光电子材料和器件复习资料
《光电子材料与器件》复习提纲
《光电子材料与器件》复习提纲Sciprince一、1、激光的原理、特点、本质P42、受激辐射三能级、四能级系统（为什么四能级系统效率高）3、固体激光器如何锁模P364、光谱线的宽度线性函数P55、均匀加宽（碰撞加宽、自然加宽）线性函数P56、增益饱和的物质实质二、1、红宝石激光器P182、Nd3+:YAG激光器P183、自由电子激光器P22三、1、横模选择技术P402、纵模选择技术P433、稳频技术P464、兰姆凹陷稳频P485、Q调制原理P256、锁模的基本原理P33四、1、电光调制概念P532、怎么调制（怎么调，计算栅极调制和正负调制）3、光电振幅调制原理P534、电光效应P55五、1、声光衍射现象P632、耦合波理论和耦合波方程P643、磁光调制P684、Ramman-Nath衍射图P635、Bragg衍射图P64六、1、光纤衰减P752、光纤弧子P76七、1、光伏探测器2、光电池P85八、1、光电子学研究对象F12、爱因斯坦受激辐射理论P23、几种激光器工作物质和原理P154、声光调制概念P655、两种调制的区别6、光纤衰减有哪些（09诺贝尔）P757、光电转换器概念P848、哪几种物理效应P839、CCD工作原理，反型层，转移，P型n型，外加电压正负，栅极电压P88附件：由光学和电子学结合形成的技术学科。
电磁波范围包括X射线、紫外光、可见光和红外线。
光电子学涉及将这些辐射的光图像、信号或能量转换成电信号或电能，并进行处理或传送；有时则将电信号再转换成光信号或光图像。
以光波代替无线电波作为信息载体，实现光发射、控制、测量和显示等。
通常有关无线电频率的几乎所有的传统电子学概念、理论和技术，如放大、振荡、倍频、分频、调制、信息处理、通信、雷达、计算机等，原则上都可延伸到光波段。
在激光领域中，激光器提供光频的相干电磁振荡源，光电子学是指光频电子学。
光电子学有时也狭义地指光-电转换器件及其应用的领域。
光电子材料和器件全
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光耦合器
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光调制器
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波分复用器
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光电子材料和器件的分类
——光电子材料的分类 ——光电子器件的分类
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光电子材料的分类
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1、固体激光材料 2、光学功能材料 3、光纤材料 4、光储存材料 5、光显示材料
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平板显示：相对于CRTБайду номын сангаас言的,一般指LOGO
厚度小于屏幕对角线1/4的
显示器.
优点：
1、器件的核心层厚度很薄,厚度可以 小于1毫米 2、没有视角问题,可在很大的角度内, 显示画面不失真 3、低温特性好 4、器件为全固态结构,无真空、液体 物质,抗震性好
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光伏发电：根据光生伏打效应原理LOG,O利
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光电子器件的分类
1、光源 2、调制器 3、光波导器件 4、光电探测器件 5、光成像器件 6、显示器件
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光电子 的
应用
及
发展
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光电子的应用
1、景观照明 2、激光打标,焊接,开孔 3、高帧频CMOS相机爆炸、姿态 4、光纤陀螺 5、星图定位 6、红外热成像云爆、温压 7、光幕靶、天幕靶弹丸定位、测速
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光波导器件 光纤
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调制器：波导调制器 、半导体调制器LOGO
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光探测器件辐射与测量、光电检测：光电LO二GO 极管
、雪崩光电二极管、光电三极管、光敏电阻、光电 池、CCD器件.
