电子科技大学 半导体光电子学 2013考试题
电子科技大学 半导体光电子学 2013级考试 1.
可见光波长、频率、能量范围 2.
折射率、反射率、吸收系数 3.
定性的解释直接跃迁和间接跃迁 4.
用爱因斯坦A-B 系数说明自发辐射、受激跃迁和受激辐射的特点 5.
全偏振和全反射的条件 6.
非本征吸收有哪几种 7. 解释同质结和异质结，简述异质结的电学特性和光学特性
8. 利用光学常熟的内在联系，推导复介电常数'''r r r i εεε=+与复折射率 n
n ik =+之间的数学关系表达式
9. 利用柯西公式2/n a b λ=+求一定波长时的色散/d n d λ
10. 推导半导体激光器中的载流子密度和光子数密度的速率方程
光电子技术基础考试题及答案
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/527344116.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 ）.
地基基础期末考试题库
地基基础题库 力学性能满足建筑物的承载和变形能力要求的地层称为天然地基。√ 抗变形能力要求是指该地层必须具有足够的强度和稳定性以及相应的安全储备。× 承载能力要求是指该地层承受建筑物荷载后不能产生过量的沉降和过大的不均匀沉降。×承受建筑物全部荷载的那一部分地层称为地基。√ 承受建筑物全部荷载的那一部分地层称为基础。× 地基是连接上部结构与地基的结构构件，地基结构应符合上部结构使用要求。× 通过特殊的施工方法将建筑物荷载传递到较深土层的基础称为深基础。√ 力学性能满足建筑物的承载和变形能力要求的地层称为( )。天然地基 下列关于地基说法有误的一项是（）。力学性能满足建筑物的承载和变形能力要求的地层称为人工地基 下列关于基础概念说法有误的一项是（）。桩基础是浅基础的一种结构形式 通过特殊的施工方法将建筑物荷载传递到较深土层的结构是（）。深基础 由自然动力引起地球和地壳物质组成、内部结构和地壳形态不断变化和发展的作用，称为地质作用。√ 地质作用按照动力来源的不同，可划分为内力地质作用、外力地质作用及工程地质作用。√矿物是指地壳中具有一定化学成分内部构造和物理性质的自然元素或化合物。√ 岩石是由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律凝聚而成的自然地质体。√ 岩浆岩是由风化作用或火山作用的产物经机械搬运、沉积、固结形成的岩石。× 组成土的物质只有固相、液相两种状态。× 由风力搬运形成的土，称为残积土。× 土的颗粒越均匀，级配越好。× 对于级配良好的土，相应的地基土的强度和稳定性也较好，透水性和压缩性也较小。√ 粉土是粘性土，其塑性指数大于10。× 土的三项基本物理指标是指密度、比重和含水量。√ 土的类别和所处的状态是鉴别建筑物地基优劣的主要依据之一，但不是选择基础方案和基础类型的主要依据之一。× 组成地壳的岩石，根据其成因分为花岗岩、沉积岩和变质岩三大类，是构成建筑物地基的基本物质。× 由风化作用或火山作用的产物经机械搬运、沉积、固结形成的岩石是（）。沉积岩 岩石经风化后未被搬运而残留于原地的碎屑堆积物是（）。残积土 河流的流水作用搬运到河谷坡降平缓的地带沉积起来的土是（）。冲积土 由风力搬运形成的土是（）。风积土 关于土的特征描述错误的一项是（）。土通常是由固体颗粒、水组成的二相体系 关于土的组成说法有误的一项是（）。土粒越均匀，土的级配越好 关于土的物理性质指标说法有误的一项是（）。确定三相比例指标仅需要做密度试验 工程用土中，粒径大于2mm的颗粒含量超过总质量50%的土是（）。碎石土 土的渗透变形主要有管涌、流砂、接触流土和接触冲刷，但就单一土层来说渗透变形主要是（）。管涌、流砂 《地基规范》划分砂土的密实度指标是（）。标准贯入锤击数 粘性土软硬状态的划分依据是（）。液性指数 若土的颗粒级配曲线平缓则表示（）。粒径分布不均匀
