张永林 第二版《光电子技术》课后习题答案.doc
1.1可见光的波长、频率和光子的能量范围分别是多少 波长：380~780nm 400~760nm 频率：385T~790THz 400T~750THz 能量：1.6~3.2eV 1.2辐射度量与光度量的根本区别是什么为什么量子流速率的计算公式中不能出现光度量 为了定量分析光与物质相互作用所产生的光电效应，分析光电敏感器件的光电特性，以及用光电敏感器件进行光谱、光度的定量计算，常需要对光辐射给出相应的计量参数和量纲。辐射度量与光度量是光辐射的两种不同的度量方法。根本区别在于：前者是物理（或客观）的计量方法，称为辐射度量学计量方法或辐射度参数，它适用于整个电磁辐射谱区，对辐射量进行物理的计量；后者是生理（或主观）的计量方法，是以人眼所能看见的光对大脑的刺激程度来对光进行计算，称为光度参数。因为光度参数只适用于0.38~0.78um的可见光谱区域，是对光强度的主观评价，超过这个谱区，光度参数没有任何意义。而量子流是在整个电磁辐射，所以量子流速率的计算公式中不能出现光度量.光源在给定波长λ处，将λ～λ+dλ范围内发射的辐射通量 dΦe，除以该波长λ的光子能量hν，就得到光源在λ处每秒发射的光子数，称为光谱量子流速率。 1.3一只白炽灯，假设各向发光均匀，悬挂在离地面1.5m的高处，用照度计测得正下方地面的照度为30lx，求出该灯的光通量。 Φ=L*4πR^2=30*4*3.14*1.5^2=848.23lx 1.4一支氦-氖激光器（波长为632.8nm）发出激光的功率为2mW。该激光束的平面发散角为1mrad,激光器的放电毛细管为1mm。 求出该激光束的光通量、发光强度、光亮度、光出射度。 若激光束投射在10m远的白色漫反射屏上，该漫反射屏的发射比为0.85，求该屏上的光亮度。 1.6从黑体辐射曲线图可以看书，不同温度下的黑体辐射曲线的极大值处的波长 随温度T的升高而减小。试用普朗克热辐射公式导出 式这一关系式称为维恩位移定律中，常数为2.898?10-3m?K。 普朗克热辐射公式求一阶导数，令其等于0，即可求的。教材P8 2.1什么是光辐射的调制有哪些调制的方法它们有什么特点和应用 光辐射的调制是用数字或模拟信号改变光波波形的幅度、频率或相位的过程。 光辐射的调制方法有内调制和外调制。 内调制：直接调制技术具有简单、经济、容易实现等优点。但存在波长(频率)的抖动。 LD、LED 外调制：调制系统比较复杂、消光比高、插损较大、驱动电压较高、难以与光源集成、偏振敏感、损耗大、而且造价也高。但谱线宽度窄。机械调制、电光调制、声光调制、磁光调制 2.2说明利用泡克尔斯效应的横向电光调制的原理。画出横向电光调制的装置图，说明其中各个器件的作用。若在KDP晶体上加调制电压U=Um ，U在线性区内，请写出输出光通量的表达式。 Pockels效应：折射率的改变与外加电场成正比的电光效应。也称线性电光效应。 光传播方向与电场施加的方向垂直，这种电光效应称为横向电光效应。 2.3说明利用声光布拉格衍射调制光通量的原理。超声功率Ps的大小决定于什么在石英晶体上应加怎样的电信号才能实现光通量的调制该信号的频率和振幅分别起着什么作用 当超声波在介质中传播时，将引起介质的弹性应变作时间上和空间上的周期性的变化，并且导致介质的折射率也发生相应的变化。当光束通过有超声波的介质后就会产生衍射现象，这就是声光效应。 声光介质在超声波的作用下，就变成了一个等效的相位光栅，当光通过有超声波作用的介质时，相位就要受到调制，其结果如同它通过一个衍射光栅，光栅间距等于声波波长，光束通过这个光栅时就要产生衍射，这就是声光效应。布拉格衍射是在超声波频率较高，声光作用区较长，光线与超声波波面有一定角度斜入射时发生的。 2.4说明利用法拉第电磁旋光效应进行磁光强度调制的原理。 磁场使晶体产生光各向异性，称为磁光效应。 法拉第效应：光波通过磁光介质、平行于磁场方向传播时，线偏振光的偏振面发生旋转的现象。 