四川大学光电子学与激光技术期末复习资料
四川大学光电子学与激光技术期末复习资料
光电子学是以光频波段电磁波的电子学效应基本理论和应用原理为研究对象，并由近代光学与电子学相互交叉与渗透而形成的一门新兴学科。
光电子技术——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 特点：1、角分辨率高2、距离分辨率高3、频带宽，通信容量大4、光谱分辨率高5、非线性光学效应强
21世纪光电子技术发展？以智能化超高速计算机系统和全光网为代表的超高速、超大容量信息处理和传输将成为未来信息科学发展的两个重大方向
微电子技术受分布电容影响，难以突破纳秒的门槛，在实现超高速、超大容量、超低功耗的集成系统方面遇到了根本的困难
21世纪的信息化社会依赖光电子技术
什么叫光辐射？以电磁波形式或粒子（光子）形式传播的能量，它们可以用光学元件反射、成像或色散，这种能量及其传播过程称为光辐射。
在辐射度单位体系中，基本量是辐通量或者辐射能，它是只与辐射客体有关的量。其基本单位是瓦特（W）或者焦耳（J）。辐射度学适用于整个电磁波段。
光度单位体系，是一套反映视觉亮暗特性的光辐射计量单位，被选作基本量的不是光通量而是发光强度，其基本单位是坎德拉。光度学只适用于可见光波段。
任何0K以上温度的物体都会发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。热辐射具有连续的辐射谱，波长自远红外区到紫外区，并且辐射能按波长的分布主要决定于物体的温度。
在同样的温度下，各种不同物体对相同波长的单色辐射出射度与单色吸收比之比值都相等，并等于该温度下黑体对同一波长的单色辐射出射度。 基尔霍夫辐射定律
为了表示一个热辐射光源所发出光的光色性质，常用到色温度这个量，单位为K。色温度是指在规定两波长处具有与热辐射光源的辐射比率相同的黑体的温度。
如果将光也看做粒子（一种特殊的粒子）——我们称之为光量子，则光辐射场与物质相互作用，就产生粒子的跃迁过程，包括自发辐射、受激吸收与受激辐射三种类型的跃迁。
爱因斯坦关系
0附近一个有限的频率范围内，这一现象称为光谱线展宽。
在热平衡状态下，处于高能级的粒子数总是小于处于低能级的粒子数，因此入射光强总是不断的减少。为使入射光得以放大，必须激活入射介质，使其高能级的粒子数多于处于低能级的粒子数，即实现粒子数反转。
必要条件
粒子数反转分布、减少振荡模式数（得到方向性很好、单色性很好）
充分条件
阈值条件、稳定振荡条件
光在介质中的放大增益能超过谐振腔内能量损失（吸收、反射、散射等）的总和时，光波才能真正被放大，从而在腔内振荡起来，激光器必须满足这个条件才能“起振”，我们就称这个条件为激光振荡的阈值条件。 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，这种增益系数随着光强的增大而减小的现象，就称为增益饱和效应。外加光场I()越强，造成粒子数反转的减少就越严重，因而随着光束往返振荡，光强I()不断增大，使得增益系数G()不断减小，直到光所获得的增益恰好等于在激光腔内的损耗时，就建立了稳态的振荡，并形成稳定的激光输出。
一台激光器，其基本结构应包括三个部分：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）泵浦源 （提供形成激光的能量激励，是激光形成的外因）光学谐振腔（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）
三能级系统要在亚稳能级与基态能级之间实现粒子数反转 ，对激励源的泵浦能力要求很高，其激光阈值很高。 四能级结构，使粒子数反转很容易实现，激光阈值很低，因此现在绝大多数的激光器都是采用这种结构。
激光特点：方向性好 （基本上沿激光器光轴方向向前传播，空间发散角小）单色性好
