光生伏特效应及其应用 050311220 徐雨 摘要：现在广泛应用的太阳电池和各种以光敏元件为基础的光电探测器都是在内光电效应的基础上研制、开发出来的。光照使半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子（光波）转化为电子、光能量转化为电能量的过程；其次，是形成电压过程，半导体吸收光能在PN 结区产生电动势。 关键字：半导体 光吸收 能带结构 PN 结 内光电效应 光生伏特效应 背景：太阳能是未来最清洁、安全和可靠的能源，发达国家正在把太阳能的开发利用作为能源革命主要内容长期规划，光伏产业正日益成为国际上继IT 、微电子产业之后又一爆炸式发展的行业。 理论基础： 一．半导体光学性质 如果用适当波长的光照射半导体，那么电子在吸收了光子后将由价带跃迁到导带，而在价带上留下一个空穴，这种现象称为光吸收。半导体材料吸收光子能量转换成电能是光电器件的工作基础。光垂直入射到半导体表面时，进入到半导体内的光强遵照吸收定律： ()01x x I I r e α-=- 式中，x I 表示距离表面x 远处的光强；0I 为入射光强；r 为材料表面的反射率；α为材料吸收系数，与材料、入射光波长等因素有关。 本征吸收 半导体吸收光子的能量使价带中的电子激发到导带，在价带中留下空穴，产生等量的电子与空穴，这种吸收过程叫本征吸收。 要发生本征光吸收必须满足能量守恒定律，也就是被吸收光子的能量要大于 禁带宽度g E ，即g h E ν≥，从而有： 00 1.24g g g E h hc E m eV E νλμ≥?≤=? 其中h 是普朗克常量，ν是光的频率．c 是光速，ν0：材料的频率阈值，λ0：材料的波长阈值，下表列出了常见半导体材料的波长阀值。 非本征吸收 非本征吸收包括杂质吸收、自由载流子吸收、激子吸收等。 杂质吸收 杂质能级上的电子（或空穴）吸收光子能量从杂质能级跃迁到导带（空穴跃迁到价带），这种吸收称为杂质吸收。杂质吸收的波长阈值多在红外区或远红外
光生伏特效应
光生伏特效应简称为光伏效应，指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象。 产生这种电位差的机理有好几种，主要的一种是由于阻挡层的存在。以下以P-N结为例说明。 热平衡态下的P-N结同质结可用一块半导体经掺杂形成P区和N区。由于杂质的激活能量ΔE 很小，在室温下杂质差不多都电离成受主离子NA-和施主离子ND 。在PN区交界面处因存在载流子的浓度差，故彼此要向对方扩散。设想在结形成的一瞬间，在N区的电子为多子，在P区的电子为少子，使电子由N区流入P区，电子与空穴相遇又要发生复合，这样在原来是N 区的结面附近电子变得很少，剩下未经中和的施主离子ND 形成正的空间电荷。同样，空穴由P区扩散到N区后，由不能运动的受主离子NA-形成负的空间电荷。在P区与N区界面两侧产生不能移动的离子区（也称耗尽区、空间电荷区、阻挡层），于是出现空间电偶层，形成内电场（称内建电场）此电场对两区多子的扩散有抵制作用，而对少子的漂移有帮助作用，直到扩散流等于漂移流时达到平衡，在界面两侧建立起稳定的内建电场。 P-N结能带与接触电势差： 在热平衡条件下，结区有统一的EF；在远离结区的部位，EC、EF、Eν之间的关系与结形成前状态相同。 从能带图看，N型、P型半导体单独存在时，EFN与EFP有一定差值。当N型与P型两者紧密接触时，电子要从费米能级高的一方向费米能级低的一方流动，空穴流动的方向相反。同时产生内建电场，内建电场方向为从N区指向P区。在内建电场作用下，EFN将连同整个N区能带一起下移，EFP将连同整个P区能带一起上移，直至将费米能级拉平为EFN=EFP，载流子停止流动为止。在结区这时导带与价带则发生相应的弯曲，形成势垒。势垒高度等于N型、P 型半导体单独存在时费米能级之差： qUD=EFN-EFP 得
半导体光电子学论文-中文翻译