电路磁场方向在YIG棒轴向，控制高频线圈电流，改变轴向信号磁场强度，就可控制光的振动面的旋转角，使通过的光振幅随角的变化而变化，从而实现光强调制。 3.1热电探测器与光电探测器相比较，在原理上有何区别 光电探测器的工作原理是将光辐射的作用视为所含光子与物质内部电子的直接作用，而热电探测器是在光辐射作用下，首先使接收物质升温，由于温度的变化而造成接受物质的电学特性变化。光电探测器响应较快，噪声小；而热电探测器的光谱响应与波长无关，可以在室温下工作。 3.2光电效应有哪几种各有哪些光电器件 物质在光的作用下释放出电子的现象称为光电效应。 光电效应又分为外光电效应（如光电发射效应）和内光电效应（如光电导效应和光伏效应）。 当半导体材料受光照时，由于对光子的吸收引起载流子浓度的增大，因而导致材料电导率的增大，这种现象称光电导效应。光敏电阻、光导探测器 当半导体PN结受光照射时，光子在结区（耗尽区）激发电子-空穴对。在自建场的作用下，电子流向N区，空穴流向P区，从而在势垒两边形成电荷堆积，使P区、N区两端产生电位差。P端为正，N端为负。这种效应称为光伏效应。光电池、光电二极管、双光电二极管，光电三极管、光电场效应管、光电开关管、光电雪崩二极管 某些金属或半导体受到光照时，物质中的电子由于吸收了光子的能量，致使电子逸出物质表面，这种现象称为光电发射效应，又称外光电效应。光电倍增管，真空光电管、充气光电管。 3.3光电器件的光电特性（光照特性）有哪两种情况每种特性的器件各自的用途是什么 当光电器件上的电压一定时，光电流与入射于光电器件上的光通量的关系I=F( Ф) 称为光电特性，光电流与光电器件上光照度的关系I=F(L) 称为光照特性。 3.4什么是光电器件的光谱特性了解它有何重要性 光电器件对功率相同而波长不同的入射光的响应不同，即产生的光电流不同。光电流或输出电压与入射光波长的关系称为光谱特性。光谱特性决定于光电器件的材料。应尽量使所选的光电器件的光谱特性与光源的光谱分布较接近。由光电器件的光谱特性可决定光电器件的灵敏度（响应率）——光谱灵敏度和积分灵敏度。 3.5为什么结型光电器件在正向偏置时没有明显的光电效应结型光电器件必须工作在哪种偏置状态? 因为p-n结在外加正向偏压时，即使没有光照，电流也随着电压指数级在增加，所以有光照时，光电效应不明显。p-n结必须在反向偏压的状态下，有明显的光电效应产生，这是因为p-n结在反偏电压下产生的电流要饱和，所以光照增加时，得到的光生电流就会明显增加。 3.6若光电PN结在照度L1下开路电压为U ，求照度L2下的开路电压U 。 3.7负电子亲和势光电阴极的能带结构如何它有哪些特点 表面区域能带弯曲，真空能级降低到导带之下。 特点：1.量子效率高 2.光谱响应延伸到红外，光谱响应率均匀3热电子发射小 4.光电发射小，光电子能量集中
3.8何谓“白噪声”何谓“f1噪声”要降低电阻的热噪声应采取什么措施 功率谱大小与频率无关的噪声，称白噪声。功率谱与f成反比，称1/f 噪声。 措施：1.尽量选择通带宽度小的2.尽量选择电阻值小的电阻3.降低电阻周围环境的温度 3.9探测器的D*=1011cm·Hz1/2·W-1,探测器光敏器的直径为0.5cm，用于f=5x103Hz的光电仪器中，它能探测的最小辐射功率为多少 3.10应怎样理解热释电效应热释电探测器为什么只能探测调制辐射 热电晶体的自发极化矢量随温度变化，从而使入射光可引起电容器电容改变的现象成为热释电效应。 由于热释电信号正比于器件的温升随时间的变化率，因此它只能探测调制辐射。 3.13一块半导体样品，有光照时电阻为50欧姆，无光照时电阻为5000欧姆，求该样品的光电导。 G光=G亮-G暗=1/50-1/5000=0.0198（s）该样品的光电导即为所求。 3.14