（发出的激光拥有极小的线宽）相干性好 （时间相干性和空间相干性均很大） 亮度高
（能量在时间和空间方面高度集中）
以气体为工作物质的激光器称为气体激光器 特点:大多数气体激光器能连续工作，采用气体放电中的电子碰撞激发，根据气体激光工作物质的能级跃迁类型，又可将之分为原子、离子、分子、准分子型气体激光器。
激光工作物质为液体的激光器 主要优点：波长连续可调(调谐范围从紫外直到红外)、价格低、增益高、效率较高、激光均匀性好、制备容易、可以循环操作、利于冷却，其中最重要的一类是染料激光器
以固体（一般为晶体）为工作物质的激光器 特点：体积小、结构稳定、易于维护、输出功率大且适用于用调Q法产生高功率脉冲、用锁模法产生超短脉冲，典型的例子有红宝石激光器、Nd：YAG(掺钦的亿铝石榴石激光器)、钛蓝宝石激光器等。
以半导体材料作为工作物质，以电流注入作为激励方式的一种小型化激光器，特点：输入能量低，效率高，体积小，重量轻，可以直接调制，结构简单，具有集成电路生产的全部优点，价格低廉，可靠性高，寿命长，目前销售总数量已占各种激光器的99％，成为世界激光器市场上的绝对主流。
激光器模式选择技术：偏振选择技术（控制输出激光的偏振特性）谱线选择技术（对输出激光的波长进行控制） 横模选择技术（压缩振荡激光束的发散角、从而改善其方向性）纵模选择技术（限制振荡激光频谱数目）
光调制：将激光作为信息的载体，通过改变激光的振幅、波长(频率)、相位、偏振、方向等各参量，使光携带信息的过程。 激光称为载波，起控制作用的低频信息称为调制信号
内调制 在激光振荡过程中直接加载信号，以调制信号改变激光器的振荡参数，从而改变激光器输出特性以实现调制。特点：调制在激光器内部进行，多用于半导体激光器外调制 指激光形成之后，在激光器之后的光路上放置调制器，用调制信号改变调制器的物理性能，当激光束通过调制器时，使光波的某个参量受到调制。特点：调制不涉及激光器结构，应用更广泛 。光束调制按其调制的性质可分为振幅调制、角度调制（频率调制＆位相调制）、强度调制、脉冲调制 电光效应：当介质的两端所加外加电场较强时，介质内的电了分布状态发生变化，以致介质的极化强度以及折射率也各向异性地发生变化，从而影响光在介质中传播规律的现象。 利用晶体的电光效应可以实现对晶体中传播光波的控制，改变传播光的幅度、频率、偏振态、传播方向等，这种基于电光效应的原理对光进行的调制就称为电光调制。
时对应的偏振光相对入射光旋转了90°，定义其相应的电压为半波电压
半波电压是表征电光晶体调制特性的一个重要参数，其数值越小，表明在相同的外加电压条件下可以获得的相位延迟就越大，因而调制器的调制效率也就越高。实际上，晶体的电光系数越大，相应半波电压越低，通过测量半波电压可以计算出相应的电光系数。 4/波片作用：给调制器增加一个直流偏压，使调制器的工作点移到中心点，在此工作点附近，输出光强随外加电压的变化近似线型，于是很小的正弦信号就能引起不畸变的正弦输出调制光强。
横向： 优 点：① 横向电光调制器克服了电极对调制信号的影响；② 可以通过晶体长度的选择来调节天然双折射相位延迟大小，从而调节工作点的位置。③电光相位延迟与晶体厚度成反比，可通过晶体长度与厚度的协调选择，使调制器工作于中点而且具有合适的相对位相延迟
弹光效应：晶体在外加应力的作用下发生形变，分子间的相互作用力改变，造成局部密度随之改变，以致介质的介电常量以及折射率也发生变化，从而影响光在介质中传播规律的现象。
声光衍射当外加应力周期变化时，其在晶体中也产生周期变化的应变场（超声波场），这将引起晶体的局部压缩或伸长，造成分子疏密相间的分布，这种由于机械应力引起的弹光效应使晶体的介电常量及折射率发生变化，于是，在介质中形成周期性的有不同折射率的间隔层分布，这些间隔层以声速运动，层间保持声波波长一半的距离．当光通过这种分层结构时，就发生衍射，引起光强度、频率和方向随超声场的变化，效果类似光栅。
