光电子技术基础12
光电子技术科学专业主要学些什么(课程介绍)
光电子技术科学专业主要学些什么(课程介绍)光电子技术科学专业主要学些什么光电子技术科学专业主要学习数学、物理、计算机语言及应用基础，四大力学、固体物理、半导体物理、红外物理、红外探测器、红外电子学、红外系统原理与设计、红外安防技术等基础理论和基本知识。
本专业学生主要学习数学、物理、计算机语言及应用基础，四大力学、固体物理、半导体物理、红外物理等基础理论和基本知识，具有利用现代的光学、电子、计算机等先进技术，对红外系统乃至其它光电子系统仪器整机的设计、应用的基本能力。
光电信息科学与工程课程介绍公共课程：如高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、英语等12。
专业课程：如电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、通信原理、信号与系统、数字信号处理、微机原理及应用、单片机、软件技术基础、物理光学、应用光学、信息光学、光电信息工程、信息处理基础、光电检测技术、近代光学量测技术、传感器原理、激光技术、光纤通信、光电子学、数字图像处理等。
2024光电信息科学与工程就业前景光电信息科学与工程专业就业前景是很不错的，因为近年来随着光电信息技术产业的迅速发展，对从业人员和人才的需求逐年增多，因而对光电信息技术基本知识的需求量也在增加，因此，该专业的毕业生就业率也在不断提高。
光电信息技术以其极宽的频宽、极快的响应速度、极大的信息容量以及极高的信息效率和分辨率推动着现代信息技术的发展，从而使光电信息产业在市场的份额逐年增加;在技术发达国家，与光电信息技术相关产业的产值已占国民经济总产值的一半以上，光电信息科学与工程从业人员逐年增多，竞争力也越来越强。
大学学啥专业好就业1、计算机类专业。
计算机类专业中计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息安全、智能科学与技术、计算机软件等专业都属于计算机专业，而这些专业的专业性都很强，所以毕业后找工作方向很多。
2、电子信息类专业。
电子信息工程、通信工程、电子科学与技术等专业都属于电子信息类专业，电子信息专业就是目前甚至未来各国重点发展的热门学科之一，对未来社会发展有着十分重要的地位，当然这类专业普遍都是比较建议读研的，未来发展前景是很不错的，建议感兴趣的可以参考一下。
《电子技术基础》复习要点
《电子技术基础》复习要点课程名称：《电子技术基础》适用专业：2018级电气工程及其自动化（业余）辅导教材：《电子技术基础》张志恒主编中国电力出版社复习要点第一章半导体二极管1.本征半导体❑单质半导体材料是具有4价共价键晶体结构的硅Si和锗Ge。
❑导电能力介于导体和绝缘体之间。
❑特性：光敏、热敏和掺杂特性。
❑本征半导体：纯净的、具有完整晶体结构的半导体。
在一定的温度下，本征半导体内的最重要的物理现象是本征激发（又称热激发），产生两种带电性质相反的载流子（空穴和自由电子对），温度越高，本征激发越强。
◆空穴是半导体中的一种等效+q的载流子。
空穴导电的本质是价电子依次填补本征晶体中空位，使局部显示+q电荷的空位宏观定向运动。
◆在一定的温度下，自由电子和空穴在热运动中相遇，使一对自由电子和空穴消失的现象称为复合。
当热激发和复合相等时，称为载流子处于动态平衡状态。
2．杂质半导体❑在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。
体现的是半导体的掺杂特性。
◆P型半导体：在本征半导体中掺入微量的3价元素（多子是空穴，少子是电子）。
◆N型半导体：在本征半导体中掺入微量的5价元素（多子是电子，少子是空穴）。
❑杂质半导体的特性◆载流子的浓度：多子浓度决定于杂质浓度，几乎与温度无关；少子浓度是温度的敏感函数。
◆体电阻：通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
◆在半导体中，存在因电场作用产生的载流子漂移电流（与金属导电一致），还才能在因载流子浓度差而产生的扩散电流。
3.PN结❑在具有完整晶格的P型和N型半导体的物理界面附近，形成一个特殊的薄层（PN结）。
❑PN结中存在由N区指向P区的内建电场，阻止结外两区的多子的扩散，有利于少子的漂移。
❑PN结具有单向导电性：正偏导通，反偏截止，是构成半导体器件的核心元件。