3.16试问图3.25和图3.26分别属于哪一种类型的偏置电路为什么当光照变化dL时，引起输出电压U0变化，分别写出这两种电路dU0的表达式。 3.17叙述光电池的工作原理以及开路电压、短路电流与光照度的关系。为什么光电池的输出与所接的负载有关系 （1）工作原理 光电池是一个简单得PN结。当光线照射PN结时，PN结将吸收入射光子。如果光子能量超过半导体材料的禁带宽度，则由半导体能带理论可知，在PN结附近会产生电子和空穴。在内电场的作用下，空穴移向P区，电子移向N区，使N区聚集大量的电子而带上负电，在P区聚集大量的空穴而带上正电。于是在P区和N区之间产生了电势，成为光生电动势。如果用导线或电阻把N区和P区连接起来，回路中就会有光电流I流过，电流方向是由P区流向N区。（6分） （2）光电池的电动势即开路电压与照度成非线性关系，在照度光电池的短路电流与照度成线性关系（4分） （3）当负载电阻较大时，光电流流过负载电阻时，必然使外加电场增大，由于外电场的方向是与内电场方向相反，故要削弱内电场的强度，从而使光生的电子和空穴不能移过PN结，使对外输出的光电流减少。（5分）3.20 2CR和2DR，2CU和2DU在结构上有何主要区别2DU光电二极管增设环极的目的是什么画出正确接法的线路图，使用时环极不接是否可用为什么 硅光电池按基底材料不同分为2CR和2DR 。2CR为N型单晶硅，2DR为P型单晶硅。按衬底材料的不同，硅光电二极管分为2CU和2DU两种系列。2DU光电二极管增设环极的目的是为了减少暗电流和噪声。 3.21说明PIN管、雪崩光电二极管的工作原理和各自特点。PIN管的频率特性为什么比普通光电二极管好 工作原理：PIN管加反向电压时，势垒变宽，在整个本征区展开，耗尽层宽度基本上是I区的宽度，光照到I层，激发光生电子空穴时，在内建电场和反向电场作用下，空穴向P区移动，电子向N区移动，形成光生电流，通过负载，在外电路形成电流。特点：频带宽，线性输出范围宽。优点：1，工作电压比较低，一般为5V。2，探测灵敏度比较高；3，内量子效率较高；4，响应速度快；5，可靠性高；6，PIN管能低噪声工作。 工作原理：当光电二极管的PN结上加相当大的反向偏压时，在耗尽层内将产生一个很高的电场，它足以使在该强电场区产生和漂移的光生载流子获得充分的动能，电子空穴与晶格原子碰撞，将产生新的电子空穴对。新的电子空穴对在强电场作用下，分别向相反的方向运动，在运动过程中，又可能与原子碰撞，再一次产生新的电子空穴对。如此反复，形成雪崩式的载流子倍增。特性：灵敏度高，响应速度快； PIN光电二极管因由较厚的i层，因此p-n结的内电场就基本上全集中于i层中，使p-n结的结间距离拉大，结电容变小，由于工作在反偏，随着反偏电压的增大，结电容变的更小，从而提高了p-n光电二极管的频率响应。 由于PIN管耗尽层变宽，这就相当于增大了结电容之间的距离，使结电容变小，而且耗尽层的厚度随反向电压的增加而加宽，因而结电容随着外加反向偏压的增大而变得更小。同时，由于I层的电阻率很高，故能承受很高的电压，I层电场很强，对少数载流子漂移运动起加速作用，虽然渡越距离增大一些，但少数载流子的渡越时间相对还是短了。总之，由于结电容变小，载流子渡越耗尽层的时间短，因此PIN管的特性好。 3.23光电二极管2CU2E，其光电灵敏度S=0.5μA/μW，拐点电压U =10V，输入辐射功率 =（5+3sin t）μW，偏置电压Ub=40V，信号由放大器接收，求取得最大功率时的负载电阻Rb和放大器的输入电阻R 的值，以及输入给放大器的电流、电压和功率值。 3.24图3.97中，用2CU型光电二极管接收辐射通量变化为 =（20+50sinwt）μW的光信号，其工作偏压Ub=30V，拐点电压Um=10V，且Rb=RL。2CU的参数是：光电灵敏度S=0.6μA/μW，结电容Cj=3pF，分布电容C0=3pF。试计算：1. 3.25用光电三极管3DU12探测交变信号。结电容Cj=8pF，放大器的输入电容Ci=5pF，输入电阻r=10k计算变换电路中频时的输出电压U0上限频率f 3.26设计光控继电器开关电路。