在低声频和声光相互作用长度(声场厚度)不太大的情况下，发生拉曼—奈斯衍射。
在高声频和相互作用长度较大的情况下，发生布拉格衍射，其衍射光谱一般只包含两个级次，大多数声光器件都是在布拉格衍射方式下工作。
天然旋光效应：当线偏振光沿光轴方向通过某些天然介质时，偏振面发生旋转的现象称为天然旋光现象。旋光作用起因于某些介质对左旋与右旋圆偏振光的折射率大小不同。 磁光效应：在磁场作用下本来不具有旋光效应的晶体发生的一种人为的旋光效应，其偏振面的旋转与光的传播方向无关。二者区别：1）光束返回通过天然旋光介质时，旋转角度与正向入射时相反，因而往返通过介质的总效果是偏转角为零；2）磁致旋光方向与磁场方向有关，而与光的传播方向无关，因而光往返通过法拉第旋光物质时，偏转角度增加一倍。
凡是把光辐射量转换为电量(电流或电压)的光探测器，都称为光电探测器。
1. 光子效应：单个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。 探测器吸收光子后，直接引起原子或分子的内部电子状态的改变，即单个光子的性质对产生的光电子起直接作用，光子能量的大小，直接影响内部电子状态的改变。2. 光热效应：物体吸收光，引起温度升高，进而影响其电学或其他物理性质的电光效应。
金属或半导体受光照时，若入射光子能量足够大，它就和物质当中的电子相互作用，使电子从材料表面逸出，这种现象就称为光电发射效应，也称外光电效应。
内光电效应：光电导效应 当光照射到半导体材料时，材料吸收光子的能量，使得非传导态电子变为传导态电子，引起裁流子浓度增大，从而导致材料电导率增大的现象，它是半导体材料的体效应。光伏效应 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，它是半导体材料的“结”效应。 与光电导效应的区别：实现光伏效应需要有内部电势垒，当照射光激发出电子半穴对时，电势垒的内建电场将把电子空穴对分开，从而在势垒两侧形成电荷堆积，形成光生伏特效应。
光热效应：探测元件吸收光辐射能量后，并不直接引起内部电子状态的改变，而是把吸收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升,温度上升的结果又使探测元件的电学性质或其他物理性质发生变化。
光电导探测器本征型 室温下工作，适用于可见光和近红外辐射探测；非本征型 低温条件下工作，常用于中、远红外辐射探测
峰值波长 取决于半导体材料的禁带宽度
光谱响应范围展宽 长波方向：杂质和晶格缺陷所形成的能级与导带间的禁带宽度比价带与导带间的主禁带宽要窄得多，因此波长比峰值波长长的光将把这些杂质能级中的电子激发到导带中去，从而使光敏电阻的光谱响应向有所扩展；短波方向：光敏电阻对短波长光的吸收系数大，使得表面层附近形成很高的载流子浓度，自由载流子在表面层附近复合的速度也快，从而使光敏电阻对波长短于峰值响应波长的光的响应灵敏度降低。
光敏电阻的响应时间与入射光的照度，所加电压、负载电阻、前历时间 (照度变化前电阻所经历的时间)等因素有关。实际应用中，提高使用照明度、降低所加电压、施加适当偏置光照、使光敏电阻不是从完全暗状态开始受光照，可改善光敏电阻的时间响应特性。
四川大学材料学院 现代材料分析技术复习提纲
材料的设计、制备及表征，是材料研究的三部曲
1光谱的分类有多种，从产生机制上，可分为三大类:发射光谱、吸收光谱、散射光谱。从谱线的形态上，可分为三大类:线状光谱、带状光谱与连续光谱。从样品类型上，可分为两大类:原子光谱、分子光谱。
2分子、原子、原子核及核外电子，均处于不停地运动中，它们具有一定的能量，即处于一定的能级。从量子力学的观点来看，它们具有的能级是不连续的，当其吸收了外界供给的能量，便由低能级E1跃迁到高能级En，这个过程称为激发