光电子材料与器件考试试题
光电子材料与器件考试试题
一、选择题：
1. 下列哪种材料不属于光电子材料？
A. 硅
B. 红宝石
C. 铜
D. 石英玻璃
2. 以下哪种器件不属于光电子器件？
A. 光电二极管
B. 晶体管
C. 激光器
D. 光纤
3. 光电二极管是将光电效应和何种效应结合成的器件？
A. 霍尔效应
B. 热电效应
C. 压电效应
D. 光电效应
4. 下列哪种光电子材料是半导体？
A. 铬
B. 镓砷化镓
C. 银
D. 铝
5. 光纤是由哪种材料制成的？
A. 红宝石
B. 石英玻璃
C. 铜
D. 铁
二、填空题：
6. 光电子器件有什么特点？__________
7. 光电效应是指材料受到光照后产生__________的现象。
8. 透明度较好的材料是做__________的好材料。
9. 激光器是一种能产生__________ 的器件。
10. 在光电子器件中，常用的探测器件有__________和__________。
三、简答题：
11. 请简要解释光电效应的原理，并说明在光电子器件中的应用。
12. 什么是激光器？请说明其结构和工作原理。
13. 光电二极管的工作原理是什么？它在哪些领域有广泛的应用？
四、计算题：
14. 某光电子器件的能带宽度为1.5 eV，若输入的光子能量为2.5 eV，求该光子被吸收后产生的电子的动能。
15. 如果一个光电子器件的反射率为30%，则透射率是多少？
以上为光电子材料与器件考试试题，祝您好运！。
光电子材料和器件复习资料
试卷题型分布100分选择题、填空题、名词解释、问答题、论述题选择题内容不仅仅在这里面，包括书里、课堂讲授第一章一、单项选择题可见光的波长范围为[C ]A 200—300nmB 300—380nmC 380—780nmD 780—1500nm二、填空1．异质p-n结指p端与n端为不同材料形成的p-n结2．P型半导体是向本征半导体中参入低价元素形成的。
P型半导体中的导电粒子为空穴。
3. 红外线，它是一种人眼看不见的光线，但实际上它与其他任何光线一样，也是一种客观存在的物质。
任何物质，只要它的温度高于__ O K __，就会有红外线向周围空间辐射。
三、名词解释：非本征半导体，pn结，直接带隙，间接带隙，光致发光，电致发光，内量子效率，外量子效率，发光效率，垂直腔面发射激光器，l·pn结的空间电荷区具有什么样的特点?它是如何形成的?2·简述直接带隙半导体及间接带隙半导体材料的发光过程。
两者有何不同?3.发光二极管的发光原理是什么?4·理解半导体材料中实现光放大的粒子数反转条件。
5·半导体激光器产生激光需要满足哪些条件?6·双异质结半导体激光器为什么可以显著降低阈值电流?7、垂直腔面发射激光器优点8、什么是半导体材料的本征吸收？9、双异质结半导体激光器为什么可以显著降低阈值电流？第二章常用的激光晶体、激光玻璃、激光陶瓷有哪些？P28-32常用的固体激光器的基质材料有哪些？光泵固体激光器的三个基本组成部分P41固体激光器的主要优点谐振腔腔长公式P47阈值增益系数公式P58常见的固体激光器P62激活离子P27，基质材料P28光学谐振腔的基本结构及其作用。
P44第六章光子效应、光热效应、光电导效应、光生伏特效应光电发射效应光热效应有哪些？光子效应有哪些？常见的光电二极管。
硅太阳能电池类型光热效应的特点有哪些？光电二极管的原理及其主要的物理过程。
光电池从材料和结构上分为4类，各有什么特点？PIN光电二极管优点和特点雪崩光电二极管的工作原理雪崩光电二极管的特点论述光敏电阻的基本特性。
光电子器件总复习
1.2.1 典型半导体发光材料
一、GaAs