已知条件：光电晶体管3DU15的S=1μA/lx，继电器K的吸合电流为10mA，线圈电阻1.5kΩ。要求光照大于200lx时继电器J吸合。 3.27试述PSD的工作原理，与象限探测器相比，PSD有什么优点 PSD是利用离子注入技术制成的一种对入射到光敏面上的光点位置敏感的光电器件，分为一维和二维两种。当入射光是非均匀的或是一个光斑时，其输出与光的能量中心有关。与象限探测器相比，PSD的优点有：对光斑的形状无严格要求；光敏面上无象限分隔线，对光斑位置可进行连续测量，位置分辨率高，可同时检测位置和光强。 3.28光电发射和二次电子发射有哪些不同简述光电倍增管的工作原理。 光电发射是光轰击材料使电子逸出，二次电子发射是电子轰击材料，使新的电子逸出。 1）光子透过入射窗口入射在光电阴极K上。 2）光电阴极电子受光子激发，离开表面发射到真空中。 3）光电子通过电子加速和电子光学系统聚焦入射到第一倍增极D1上，倍增极将发射出比入射电子数目更多的二次电子，入射电子经N级倍增极倍增后光电子就放大N次
光电子技术基础与应用习题答案
第三章 习题(1)
1. 填空
① 最早的电光源是
，最早的激光器是 年由 国的 制作的 。
② 光在各向同性介质中传播时，复极化率的实部表示 虚部表示 与频率的关系。
与频率的关系，
③ 激光器的基本结构包括 、 是 、 ，必要条件包括
、 。激光产生的充分条件
、
。
④ 今有一个球面激光腔r1=1.5m，r2=-1m，L=80cm，它属于 2. 试简单说明以下光电子学术语的科学含义：
8. 从麦克斯韦通式(2-28)出发，推导波动方程(2-44)。
1. 填空题：
第二章 习题答案(1)
第二章 习题答案(2)
第二章 习题答案(3)
6. 输出波长为＝632.8nm的He-Ne激光器中的反射镜是在玻璃上交替涂覆ZnS和 ThF2形成的，这两种材料的折射率系数分别为1.5和2.5。问至少涂覆多少个双层 才能使镜面反射系数大于99.5％？
第三章复习思考题(8)
4. 简述题 （5）以一个三能级原子系统为例, 说明激光器的基本组成和产生激光的基本原理。
4. 简述题
第三章复习思考题(9)
4. 简述题 （7）分析激光产生的条件。
第三章复习思考题(10)
4. 简述题 （7）分析激光产生的条件。
第三章复习思考题(11)
4. 简述题
第三章复习思考题(12)
讲授内容
第三、四、五讲
1 第一章 绪 论（一讲） 2 第二章 光学基础知识与光场传播规律（二讲）
3 第三章 激光原理与技术（三、四、五讲）
4 第四章 光波导技术基础（六、七讲） 5 第五章 光调制技术—光信息系统的信号加载与控制（八、九、十讲）
6 第六章 光电探测技术（十一、十二讲）
《电工电子技术(第2版)》课后习题一答案
03 电子技术基础题目解析
半导体器件题目解析
半导体材料特性
二极管与三极管
解答涉及半导体材料的导电性、热敏 性和光敏性等特性，以及其在电子器 件中的应用。
针对二极管和三极管的符号、工作原 理、特性曲线及主要参数进行深入解 析，并讨论其在电路中的应用。
PN结形成与特性
详细解析PN结的形成过程、工作原理 和特性，包括单向导电性、击穿电压 等概念。
提高实践能力
除了理论学习外，还需要注重实践能力的培养和提高，通 过参加实验、课程设计等实践活动来加深对理论知识的理 解和应用。
关注新技术发展
随着科技的不断发展，电工电子技术也在不断更新换代， 需要关注新技术的发展动态和应用前景。
拓展相关学科知识
电工电子技术与其他学科有着密切的联系和交叉，可以拓 展相关学科知识的学习和应用，如物理学、数学、计算机 科学等。
05 电机与变压器基础题目解 析
变压器工作原理及特性参数计算
变压器工作原理
基于电磁感应原理，通过变换电 压和电流来实现电能的传输和分 配。主要构件包括铁芯和绕组， 铁芯上绕有一次绕组和二次绕组。
特性参数计算
包括额定电压、额定电流、额定 容量、变比、空载电流、空载损 耗、短路阻抗和效率等。这些参 数对于变压器的选择和使用具有