3处于激发态的原子将会很快地、自发地直接或经中间能级后返回到低能级E1，同时把受激时所吸收的能量△E(= En- E1)以电磁波的形式释放出来，这个过程称为退激。
4由激发态直接跃迁到基态而发射的谱线称为共振线 线光谱是元素的固有特征，每种元素各有其特有的、不变的线光谱。 确认谱线波长的方法，有标准试样光谱比较法、铁光谱比较法与谱线波长测定法。
5铁光谱比较法；将铁与试样并列摄谱于同一光谱感光板上，然后将摄取的试样光谱和铁光谱同标准铁光谱图相对照，在标准铁光谱中，按波长标明有各元素的灵敏线，定性分析时，以铁光谱线作为波长的标尺，逐个检查试样中拟检查元素的灵敏线，即可确定试样中是否含有某一元素。如果试样中未知元素的谱线与标准Fe光谱图中标明的某一元素谱线出现的波长位置相重合，则表明存在该元素。
6黑度：在光谱分析时，光强越强，曝光时间越长，在感光板上记录的谱线就越黑，各个谱线变黑的程度用黑度表示 测定方法;设以一定强度的入射光投射到感光板的未曝光部分时，其透过光的强度为I1；投射到谱线上时，其透过光的强度为I2，则谱线的黑度S定义为：S = lg I1/ I2。显然，如果谱线越黑，则I2愈小，S就愈大。
7原子吸收分光光度法； 光源：光源的功能是发射被测元素基态原子所吸收的特征共振辐射。对光源的基本要求是：发射的辐射其波长半宽度要明显小于吸收线的半宽度、辐射强度足够大、稳定性好、使用寿命长。空心阴极灯是能满足这些要求的理想的锐线光源，应用最广。工作原理：空心阴极灯放电是辉光放电的特殊形式，放电主要集中在阴极空腔内。当在两极上加上300~500伏电压时，便开始辉光放电。电子在离开阴极飞向阳极的过程中，与载气的原子碰撞并使之电离。荷正电的载气离子由电位差获得动能，如果正离子的动能足以克服金属阴极表面的晶格能，当其撞击在阴极表面上时，就可以将阴极原子由晶格中溅射出来。溅射出来的原子再与电子、原子、离子等碰撞而被激发，发出被测元素特征的共振线。在这个过程中，同时还有载气的谱线产生。
期末复习资料汇总
期末复习资料汇总(总7页)
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第三章 双极结型晶体管
填空题
1、晶体管的基区输运系数是指（基区中到达集电结的少子）电流与（发射结注入基区的少子 ）电流之比。由于少子在渡越基区的过程中会发生（ 扩散 ），从而使基区输运系数（ 变大 ）。为了提高基区输运系数，应当使基区宽度（ 小于 ）基区少子扩散长度。
2、晶体管中的少子在渡越（ ）的过程中会发生（ ），从而使到达集电结的少子比从发射结注入基区的少子（ ）。
3、晶体管的注入效率是指（ ）电流与（ ）电流之比。为了提高注入效率，应当使（ ）区掺杂浓度远大于（ ）区掺杂浓度。
4、晶体管的共基极直流短路电流放大系数α是指发射结（正 ）偏、集电结（ 零 ）偏时的（ 集电结 ）电流与（ 发射结 ）电流之比。
5、晶体管的共发射极直流短路电流放大系数β是指（ 发射 ）结正偏、（ 集电 ）结零偏时的（ 集电结 ）电流与（ 基区 ）电流之比。
6、在设计与制造晶体管时，为提高晶体管的电流放大系数，应当（ ）基区宽度，（ ）基区掺杂浓度。
7、某长方形薄层材料的方块电阻为100Ω，长度和宽度分别为300μm和60μm，若要获得1kΩ的电阻，则该材料的长度应改变为（ 600μm ）。
8、在缓变基区晶体管的基区中会产生一个（ ），它对少子在基区中的运动起到（ ）的作用，使少子的基区渡越时间（ ）。 9、小电流时α会（ ）。这是由于小电流时，发射极电流中（ ）的比例增大，使注入效率下降。
10、发射区重掺杂效应是指当发射区掺杂浓度太高时，不但不能提高（ ），反而会使其（ ）。造成发射区重掺杂效应的原因是（ ）和（ ）。
川大医学成像技术期末复习提纲_2013.
