光电子技术试题

光电子技术试题

1）某光纤传输的波段为0.8 0.9µm。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？

2）波长为1.3µm 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1）中，则其数值孔径、最大入射角及芯径分别为多少？

3）PIN光电二极管，受波长为1.55µm 的12

6⨯个光子的照射，其间输出端

10

产生12

2⨯光子。计算量子效率和响应度。

10

4）内光电效应和外光电效应的差别

5）简单叙述下面纵向电光调制原理

6）简述p-n结电致发光原理

答案

1）某光纤传输的波段为0.8µm 0.9µm 。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 λ

c =

f ,故它传输波段为1410333.3⨯，141075.3⨯， 1410417.0f ⨯= 能传播的电话数目103141

1004.110410417.0⨯=⨯⨯=N 能传播的彩电数目661411017.410

1010417.0⨯=⨯⨯=N 2) 波长为1.3µm 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 =1.42若将其至于空气（折射率1）中，则其数值孔径、最大入射角及芯径分别为多少？

数值孔径542.042.152.1n n .222221=-=-=A N

max 0sin n .ϕ=A N 得

542.0arcsin max =ϕ，由于是单模传输，V<2.405

m 836.1n n 1

405.2a 2222

10μπλ=-<

3) PIN 光电二极管，受波长为1.55µm 的 12106⨯个光子的照射，其间输出端产生12102⨯光子。计算量子效率和响应度。

由量子效率定义得：33.010

61021212

=⨯⨯=η 由响应度定义式得：10

h N I P P V R C S υ== 再由 eP h I C υη=得出υηh eP I C = 405.2n n a

222210

<-λπ

代入上式得W V eN N N R 6121

210042.11e ⨯===η 4) 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，；内光电效应指发生在物质内部的光电转换现象， (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。

5）入射光经过一个平行于x 方向的起偏片使光沿x 方向起振，晶体折射率主轴与x ，y 成45角，光经过晶体后相位延迟2

π，再经过四分之一波片后，变成平行于y 轴的光，经后检偏器输出，于是出射光强度变为纵向电压的函数

6）P 型半导体和 n 型半导体接触时，在界面上形成 p-n 结，由于电子和空穴的扩散作用，在p-n 结接触面两侧形成空间电荷区，称为耗尽层，形成了一个势垒，阻碍电子和空穴的扩散。当在 p-n 结施加正向电压时，会使势垒高度降低，耗尽层减薄，能量交大的电子和空穴分别注入到 p 区或 n 区，同 p 区的空穴和 n 区的电子复合，同时以光的形式辐射出多余的能量。