02 电路基础题目解析
直流电路题目解析
电阻、电容、电感等元件的串并联计算
掌握元件的基本性质，熟练运用串并联公式进行计算。
欧姆定律和基尔霍夫定律的应用
理解定律原理，能够准确运用在复杂直流电路的分析中。
电源的等效变换
掌握电压源、电流源的等效变换方法，能够简化电路结构。
叠加定理和戴维南定理的应用
理解定理条件，能够运用定理求解复杂直流电路。
光电子技术(安毓英)习题课后答案
第一章1. 设在半径为R c 的圆盘中心法线上，距盘圆中心为l 0处有一个辐射强度为I e 的点源S ，如图所示。
试计算该点源发射到盘圆的辐射功率。
解：因为，且 ()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=-===Ω⎰22000212cos 12sin c R R l l d d rdSd c πθπϕθθ 所以⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=Ω=Φ220012c e e e R l lI d I π 2. 如图所示，设小面源的面积为∆A s ，辐射亮度为L e ，面源法线与l 0的夹角为θs ；被照面的面积为∆A c ，到面源∆A s 的距离为l 0。
若θc 为辐射在被照面∆A c 的入射角，试计算小面源在∆A c 上产生的辐射照度。
解：亮度定义:强度定义:ΩΦ=d d I ee 可得辐射通量：Ω∆=Φd A L d s s e e θcos 在给定方向上立体角为：2cos l A d cc θ∆=Ω 则在小面源在∆A c 上辐射照度为：2cos cos l A L dA d E cs s e e e θθ∆=Φ=3.假如有一个按朗伯余弦定律发射辐射的大扩展源（如红外装置面对的天空背景），其各处的辐亮度L e 均相同，试计算该扩展源在面积为A d 的探测器表面上产生的辐照度。
答：由θcos dA d d L e ΩΦ=得θcos dA d L d e Ω=Φ，且()22cos rl A d d +=Ωθ 则辐照度：()e e e L d rlrdrl L E πθπ=+=⎰⎰∞2002222ΩΦd d ee I =r r ee A dI L θ∆cos =l 0SR c第1.1题图L e∆As∆Acl 0θsθc第1.2题图4. 霓虹灯发的光是热辐射吗？不是热辐射。
霓虹灯发的光是电致发光，在两端放置有电极的真空充入氖或氩等惰性气体，当两极间的电压增加到一定数值时，气体中的原子或离子受到被电场加速的电子的轰击，使原子中的电子受到激发。
光电子技术(第二版).首页
我国政府也十分重视光电子技术和产业的 发展，已将它列入国民经济优先发展的领 域，把光电子产业列为国家重点发展计划 。
继王大恒等4位科学家倡导的“863”计划之
后，又开展了“973”计划，这两个高科技计
划的重点是光电子产业。
20世纪下半叶，激光及其相关技术的发展显示 出极大的优越性。
光子：也是信息和能量的载体。
光子携带信息：非接触、高精度地检测，光 信息的传输、探测、处理、显示、存储……
信息容量
光子 光频 1014 Hz
电子 微波 1010 Hz
响应能力
10-15 S, Tb/s
10- 9 S, Gb/s
互连与并行能力 存储能力
天然优势
无
三维存储，Tb/cm3 一、生和携带巨大能量；可进行高强度、超 精细的加工；激光武器；激光医疗……
1970年，荷兰科学家Poldervaart首次提出
“光子学”。 国际科技界普遍认为：
21世纪将是光子学世纪：光子学—光子技术— 光子产业。 然而，目前实用的光子器件集成度还很低，以光控 光还比较困难，而电子技术在这些方面早已成熟。 现阶段必须同时并用光子和电子，发挥它们各自的
●太阳能电池 ●光纤 光缆；集束光纤(图像光纤；光波导)等。
●光连接器 ●光无源器件 光隔离器；光衰减器；光合波分波器；光分路耦合器； 其它光无源器件（滤波器等）。