光电子技术基础复习题
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
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
土力学与地基基础期末考试复习题课件.doc
1. 测得某粘性土的液限为40％，塑m数为17，含水量为30%，则其相应的液性指数为：( C ) A. 0.59 B. 0.50 C. 0.41 D. 0.35 22. 若土的初始孔隙比为0.8 ，某应力增量下的压缩系数为0.3MPa -1 ，则土在该应力增量下的 压缩模量等于（ C ）。 A. 4 MPa B. 5 MPa C. 6 MPa D. 7 MPa 8. 地下水位下降将引起 A 。 (A) 超静孔压减小(B) 房屋倾斜(C) 地面沉降 13. 无侧限抗压强度试验，可以测定土的 A 。 (A) 灵敏度(B) 压缩模量(C) 固结不排水抗剪强度 4 8、土的强度指的是（） A、抗剪强度 B 、抗压强度 C 、抗拉强度 D 、三者都不是 4 9、无侧限抗压强度试验适用于测试何种抗剪强度指标（） A、砂土 B 、粘性土 C 、粉土D、饱和粘性土 5 9、作用在基础底面的压力大于__________时，地基发生整体滑动破坏。 (A) 临塑荷载(B) 临界荷载(C) 极限荷载(D) 地基承载力 7 2、某土的含水量为65%，液限42%，塑限22%，孔隙比为 1.6 ，该土定名为。（A）粘土（B）淤泥（C）淤泥质粘土（D）粉质粘土 7 3、下列对地基沉降计算深度的影响最为显著？ （A）基底附加应力（B）基础底面尺寸（C）土的压缩模量（D）基础埋置深度 7 4、请选择正确的界限含水量排序。 （A）缩限>塑限>液限；（B）塑限>缩限>液限（C）液限>缩限>塑限（D）液限>塑限>缩限。 7 5、150m高的建筑，采用天然地基，基础埋深不宜小于。 （A）15m （B）10m （C）20m （D）18m 填空题： 4、钻孔灌注桩的施工中，常用的清孔方法有：_抽浆清孔_、_掏渣清孔_和换浆清孔_。 5、护筒的作用：固定桩位, 并作钻孔导向；保护孔口防止坍塌；隔离孔内外表层水并保持孔 内水位高出施工水位以稳固孔壁。 6、湿陷性黄土分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土两类。 7、挤密砂（碎石）桩对松散砂土地基的加固机理主要有_挤密作用、排水减压和砂土地基预 振作用。 1、地基中某点的总应力等于__土的自重应力__与附加应力之和。 2、饱和土的渗透固结是土中孔隙水压力消散和__有效应力_相应增长的过程。
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
地基基础期末考试题A.doc
地基基础期末考试题A 2014年上期《地基与基础工程施工》期末试题 （13级建筑专业使用） 总分：100分时间：120分钟 请将最佳选项前的代号填写在后面括号内。未作答、多答或作答错误均不得分。每小题2分，计20分） 1、以下哪些基础形式属深基础（） A箱形基础B扩展基础C地下连续墙D地下条形基础2、下列钢筋混凝土基础中，抗弯刚度最大的基础形式是（）A柱下条形基础B 十字交叉基础C箱形基础D筏板基础3、与灌注桩相比，预制桩具有（）的优点A可采用很大的直径B可采用很大的桩长C桩身混凝土质量容易保证D可以基岩作持力层4、各种型式的刚性基础的共同点在于（）。A.均为墙下条形基础 B.均为柱下独立基础 C.均由砖、毛石砌筑而成 D.均由脆性材料组成5、判别粘 性土软硬状态的指标是（）A.塑性指数 B.液性指数 C.压缩系数 D.压缩指数 6、产生流砂的充分而必要的条件是动水力（）A.方向向下 B.等于或大于土的有效重度 C.方向向上 D.方向向上且等于或大于土的有*效重度7、在均质土层 中，土的竖向自重应力沿深度的分布规律是（）