C 电声散射 电子-声子的散射决定内在载流子寿命。我们将定义它为超晶格。量子将是这种情形：在无限大的屏蔽浓度中捕获到有限的收获。我们写电子态与声子极化向量的超晶格结构，是对相应的重要情况和偏振向量而言。由此产生的电子-声子耦合也可以归入相应的大多数的电声子耦合常数中。详细讨论散装电声子耦合，可以在[21]找到 。 C1 形变潜在的机制 在刚性离子模型，电子-声子相互作用，由于形变的电势所造成的晶格振动在[22] )(?1)(ααααξR S r V e Q NM H j S iq qj qj S ph el --??-=?-∑∑ (1) 这儿S 是指超晶格个体单元（SUCs ）,N 是指超晶格个体单元的采样 总数， α是指在一个超晶格个体单元中的不同离子，αM 和αR 表示α离子的数量和位置，) (?j ξ（αR ）表示偏振化向量j 型声子模式αR 的位置，和αV 描述前在相互影响的电子与离子α。qj Q 则是正常模式，协调的方式j ，其中以第二量化形式， )(2qj qj qj qj a a h Q +=+ω qj ω是指频率的模式j 。 我们扩大了超晶格的电子态（波矢k ）在布洛赫情形下)(,r k z V φ是个例子，V 表示和大部分相关。
)(),()(,,r g F r s z g k s s k k +∑=ψμμφμ 这儿1k 定义为在大多数情况下保持不变。这里s g 指的是Z 组成的超晶格倒数矢量。矩阵元的ph el H -之间的两个电子态与波向量k 和'k 是由 >='<-k H k ph el || ),(),(),(2)(,,n j q k s vs q k nj cell qj g v f s F s F NM h i μμωμ''-∑∑'''* )?()(,,?,z g q D n v n s s z g q k k n +'-'±-'μμδδ (2) 这儿 )()()()(,,,3)(,r r U r r d q D k q v k v '''?=?μμμμφφ (3) 和 )()()(,,,,ααααα αR S r V P e M M r U q v R iq s cell n v --??=?∑ 这儿α,,q V P 指的是α（阳离子或阴离子）的组成部分，偏振波矢量q 的大部分模式v 和cell M 总质量的绝大多数晶胞都在相应的大部分材料中。当中的+(-)符号表示上述方程的声子吸收（释放）过程。注意，在EQN (3)中的Dv,v'(q)仅仅是对于大多数材料的电声子耦合常数而言。为光学声子中心附近区域D(q)的q 近似为独立的。而对于声学模式，D(q)是成正比的q ，与相称常数被称为形变机制。
半导体光电子学考试知识点(电子科技大学)
1，直接带隙材料和间接带隙材料（直接带隙半导体材料就是导带最小值（导带底）和满带最大值在k空间中同一位置。电子要跃迁到导带上产生导电的电子和空穴（形成半满能带）只需要吸收能量。） 2，直接跃迁和间接跃迁 3，什么是散射，原因 4，光学的两个特殊角，全反射角和布鲁斯特角 光由光密介质进入光疏介质时,当入射角θ增加到某种程度，会发生全反射。折射角为90度所对应的入射角为临界角。自然光在电介质界面上反射和折射时，一般情况下反射光和折射光都是部分偏振光，只有当入射角为某特定角时反射光才是线偏振光，其振动方向与入射面垂直，此特定角称为布儒斯特角或起偏角，用θb表示。此规律称为布儒斯特定律。光以布儒斯特角入射时，反射光与折射光互相垂直。 5，在迪拜长度后面那个，具体得翻书才能知道，好像是折射率的证明（p77） 6，关于散射的应用题，给一个波长函数，有两个参数待定，然后给两组数据，求出两个参数，然后再给一个数据，求解。不难，需要求导 7，一个关于光吸收能量转化的应用题，给出一堆参数，根据能量守恒，需要知道一些常量，比如h，e等 8，速率方程，教材最后一节内容，知道怎么列出的 9，可见光范围380nm—760nm 10，光子频率能量范围 本征吸收：本征吸收是指在价带和导带之间电子的跃迁产生与自由原子的线吸收谱相当的晶体吸收谱，它决定着半导体的光学性质.本征吸收最明显的特点是具有基本的吸收边（吸收系数陡峭增大的波长）这种由于电子由带与带之间的跃迁所形成的吸收过程称为本征吸收。 辐射复合：根据能量守恒原则，电子和空穴复合时应释放一定的能量，如果能量以光子的形式放出，这种复合称为辐射复合（Radiative Recombination）。辐射复合可以是导带电子与价带的空穴直接复合，这种复合又称为直接辐射复合，是辐射复合中的主要形式。此外辐射复合也可以通过复合中心进行。在平衡态，载流子的产生率总与复合率相等。辐射复合（Radiative Recombination）是等离子体中电子与离子碰撞的主要复合过程之一，它是光电离的逆过程，对等离子中电离平衡的建立和维持以及等离子体的辐射输运都起着重要作用。