●光电路元器件 光开关；光调制器；光偏振器等。 ●其他光学元器件 光学IC；微型光学元器件等
（2）光学仪器、设备（以光学元器件为 主的仪器、设备）
课程简介 ：
本课程介绍光电子技术的理论和应用基础； 介绍光电子系统的光源、光调制、光探测、 光存储、光显示等器件原理、结构、应用技 术和新的发展 。进入21世记，光电子技术 发展迅速，在人类生产和生活中展现辉煌。 本课程特别选择对人类社会有重大影响的信 息、能源、公安国防、生物医学等领域，介 绍光电子技术的重要作用；介绍发展中的纳 米光电子技术，反映光电子科学与技术的发 展前沿。
光电(第二版)复习题答案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。
《光电子学教程》课后作业答案-部分
解:
则纵模输出的个数为:
为使获得单模输出,需
7.He-Ne激光器的腔长为1m，计算基横模的远场发散角和10km处的光斑面积。
７。在He-Ne激光器的增益曲线上1/2G(v0)处，有两个烧孔，增益曲线半宽度为1500MHz，计算与烧孔相对应的粒子速度有多大？
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第三章激光振荡与工作特性
1.要使氦-氖激光器的相干长度达到1Km,它的单色性Δλ/λ0应为多少？ 解：根据P48式(3-1-2)：
好好学习，天天上上
03电子科学与技术
４）α＝０.５dＢ时： ＝１.１２２， 所以损耗百分比为：（１－ ）×１００﹪＝１０.９﹪；
５）α＝０.２dＢ时： ＝１.０４７， 所以损耗百分比为：（１－ ）×１００﹪＝４.５﹪；
4、阶跃光纤的纤芯折射率 ，包层折射率为 ,如果一条光线沿轴向传输，另一条光线沿最大入射角入射。计算传输１ｋＭ后两光线的时延差。 解：
好好学习，天天上上
03电子科学与技术
光电子学课程作业
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章节目录
第五章 光辐射的探测
第四章 光辐射在介质中波导中的传播
第三章 激光振荡与工作特性
第二章 介质中的光增益
第一器件
第七章 光电转换器件
第八章 第八章 光波调制
第一章 光与物质相互作用基础
2. 说明相干长度相干时间与光源的关系：相干面积，相干体积的物理意义。 答：根据 故：光源频率宽度 越窄，相干时间越长，相干长度也越长。 根据P49(3-1-12),相干面积的物理意义：从单位面积光源辐射出的光波，在其传播方向上发生相干现象的任一截面面积范围为辐射波长λ与该截面至光源距离R的乘积的平方。 根据P49(3-1-13)，相干体积的物理意义：在单位面积光源辐射出的单位频率宽度的光波，在其传播方向上发生相干现象的任一体积范围为相对应的相干面积与光速的乘积。
光电子技术安毓英习题答案(完整版)
第一章2. 如图所示，设小面源的面积为∆A s ，辐射亮度为L e ，面源法线与l 0的夹角为θs ；被照面的面积为∆A c ，到面源∆A s 的距离为l 0。
若θc 为辐射在被照面∆A c 的入射角，试计算小面源在∆A c 上产生的辐射照度。
解：亮度定义:r r ee A dI L θ∆cos =强度定义:ΩΦ=d d I e e可得辐射通量：Ω∆=Φd A L d s s e e θcos在给定方向上立体角为：2cos l A d cc θ∆=Ω 则在小面源在∆A c 上辐射照度为：2cos cos l A L dA d E cs s e e e θθ∆=Φ=3.假如有一个按朗伯余弦定律发射辐射的大扩展源（如红外装置面对的天空背景），其各处的辐亮度L e 均相同，试计算该扩展源在面积为A d 的探测器表面上产生的辐照度。