医学成像原理期末复习提纲
第一章 医学成像基础
1. 什么是医学成像技术？
医学成像是借助于某种介质（如 X线、电磁场、超声波、放射性核素等）与人体的相互作用，把人体内部组织、器官的形态结构、密度、功能等，以图像的方式表达出来，提供给诊断医生，使医生能根据自己的知识和经验对医学图像中所提供的信息进行判断，从而对病人的健康状况进行判断的一门科学技术。
医学成像技术作为医学图像研究领域中的一个研究方向，是物理学、电子技术、计算机技术、工程数学及材料科学与精细加工等多种高新技术相互渗透的产物。
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2. 密度分辨率和空间分辨率的概念
密度分辨率，又称 “ 低对比度分辨率 ” ，在细节与背景间具有低对比度时, 将细节从背景中鉴别出来的能力。常用 “%” 数表示。如某ＣＴ机的密度分辨率为 0.35%, 则表示该机对组织间的密度差只要大于0.35% 即可分辨出来。
有两种定义 ①△=(ａ-ｂ)/(ａ+b )×100% ②△=(ａ-ｂ)/ａ×100%
空间分辨率，即“高对比度分辨率” ，指在细节与背景间具有高对比度的情况下,鉴别被照体细微结构的能力或对物体空间大小的鉴别能力。常用ＬＰ/ｃｍ(线对/厘米)、ｐｉｘｅｌ/ｍｍ、Ｓ/ｍｍ(线径/毫米)等来表示空间分辨率。
第二章 X射线物理
重点: 连续X射线和标示X射线的特性
1. X射线产生需要具备的条件。
电子源：能根据需要随时提供足够数量的电子；
高速电子流：条件一：有一个高电压产生的强电场，使电子获得很大的动能;条件二：有一个高真空度的空间，使电子在高速运动中不受气体分子的阻挡而降低能量，同时也能保护灯丝不致因氧化而烧毁。
阳极靶：必须有适当的阻挡物(金属靶面)，在其运动的路径上设置一个障碍物使电子突然减速或停止，承受高速电子的能量，使高速电子所带的动能转变成X射线。
常用钨靶，因其：原子序数较高，产生X射线的效率高和产生高能X射线；能有效
四川大学机电一体化期末复习资料
四川大学机电一体化期末复习资料
题型：
一、填空
二、判断改错
三、简答
四、计算
第一章
一、机电一体化技术主要特征：
1、整体结构最优化
2、系统控制智能化
3、操作柔性化
二、机电一体化系统所面临的共性关键技术：
1、检测传感技术
2、信息处理技术
3、自动控制技术
4、伺服驱动技术
5、精密机械技术
6、系统总体技术
三、机电一体化五大基本要素：
动力、传动机构、执行器、计算机、传感器
第二章
一、转动惯量的转化（计算题）
机械设计在不影响系统刚度的条件下，尽量减小转动惯量。
二、系统固有频率Wn=根号下（刚度/转动惯量）
三、一般0.4
较平稳，过渡时间较短，又有较高的灵敏度。
四、闭环之内传递力的齿轮间隙，对系统静态精度无影响。
五、精度设计，主要原理与原则： 1、阿贝尔误差原理：在长度测量时，被测尺寸与标准尺寸必须处在测量方
向的同一条直线上，或者两者彼此处于对方延长线上。
2、运动学设计原理
3、平均效应原理
4、变形最小原则
主轴箱的热变形误差是影响加工精度的主要因素之一。
5、基面统一原则
设计基面，工艺基面，测量基面，装配基面
6、误差最小和放大原理（速比原理）
7、误差配合原理
六、影响机械传动链力学性能的主要因素：
1、负载的变化
2、惯性的大小
3、固有频率的高低
4、摩擦、间隙、温升、润滑等因素
机电一体化系统中的机械传动装置不仅仅是转矩和转速的变速器，已成为伺服系统组成部分。
七、根据负载特性和工作条件，最佳传动比选择方案如下：
1、负载峰值力矩最小
2、负载均方根力矩最小
3、转矩储备最大
4、负载角加速度最大
八、总传动比分配
1、最小等效转动惯量原则
2、质量最小原则
3、输出轴转角误差最小原则
为提高齿轮系传动精度，输入端到输出端各级传动比按“前小后大”次
序分配。 九、滚珠循环方式：内循环（固定式、活动式）；外循环
十、滚珠丝杠福支撑方式
1、单支撑形式：
大学物理考研期末复习光的干涉
第十一章 波动光学 之 光的干涉
一、选择题(共20题)
1.