GaAs是一种重要的III-V族化合物半导体，典型的 直接跃迁型发光材料。直接跃迁发射的光子能量 在1.42ev左右，相应波长在873nm附近，属于近红 外波段。
GaAs发光二级管主要是在P区发光，原因在于注 入电子的迁移率远高于空穴的迁移率。
本征半导体：
本征半导体是纯净而不含任何杂质的理想半导体 材料。
由于晶体中原子的热振动，价带中的一些电子被 激发到导带，同时在价带中留下空穴，形成电子空穴对。因此，本征半导体中的电子浓度与空穴 浓度相等。
本征半导体：
由此我们可以看出：
1. 本征半导体中有两种载流子 — 自由电子和空穴 它们是成对出现的
LED的主波长随温度关系可表示为λp（ T′）=λ0（T0）
+△Tg×0.1nm/℃ ,从而可知，每当结温
升高
10℃，则波长向长波漂移1nm，且发光的均匀性、一致性变差。
这对于作为照明用的灯具光源要求小型化、密集排列以提高单位
面积上的光强、光亮度的设计尤其应注意用散热好的灯具外壳或
专门通用设备、确保LED长期工作。
（1）子午光线
当入射光线通过光纤轴线，且入射角θ1大 于界面临界角 0 sin 1(n2 / n1)时，光线将在柱体
界面上不断发生全反射，形成曲折回路，而
且传导光线的轨迹始终在光纤的主截面内。
这种光线称为子午光线，包含子午光线的平
面称为子午面。
P
P
n2 r
n1
n1
Q
n2
Q
光波在光纤中传播， 就是交变的电场和磁场在光纤中的传 播。电磁场的各种不同分布形式叫做“模式”。根据传输理论， 引入特征参数V， 称为光纤的归一化频率参数， 其表达式为
光电子技术复习提纲（含标准答案）要点
光电⼦技术复习提纲（含标准答案）要点第1章绪论1.半导体光电器件是利⽤什么效应制作的器件？答：利⽤半导体光电效应制成的器件。
2.半导体光电器件是哪两种粒⼦相互作⽤的器件？答：是⼀种利⽤光⼦与电⼦相互作⽤所具有的特性来实现某种功能的半导体器件。
3.半导体发光器件主要包括哪两种？答：（1）发光⼆极管；（2）半导体激光器。
4.光电器件主要有利⽤哪些效应制作的器件？答：光电器件主要有利⽤半导体光敏特性⼯作的光电导器件，利⽤半导体光伏打效应⼯作的光电池和半导体发光器件等。
5.什么是半导体发光器件？答：利⽤半导体PN结正向通过电时载流⼦注⼊复合发光的器件称为半导体发光器件。
6.光电探测器件是如何转换信号的器件？答：通过电⼦过程探测光信号的器件，即将射到它表⾯上的光信号转换为电信号。
7.光电检测器⼯作在反向偏置状态。
8.光电池是利⽤什么效应制作的？答：光伏打效应。
9. 光纤通信的两个重要窗⼝是哪些？答：1.55um和1.3um。
第2章1. 光信号的频率在哪个频段？需要⽤什么器件检测？答：光信号的频率在1014 Hz以上，常⽤的电⼦器件⽆法对这⼀频率段产⽣良好的响应，必须使⽤光电⼦器件。
2. 常⽤的光电检测器：PIN、APD3. 光电检测器的⼯作过程？答：光电检测器件的⼯作过程：（1）光吸收——（2）电⼦-空⽳对产⽣——（3）载流⼦扩散和漂移——（4）检测4. 光信号（光束）⼊射到半导体材料后，如何产⽣电⼦空⽳对？答：光信号（光束）⼊射到半导体材料后，⾸先发⽣的过程就是半导体材料对光⼦的吸收，吸收光⼦以后才能产⽣价带电⼦的跃迁，从⽽产⽣电⼦空⽳对。
5. 半导体材料中的吸收过程可以分为哪两⼤类？答：本征吸收和⾮本征吸收6. 本征吸收⼜包括哪些？答：（1）直接吸收；（2）间接吸收7. ⾮本征吸收包括哪些？答：（1）激⼦吸收；（2）带内吸收；（3）杂质吸收8．本征吸收的必要条件？9.直接吸收中参与的粒⼦是什么？遵守哪两种守恒？答：只有电⼦和光⼦的参与，没有第3种粒⼦的参与。
光电子资料与器件