答：由θcos dA d d L e ΩΦ=得θcos dA d L d e Ω=Φ，且()22cos r l A d d +=Ωθ则辐照度：()e e e L d rlrdrl L E πθπ=+=⎰⎰∞20022227.黑体辐射曲线下的面积等于等于在相应温度下黑体的辐射出射度M 。
试有普朗克的辐射公式导出M 与温度T 的四次方成正比，即 M=常数4T ⨯。
这一关系式称斯特藩-波耳兹曼定律，其中常数为 5.6710-8W/m 2K 4解答：教材P9，对公式2151()1e C TC M T eλλλ=-进行积分即可证明。
第二章3．对于3m 晶体LiNbO3，试求外场分别加在x,y 和z 轴方向的感应主折射率及相应的相位延迟（这里只求外场加在x 方向上）解：铌酸锂晶体是负单轴晶体，即n x =n y =n 0、n z ＝n e 。
它所属的三方晶系3m 点群电光系数有四个，即γ22、γ13、γ33、γ51。
电光系数矩阵为：L e∆A s∆A cl 0θsθc第1.2题图⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡--=0000000002251513313221322γγγγγγγγγij 由此可得铌酸锂晶体在外加电场后的折射率椭球方程为：12)(2)1()1()1(2251233121322202152220=-++++++++-xy E xz E yz E z E n y E E n x E E n x x z z ez y z y γγγγγγγ （1）通常情况下，铌酸锂晶体采用450－z 切割，沿x 轴或y 轴加压，z 轴方向通光，即有E z =E y =0,且E x ≠0。
机械工业出版社电子技术（第二版）习题答案
机械工业出版社电子技术（第二版）习题答案答案第一章1-11-2UO1≈2.3VUO2＝0UO3≈－2.3VUO4≈3VUO5≈2.3VUO6≈－3V）））1-6IE=1.01mA，β=100；IC=5mA，β=501-7晶体管1为NPN硅管，1脚为发射极，2脚为集电极，3脚为基极；晶体管2为PNP锗管，1脚为发射极，2脚为集电极，3脚为基极。
第二章2-1PNP锗管，A：集电极；B：发射极；C：基极。
NPN硅管，A：集电极；B：基极；C：发射极。
2-22-3a、e、f有放大作用2-4（1），处于饱和状态。
（2），处于截止状态。
（3），处于放大状态。
2-5（a）截止失真，提高Q点；（b）饱和失真，降低Q点；（3）截止失真和饱和失真都有，降低输入信号幅度。
2-6（1）（2）（3）Ri≈8.3kΩ（4）Ro1≈RC=2kΩRo2≈27Ω2-7（1）（2）不变，（3）2-8（1）（2）（3）2-9（1）直流通路（2）（3）（1）（2）（3）2-11略2-12（1）a-c,b-d,h-I,j-f；（2）a-d,b-c,h-I,j-f；（3）a-c,b-d,g-I,j-e；（4）a-d,b-c,g-I,j-e。
2-13（1）电压串联负反馈，C3、E1间接Rf；（2）电压并联负反馈，B1、E2间接Rf；（3）电流并联负反馈，B1、E3间接Rf。
第三章3-15V3-23-3略3-3-6V;-10V;-12V;3-43-6uo=5V3-73-8采用两级反相比例电路来实现，如图所示，要求，。
3-93-103-113-123-13根据虚断路可得，R3与R4里面流过的电流相同可推出：3-14I=0.6mA第四章4-1．（1）13.5V，0.135A；（2）46.7V。
4-2．（1）27V，0.27A；（2）46.7V。
4-3．（1）UO1、UO2的极性均为上“＋”、下“－”。
（2）UO1＝-UO2＝9V。
4-4．(1)UO1=45V，UO2＝9V；ID1=4.5mA，ID2=ID3=45mA，UDRM1=141V，UDRM2=UDRM3=28.3V。
《数字电子技术（第二版）习题册》答案