◆正偏PN结（P+，N-）：具有随电压指数增大的电流，硅材料约为0.6-0.8V，锗材料约为0.2-0.3V。
◆反偏PN结（P-，N+）：在击穿前，只有很小的反向饱和电流Is。
光电子技术基础14_图文_图文
5. 通量阈Pth和噪声等效功率 NEP
从灵敏度R的定义式
可见，如果P＝0，应有i=0 实际情况是，当P＝0时，光电探测器的输出电流并不为零。 这个电流称为暗电流或噪声电流，记为
它是瞬时噪声电流的有效值。 显然，这时灵敏度R巳失去意义，我们必须定义一个新参量 来描述光电探测器的这种特性。
光功率Ps和Pb分别为信号和背景光功率。 即使Ps和Pb都为零，也会有噪声输出。 噪声的存在，限制了探测微弱信号的能力。 通常认为，如果信号光功率产生的信号光电流is等于噪声 电流in，那么就认为刚刚能探测到光信号存在。
⑶涂膜式 在玻璃基片上直接涂上光敏材料膜后而制成。其结构下图。
四、光敏电阻的 特点
1、优点：
灵敏度高，光电导增益大于1，工作电流大，无极性之分 光谱响应范围宽，尤其对红外有较高的灵敏度 所测光强范围宽，可测强光、弱光
2、不足：
强光下光电转换线性差
光电导弛豫时间长
受温度影响大
光电池
硅光电池结构示意如
2. 光谱灵敏度Rλ
条于件是光下光功不谱率变灵谱的敏密情度度R况λ定R下λ由义，于为光光电电流探将测是器光的波光长谱的选函择数性，，记在为其iλ，它
Rλ是常数时，相应探测器称为无选择性探测器(如光热探测 器)，光子探测器则是选择性探测器。
通常给出的是相对光谱灵敏度Sλ定义为
Rλm是指Rλ的最大值，Sλ为无量纲，随λ变化的曲线称为光 谱灵敏度曲线。
依照这一判据，定义探测器的通量阈Pth为
a
例。：即若小于Ri=01.000μ1A微/μ瓦W的，信in=号0.光01功μA率，不则能通被量探阈测P器th＝所0得.00知1μ，W所
以，通量阈是探测器所能探测的最小光信号功率。
光电子学 教学大纲
光电子学教学大纲科目名称：光电子学课程类别：专业课主讲教师：XXX学分：3 学分学时：54 学时（27 周）前置课程：电磁场与微波技术一、课程目标本课程旨在使学生全面了解光电子学的基本原理和应用，培养学生在光电子学领域的分析和解决问题的能力。
二、教学内容1. 光电效应1.1 光电效应的基本概念1.2 光电效应的量子理论1.3 光电效应的应用2. 光电子器件2.1 光电二极管的原理与特性2.2 光电导、光电二极管和光电三极管的应用2.3 光电子放大器的原理和应用3. 光波导理论3.1 光波导的基本原理3.2 单模和多模光纤的特性与应用3.3 光纤接口技术4. 光通信系统4.1 光通信的基本原理4.2 光纤通信系统的构成和组成4.3 光通信系统中的调制和解调技术4.4 光纤通信系统的网络结构5. 光存储技术5.1 光存储的基本原理5.2 光盘和光碟的结构和工作原理5.3 高密度光存储介质技术6. 光触媒材料与应用6.1 光触媒材料的基本原理6.2 光触媒的合成与表征6.3 光触媒在环境净化和能源领域的应用三、教学方法1. 理论讲授：通过课堂教学，对光电子学的基本概念、原理和应用进行系统性讲解。
2. 实验教学：通过光电子学实验，培养学生的实验设计和数据分析能力。
3. 讨论与案例分析：通过小组讨论和案例分析，引导学生思考和解决实际问题。
4. 学术报告：鼓励学生进行光电子学相关领域的学术研究，并组织学术报告会，提升学生学术交流能力。
四、考核方式1. 平时表现：包括出勤情况、课堂讨论和实验表现。
2. 期中考试：对学生对光电子学基本概念和原理的理解进行测试。
3. 课堂作业：通过书面作业，检验学生对光电子学的掌握程度。
4. 期末考试：对学生在理论和实验方面的综合能力进行综合评估。
五、参考教材1. 《光电子学基础》（第四版），作者：XXX，出版社：XXX2. 《光电子学导论》（第三版），作者：XXX，出版社：XXX六、教学进度安排Week 1-2: 光电效应- 光电效应的基本概念和实验观察- 光电效应的量子理论解释Week 3-4: 光电子器件- 光电二极管的原理与特性- 光电导、光电二极管和光电三极管的应用Week 5-6: 光波导理论- 光波导的基本原理和传输特性- 单模和多模光纤的特点和应用Week 7-8: 光通信系统- 光通信的基本原理与系统组成- 光纤通信中的调制和解调技术Week 9-10: 光存储技术- 光存储的基本原理和工作原理- 光盘和光碟的结构与应用Week 11-12: 光触媒材料与应用- 光触媒材料的基本原理和制备方法- 光触媒在环境净化和能源领域的应用Week 13-14: 复习与总结以上为《光电子学教学大纲》的主要内容，希望能够帮助学生全面了解光电子学的基本理论和应用，培养学生的分析和解决问题的能力，为学生在光电子学领域的学习和研究奠定基础。