如图，S1、S2是两个相干光源，它们到P点的距离分别为r1和r2．路径S1P垂直穿过一块厚度为t1，折射率为n1的介质板，路径S2P垂直穿过厚度为t2，折射率为n2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于 没
(A) )()(111222tnrtnr
(B) ])1([])1([211222tnrtnr
(C) )()(111222tnrtnr
(D) 1122tntn ［ ］
2. 在相同的时间内，一束波长为的单色光在空气中和在玻璃中
(A) 传播的路程相等，走过的光程相等．
(B) 传播的路程相等，走过的光程不相等．
(C) 传播的路程不相等，走过的光程相等．
(D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等． ［ ］
3.
如图所示，折射率为n2、厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n1和n3，已知n1< n2> n3．若用波长为的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是
(A) 2n2 e． (B) 2n2 e－ / 2.
(C) 2n2 e－ ． (D) 2n2 e－ / (2n2)．
［ ］
成都理工大学-大学物理(下)期末考试复习
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-- 2012——2013（2）大学物理1（下）期末考试
知识点复习
热学部分
1、气体动理论
理想气体压强公式和温度公式；麦氏速率分布函数和速率分布曲线的物理意义；三种速率的物理意义及计算方法；能量按自由度均分原理和理想气体的内能；平均碰撞频率和平均自由程。
1)理想气体物态方程RTMmRTpV，nkTp,pRTM
2）压强公式：k32np，2t12mv，2t1322mvkT
统计假设xyzNVNVNndd；0zyxvvv，222231vvvvzyx
例题：若理想气体的体积为V，压强为p，温度为T，一个分子的质量为m，k为玻尔兹曼常量，R为普适气体常量，则该理想气体的分子数为：
(A) pV / m ．(B)pV / (kT)．
(C) pV / (RT)．(D) pV / (mT)．［］
3）温度的统计意义：21322tmvkT，源于：2{,}3tpnpnkT
能量均分定理：kTi2；理想气体内能：22ViiERTCTpV
要求：典型分子的自由度及内能与mol热量：
自由度： 单：i=3，刚双 i=5，，刚三 i=6；
RiCV2，RiRCCVP22 --
-- 例题：
温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能和平均平动动能w有如下关系：
(A) 和w都相等．(B) 相等，而w不相等．
(C) w相等，而不相等．(D) 和w都不相等． ［］1
有一瓶质量为M的氢气(视作刚性双原子分子的理想气体)，温度为T，则氢分子的平均平动动能为____________，氢分子的平均动能为______________，该瓶氢气的内能为____________________．
4)速率分布函数：SfNNdd)(dvv（深刻理解其意义!!）
kTmvevkTmvf222/3224)(--------注意曲线的特征
激光原理期末知识点总复习材料
激光原理期末知识点总复习材料
激光原理是物理学和光学学科中的重要内容，它是现代科技发展的基础之一、下面是激光原理期末知识点的总复习材料。
1.激光的定义和概念：激光是指具有相干特性、能量集中、波长单一且紧凑的光束。其与常规光的最大区别在于具有相干性和能量集中性。
2.激光的产生过程：激光的产生过程主要包括受激辐射和自发辐射。受激辐射是指在外界光或电磁辐射的刺激下，原子或分子由基态跃迁到激发态并通过受激辐射返回基态时所发射的光。自发辐射是指原子或分子自发地从激发态返回基态所发射的光。
3.光激发和电子激发的激光：根据产生激发所用的不同方法，激光可以分为光激发和电子激发的激光。光激发的激光是通过外界光的能量传递使原子或分子激发并产生激光。电子激发的激光是通过外界电子束或放电使原子或分子激发并产生激光。
4.激光功率和激光能量：激光功率是指单位时间内激光辐射出的能量，单位为瓦特(W)；激光能量是指激光脉冲的总能量，单位为焦耳(J)。
5.激光的特性：激光具有相干性、方向性、单色性和高亮度等特性。相干性是指激光的波长相近的光波的相位关系保持稳定，能够构成干涉图样。方向性是指激光具有狭窄的发射角度，能够通过透镜等光学元件进行聚焦。单色性是指激光具有非常狭窄的波长，具有很高的色纯度。高亮度是指激光能够将能量集中在很小的空间范围内，能够产生很高的光功率密度。