《数字电⼦技术（第⼆版）习题册》答案数字电⼦技术（第⼆版）》习题册部分参考答案课题⼀认识数字电路任务⼀认识数制与数制转换⼀、填空题1．时间数值1 02．1 8 153．1 128 2554．75．96．16⼆、选择题1．C 2．B 3.C 4.B 5.C 6.A 7.D三、判断题1．V2. V3. X4.X5.V6.X7.V 8.V 9.X四、问答题1．答：数字电路中的信号为⾼电平或低电平两种状态，它正好与⼆进制的 1 和0 相对应，因此，采⽤⼆进制更加⽅便和实⽤。
2．答：⼗六进制具有数据读写⽅便，与⼆进制相互转换简单，较直观地表⽰位状态等优点。
五、计算题1. (1）7 （2）15 （3）31 （4）2132. (1）[1010]2 （2）[1 0000]23）[100 0000 0000]2 （4）[100 0000 0110]23. (1）[650]8 （4）[3153]84. (1）[010 111]2 （2）[001 101 110]23）[010 000 000]2 （4）[001 110 101 101]25. (1）0FH （2）1FH3）36H （4）0AE63H6. (1）0001 0110 B （2）0010 1010 1110 B3）1011 1000 1111 1100B （4）0011 1111 1101 0101B 任务⼆学习⼆进制数算术运算⼀、填空题1.加减乘除2. 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=103.0－0=0 1－0=1 1－1=0 10－1=14.0X0=0 0X1=0 1X0=0 1X1=15.1 06.最⾼正负原码7．字节 8．半字节 9．字⼆、选择题1．C 2．B 3．C 4．B 5．B 6.B 7.C3.x4. V四、问答题1．答：将⼆进制数 001 1移位⾄ 0110，是向左移动⼀位，应做乘2运算。
2．答：将⼆进制数 1010 0000 移位⾄ 0001 0100，是向右移动三位，应做除以 8运算。
《电工电子技术(第2版)》课后习题一答案
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1-11 用支路电流法求解所示电路中的各支路电流。 用支路电流法求解所示电路中的各支路电流。
I1 + I 2 + I 3 = 0 12 − 4 I 2 + 2 I1 − 8 = 0 12 − 4 I + 4 I = 0 2 3 I1 = 0.5A I 2 = 1.25A I = −1.75A 3
1-12 电路如图所示，用节点电压法求解电路中的节点电压 ab。 电路如图所示，用节点电压法求解电路中的节点电压U
12 4 + −4 12 U ab = 3 2 = V 1 1 1 7 + + 3 3 2
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1-13 用叠加原理计算图示电路中的 用叠加原理计算图示电路中的I。
1 1 × = 0.25A 0.5 + 0.5 + 1 2 1 1 " I = × × 2 = 0.5A 2 2 I = I ' + I " = 0.75A I' =
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1-14 用戴维宁定理计算图所示电路中的电流 。 用戴维宁定理计算图所示电路中的电流I。 等效电路的电动势可用 图（a）来求得 20 − 150 + 120 − U ab = 0
∴ E = U ab = −10V
等效电路的内阻可用图（b）求得
RO = 0Ω
得等效电路如图（c）所示 由等效电路求得
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1-7 所示电路中，求恒流源的电压，恒压源的电流及各自的功率。 所示电路中，求恒流源的电压，恒压源的电流及各自的功率。 由KVL方程 10 I = 10 I = 1A
IE US I
由KCL方程 由KVL方程
2 = 1+ IE