光电子材料与器件绪论1 例举信息技术与光电子技术所涵盖的几大方面：信息技术主要包括信息的产生、传输、获取、存储、显示、处理等六大方面；与之相对应的光电子技术主要包括光的产生与转化、光传输、光探测、光存储、光显示、光信息处理。
2 简述光电子技术的定义及其特征：光电子技术：是电子技术与光子技术相结合而形成的一门新兴的综合性的交叉学科，主要研究光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的相关技术。
光电子技术的特征：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。
3 简述信息技术的发展趋势及各阶段的主要特点：第一阶段——电子信息技术其特征是：信息的载体是电子；半导体，计算机等第二阶段——光电子信息技术其特征是：光子技术和电子技术相结合；激光器，光纤等第三阶段——光子信息技术其特征是：以光子作为信息的载体；全光通信，光计算机等4 简述光子传递信息的特点：（1）极快的响应时间，可用于超高速、宽带通信（2）传输信息容量大（3）信息传输过程中失真小（4）高抗干扰、高可靠性（5）光储存具有储存量大、速度快、密度高、误码率低的优点总之，超高速、抗干扰、大容量、高可靠性是光子技术的特点。
太阳能电池1、举例说明太阳能利用的优缺点优点：普遍（不受地域及技术条件限制，无需开采和运输）洁净（不产生废渣、废水、废气，无噪声，不影响生态）巨大（1.68×1024cal/年，相当于20万亿吨标准煤燃烧的热量）缺点：能流密度低（1kw/m2，需要相当大的采光集热面才能满足使用要求）不稳定（受时间，天气影响明显）大规模使用的成本和技术难度均很高（5～15倍）2、例举太阳能电池发展史中的里程碑事件1839年法国科学家E. Becquerel发现液体的光生伏特效应（简称光伏现象）1954年美国贝尔实验室三位科学家关于单晶硅太阳电池的研制成功，在太阳电池发展史上起到里程碑的作用3、光电效应包括哪几类？举出每类的代表性器件光电效应(photoelectric effect)：物体吸收了光能后转换为该物体中某些电子的能量而产生的电效应。
光电材料与器件期末复习题-图文
光电材料与器件期末复习题-图文第一章1.光电探测器：光电导效应、光伏效应———内光电效应发光二极管、半导体激光器：载流子的注入和复合发光效应太阳能电池：光生伏特效应外光电效应:在光线的作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象,光电管、光电倍增管。
2.(1)原子核外电子排布能量最低原理核外电子在原子轨道上的排布，应使整个原子的能量处于最低状态。
即填充电子时，是按照近似能级图中各能级的顺序由低到高填充的。
泡利不相容原理在同一原子中，不可能有两个电子具有完全相同的四个量子数。
如果原子中三个量子数相同，第四个一定不同，即同一轨道最多能容纳2个自旋方向相反的电子。
洪特规则在同一亚层的各个轨道上，电子的排布尽可能分占不同的轨道，并且自旋相同。
（2）电子在能带中的排布排布原则:能量最低原理——按由低到高的顺序填充各能级。
泡利不相容原理——同一能级最多容纳2个自旋方向相反的电子。
3.费米能级EF是反映电子在各个能级中分布情况的参数。
对于具体的电子体系，在一定温度下，只要确定了EF，电子在能级中的分布情况也就完全确定了。
对于一定的半导体，费米能级随温度以及杂质的种类和数量而变化。
费米能级位置较高，说明有较多的能量较高的量子态上有电子。
在绝对零度（T=0）时，费米能级EF可看成量子态是否被电子占据的一个界限。
4.（注意）（1）非平衡载流子的注入光注入：用光照射半导体产生非平衡载流子的方法。