A.均匀的 B.曲线的 C.折线的 D.直线的 8、在荷载作用下，土体抗剪强度变化的原因是（） A.附加应力的变化 B.总应力的变化 C.有效应力的变化 D.自重应力的变化 9、下列不属于工程地质勘察报告常用图表的是（） A.钻孔柱状图 B.工程地质剖面图 C.地下水等水位线图 D. 土工试验成果总表 10、用粒径级配曲线法表示土样的颗粒组成情况时，若曲线越陡， 则表示土的（） A.颗粒级配越好 B.颗粒级配越差 C.颗粒大小越不均 匀 D.不均匀系数越大 二、填空题：（本大题共12小题，每空1分，共25分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 1、建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的结构称 为O 2、人工填土包括素填土、冲填土、压实填土和o 3、 基础根据埋置深浅可分为和。 4、土是由、、组成，故称为三相体。 5、桩基础按受力条件可分为端承桩和，其中，群 桩效应显著的是
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，
土力学地基基础期末复习试题和答案
一、名词解释： 地基：直接承受建筑物荷载影响的地层。 基础；将建筑物承受的各种荷载传递到地基上的建筑物下部结构。 浅基础：埋置深度较浅（一般在5m以内）、且施工简单的一种基础。 深基础：因土质不良等原因，将基础置于较深的良好土层、且施工较复杂的一种基础。 挡土墙：一种岩土工程建筑物，防止边坡坍塌失稳、保护边坡稳定而人工完成的墙体。 摩擦桩：在竖向荷载作用下，桩顶荷载全部或主要由桩侧摩擦阻力承担的桩。 端承桩：在竖向荷载作用下，桩顶荷载全部或主要由桩端阻力承担，桩侧摩擦阻力相对于桩端阻力可忽略不记的桩。 灵敏度：原状土样的单轴抗压强度（或称无侧限抗压强度）与重塑土样的单轴抗压强度之比。 液性指数：黏性土天然含水量与塑限的差值和塑性指数之比。 群桩效应：群桩承载力不等于各单桩承载力之和，且沉降也明显超过单桩的现象。 主动土压力：挡土墙在填土压力作用下，背离填土方向移动或沿墙根转动，土压力逐渐减小，直至土体达到极限平很状态，形成滑动面。此时的土压力称为主动土压力 E a。 被动土压力：挡土墙在外力作用下向着土体的方向移动或转动，土压力逐渐增大，直至土体达到极限，形成滑动面。此时的土压力称为被动土压力E p。 静止土压力；墙受侧向土压力后，墙身变形或位移很小，可认为墙不发生转动或平移，墙后
土体没有破坏，处于弹性平衡状态。此时墙上承受土压力称为静止土压力E0。桩的负摩阻力：当土体相对于桩身向下位移时，土体不仅不能起扩散桩身轴向力的作用，反而会产生下拉的阻力，使桩身的轴力增大。该下拉的摩阻力称为负摩阻力。重力式挡土墙：墙面暴露于外，墙背可以做成倾斜或垂直的挡土墙的一种。 基底附加压力：导致地基中产生附加应力的那部分基底压力，在数值上等于基底压力减去基底标高处原有的土中自重应力，是引起地基附加应力和变形的主要原因。 土的抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限能力，数值等于剪切破坏时滑动面受的剪应力。 地基容许承载力：不仅满足强度和稳定性的要求，同时还必须满足建筑物容许变形的要求，即同时满足强度和变形的要求。 二、填空题： 01、基础根据埋置深浅可分为浅基础和深基础。 02、桩土共同作用时，若桩侧土的沉降量大于桩身沉降量，即桩侧土相对于桩向下移动，则 土对桩会产生负摩阻力，该力的出现，对桩的承载极为不利。 03、说出三种深基础类型：桩基础、沉井基础、箱型基础。 04、地基基础设计时应满足的两大要求是强度、变形。 05、均质土体中的竖向自重应力取决于容重和深度。 06、土颗粒试验分析结果用颗粒级配曲线表示。 07、地基土的破坏形式有整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破坏破坏。 08、桩基础按承台下的桩身多少，可分为单桩和群桩。