6.激光器的结构和工作原理：激光器主要由激光介质、泵浦能源、光腔和输出镜组成。激光介质是产生激光的核心部件，泵浦能源是提供激发条件的能源，光腔是激发介质形成激光放大的空间环境，输出镜是选择性反射激光光束的光学元件。
7.常见的激光器种类和应用：常见的激光器种类包括氦氖激光器、二氧化碳激光器、半导体激光器和固体激光器等。激光器的应用非常广泛，包括科学研究、医学治疗、通信、激光加工和激光雷达等。
8.激光安全：激光具有较强的穿透力和燃烧能力，因此在使用激光器时需要注意安全。激光安全主要包括对激光光束的防止散焦、眼睛和皮肤的防护、激光辐射的监测和控制等。
四川大学光电子学与激光技术期末复习资料
四川大学光电子学与激光技术期末复习资料
光电子学是以光频波段电磁波的电子学效应基本理论和应用原理为研究对象，并由近代光学与电子学相互交叉与渗透而形成的一门新兴学科。
光电子技术——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 特点：1、角分辨率高2、距离分辨率高3、频带宽，通信容量大4、光谱分辨率高5、非线性光学效应强
21世纪光电子技术发展？以智能化超高速计算机系统和全光网为代表的超高速、超大容量信息处理和传输将成为未来信息科学发展的两个重大方向
微电子技术受分布电容影响，难以突破纳秒的门槛，在实现超高速、超大容量、超低功耗的集成系统方面遇到了根本的困难
21世纪的信息化社会依赖光电子技术
什么叫光辐射？以电磁波形式或粒子（光子）形式传播的能量，它们可以用光学元件反射、成像或色散，这种能量及其传播过程称为光辐射。
在辐射度单位体系中，基本量是辐通量或者辐射能，它是只与辐射客体有关的量。其基本单位是瓦特（W）或者焦耳（J）。辐射度学适用于整个电磁波段。
光度单位体系，是一套反映视觉亮暗特性的光辐射计量单位，被选作基本量的不是光通量而是发光强度，其基本单位是坎德拉。光度学只适用于可见光波段。
任何0K以上温度的物体都会发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。热辐射具有连续的辐射谱，波长自远红外区到紫外区，并且辐射能按波长的分布主要决定于物体的温度。
在同样的温度下，各种不同物体对相同波长的单色辐射出射度与单色吸收比之比值都相等，并等于该温度下黑体对同一波长的单色辐射出射度。 基尔霍夫辐射定律
为了表示一个热辐射光源所发出光的光色性质，常用到色温度这个量，单位为K。色温度是指在规定两波长处具有与热辐射光源的辐射比率相同的黑体的温度。
如果将光也看做粒子（一种特殊的粒子）——我们称之为光量子，则光辐射场与物质相互作用，就产生粒子的跃迁过程，包括自发辐射、受激吸收与受激辐射三种类型的跃迁。
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激光原理期末知识点总复习材料
2.激光特性：单色性、方向性、相干性、高亮度
3.光和物质的三种相互作用：自发辐射，受激吸收，受激辐射
4.处于能级u的原子在光的激发下以几率
向能级1跃迁，并发射1个与入射光子全同的光子，Bul为受激辐射系数。
5.自发辐射是非相干的。受激辐射与入射场具有相同的频率、相位和偏振态，并沿相同方
向传播，因而具有良好的相干性。
6.爱因斯坦辐射系数是一些只取决于原子性质而与辐射场无关的量，且三者之间存在一定
联系。7.产生激光的必要条件：工作物质处于粒子数反转分布状态
8.产生激光的充分条件：在增益介质的有效长度内光强可以从微小信号增长到饱和光强Is
9.谱线加宽特性通常用线型函数描述：设辐射光强I中频率处于ν～ν+dν的部分为
I(ν)dν,则线型函数定义为 线型函数满足归一化条件：
10.速率方程：描述有关能级粒子数密度随时间变化的微分方程。速率方程理论是量子理论
的简化形式。
11.三能级系统速率方程组：
其中：
四能级比三能级好的原因：更容易形成粒子数反转
画出四能级系统的能级简图并写出其速率方程组
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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,)mm，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，则其干涉光强为22010201022cosEEEE，两列波干涉相长的条件为2(0,1,2,)mm
⑷波长的光经过孔径D的小孔在焦距f处的衍射爱里斑半径为1.22fD。