（光-电器件，光-光器件）电注入：给PN结加正向偏压，PN结在接触面附近产生非平衡载流子。
当金属和半导体接触时，加上适当的偏压，也可以注入非平衡载流子。
电-光器件）（2）非平衡载流子的复合非平衡载流子的复合：非平衡载流子是在外界作用下产生的，当外界作用撤除以后，由于半导体的内部作用，导带中的非平衡电子将落入到价带的空状态中，使电子和空穴成对地消失。
非平衡载流子的复合是半导体由非平衡态趋向平衡态的一种弛豫过程，属于统计性的过程。
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试卷题型分布100分选择题、填空题、名词解释、问答题、论述题
选择题内容不仅仅在这里面，包括书里、课堂讲授
第一章
一、单项选择题
可见光的波长范围为[C ]
A 200—300nm
B 300—380nm
C 380—780nm
D 780—1500nm
二、填空
1．异质p-n结指p端与n端为不同材料形成的p-n结
2．P型半导体是向本征半导体中参入低价元素形成的。
P型半导体中的导电粒子为空穴。
3. 红外线，它是一种人眼看不见的光线，但实际上它与其他任何光线一样，也是一种客观存在的物质。
任何物质，只要它的温度高于__ O K __，就会有红外线向周围空间辐射。
三、名词解释：
非本征半导体，pn结，直接带隙，间接带隙，光致发光，电致发光，内量子效率，外量子效率，发光效率，垂直腔面发射激光器，
l·pn结的空间电荷区具有什么样的特点?它是如何形成的?
2·简述直接带隙半导体及间接带隙半导体材料的发光过程。
两者有何不同?
3.发光二极管的发光原理是什么?
4·理解半导体材料中实现光放大的粒子数反转条件。
5·半导体激光器产生激光需要满足哪些条件?
6·双异质结半导体激光器为什么可以显著降低阈值电流?
7、垂直腔面发射激光器优点
8、什么是半导体材料的本征吸收？
9、双异质结半导体激光器为什么可以显著降低阈值电流？
第二章
常用的激光晶体、激光玻璃、激光陶瓷有哪些？P28-32
常用的固体激光器的基质材料有哪些？
光泵固体激光器的三个基本组成部分P41
固体激光器的主要优点
谐振腔腔长公式P47
阈值增益系数公式P58
常见的固体激光器P62
激活离子P27，基质材料P28
光学谐振腔的基本结构及其作用。
P44
第六章
光子效应、光热效应、光电导效应、光生伏特效应光电发射效应
光热效应有哪些？光子效应有哪些？常见的光电二极管。
硅太阳能电池类型
光热效应的特点有哪些？
光电二极管的原理及其主要的物理过程。
光电池从材料和结构上分为4类，各有什么特点？
PIN光电二极管优点和特点
雪崩光电二极管的工作原理
雪崩光电二极管的特点
论述光敏电阻的基本特性。
比较光子探测器和光热探测器在作用机理、性能方面的差异？
第七章
热致液晶可以分为、和三种。
近晶相液晶、向列相液晶、胆甾相液晶、等离子体
1．热致液晶的种类和特点。
2．比较TN－LCD和STN－LCD的特点。
3．PDP的优点主要有哪些？
第八章
纳米微粒具有哪三个方面的效应
光在负折射率材料中传播，会表现出很多奇异现象，典型的有
量子尺寸效应、小尺寸效应、气体放电、量子点、光子晶体
光子晶体如何实现自发辐射抑制及增强？
补充：
外延、光刻、曝光、刻蚀
光刻三要素
光刻的一般流程
表面贴装式二极管(Surface Mounted Devices)包括哪些类型
正/负光刻胶
几种典型的溅射镀膜方法
白光LED制作方法
真空蒸发镀膜薄过程。
CVD薄膜生长过程。
直拉法（CZ法）工艺流程。
LED芯片主要工序。
谐振腔LED的优点。
LED封装作用和功能。
LED的封装工艺包括哪些主要工艺流程，各道工艺有什么作用？以直插式为例说明。