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）。
光电子技术期末考试试卷及其知识点大汇总(可编辑修改word版)
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
光电子技术基础复习题
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
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
土力学地基基础工程期终试题A卷
南京交通职业技术学院 2005～2006学年第2学期 一、填充题（每空1分，20分） 1、干土是由相和相组成的二相体。 2、土粒表面的静电引力内强外弱，通常将吸附在土粒表面的水化膜分为内外两层，吸附在内层的为水。 3、絮状结构是特有的结构形式。 大，说明该土能吸附的结合水。 4、塑性指数I P ＞10的土，可分为和。 5、粘性土指塑性指数I P 6、朗金土压力理论假定挡土墙墙背，墙后填土表面水平且与墙顶齐平的情况。 7、地下水按埋藏条件分为、、。 8、软弱地基处理根据地质特征包括、、、杂填土或其他高压缩性土构成的地基。 9、基坑排水方法有和两种。 10、刃脚主要作用是沉井下沉时，同时也有的作用。 11、建筑物的地基分为和两类。 二、单项选择题（每小题2分，共20分） 1、衡量土的粒径级配是否良好，常用（）指标判定。 A、不均匀系数 B、含水量 C、标贯击数 D、内摩擦角 2、作用于矩形基础的基底压力相同，埋深相同，土质相同的两个基础，若它们的长宽比相同，则基础尺寸小的沉降（）基础尺寸大的沉降。 A、大于 B、小于 C、等于 D、可能大于也可能小于 3、库仑土压力理论计算主动土压力比较接近实际，但计算被动土压力时，其计算值（） A、偏大 B、偏小 C、无偏差 D、偏大或偏小均可能
4、土中某点处于极限平衡状态时，剪切破坏面与大主应力作用方向所成的角度 是( ) A、(45°+φ/2) B、(45°-φ/2) C、45° D、（45°+φ) 5、土的三项基本物理指标是（） A、孔隙比、天然含水量和饱和度 B、孔隙比、相对密度和密度 C、天然重度、天然含水量和相对密度 D、相对密度、饱和度和密度 6、有两个不同的基础，其基础总压力相同，问在同一深度处，哪一个基础产生的附加应力大？（） A、宽度小的基础产生的附加应力大 B、宽度小的基础产生的附加应力小 C、宽度大的基础产生的附加应力小 D、两个基础产生的附加应力相等 7、土的压缩性可以用压缩系数a来描述，下列描述正确的是 ( ) A、a越大，土的压缩性越小 B、a越大，土的压缩性越大 C、a的大小与土的压缩性无关 D、a增大，土的压缩性有时增大有时增小 8、土的压缩变形是主要是由下述变形造成的 ( ) A、土的孔隙的体积压缩变形 B、土颗粒的体积压缩变形 C、土孔隙和土颗粒的体积压缩变形 D、土颗粒的压碎变形 9、若产生主动土压力为Ea，被动土压力为Ep，所需的挡土墙位移量分别为△a、△p，则下述是正确的是（） A、Ea＞Ep，△a＜△p B、Ea＜Ep，△a＞△p C、Ea＜Ep，△a＜△p D、Ea＞Ep，△a＞△p 10、土压力有主动、被动、静止土压力三种，它们相互区分的根据是（） A、挡土墙的刚度 B、挡土墙的高度 C、挡土墙的位移情况 D、墙背土体性质