光电子技术概论
§1、问题的提出及概述
•什么是“光电子学”； •什么是“光电子技术”； •什么是“光电子技术基础”；
光电子技术
光通信
无线光通信
量子通信
宽带、高速、长距离（干线，点对点）
城域网
无线接入网
光传感
光纤传感
医疗诊断
生物信息
环境监测
安全监测
其它：光盘、存储、条形码、加工、武器……
波分复用光通信系统
Wavelength Division Multiplexing (WDM)Erbium Doped Fiber Amplifier (EDFA)
➢ 将电子学使用的电磁波频率提高到光频，产生电子 学所不可能产生的许多新功能。
➢
以前由电子方法实现的任务现在用光学方法来
完成 ——光电子学，研究光子与束缚电子的
相互作用，是光子学的第一个阶段。
➢ 激光器的发明(1960年)是20世纪的重大成就之一是 继原子能、半导体、计算机后的又一重大发明
➢ 计算机延伸了人的大脑 而激光延伸了人的五官 是探索大自然奥秘的超级“探针”
光电子技术
ELECTRONIC TECNOLOGY
本书主要内容
绪论 第1章 光电系统中的常用光源 第2章 光辐射的调制 第3章 光辐射探测器 第4章 光电成像器件 第5章 光存储器 第6章 平板显示器件
绪论
➢ §1、问题的提出及概述 ➢ §2、光电子学与光电子技术简介 ➢ §3、 光电子信息产业的重要性 ➢ §4 、光电子技术的应用 ➢ §5 、本课程的主要内容 ➢ §6 、本课程学习方法、要求
信号
λ1
发射机
光放大器
λ1
功放
预放
λn 复用器
光通信：光波频率~ 1016Hz, 允许高频调制，
光电子学
、设计及制造。
实现光电（ optical-to-electrical ）或电光（
electrical-to-optical ）转换的器件称为光电子器件。 有哪些？
基于光电子学的技术称为光电子技术：激光技术，光
纤通信技术，电子眼，远程传感技术，医学诊断技术 ，光学信息技术。 2013-8-4
电光调制技术：EO晶体 液晶
KDP crystal
2013-8-4
14
课程特点
先修课程：《数学物理方法》、《光学原理》、
《电磁理论》
数学+物理+技术
后续课程：《激光原理与技术 》
2013-8-4
15
主要内容
一、预备及基础知识（6）
二、数学基础：张量（6）
三、晶体的电光效应及光波在电光晶体中的传播（10）
自由下标
i, j 1,2,3
求和下标
2013-8-4
26
4、对称二阶张量 二阶张量[Tij]中，如果Tij= Tji，则称该二阶张量为 对称二阶张量。独立分量减少为6个。
双下标 单下标 T11 T1 T22 T2 T33 T3 T23=T32 T4 T13=T31 T5 T12=T21 T6
应力型张量： 1 11 , 2 22 , 3 33 , 4 23 32 , 5 13 31 , 6 12 21 应变型张量： s1 s11 , s2 s22 , s3 s33 , s4 2s23 2s32 , s5 2s13 2s31 , s6 2s12 2s21
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2、二阶张量概念
《电子技术基础》第五版高教康华光版部分课后答案
第一章数字逻辑习题1．1数字电路与数字信号1.1.2 图形代表的二进制数0101101001．1．4一周期性数字波形如图题所示，试计算：（1）周期；（2）频率；（3）占空比例MSB LSB0 1 2 11 12 （ms）解：因为图题所示为周期性数字波，所以两个相邻的上升沿之间持续的时间为周期，T=10ms 频率为周期的倒数，f=1/T=1/0.01s=100HZ占空比为高电平脉冲宽度与周期的百分比，q=1ms/10ms*100%=10%1.2数制2 1.2.2将下列十进制数转换为二进制数，八进制数和十六进制数（要求转换误差不大于4（2）127 （4）2.718解：（2）（127）D=72-1=（10000000）B-1=（1111111）B=（177）O=（7F）H（4）（2.718）D=(10.1011)B=(2.54)O=(2.B)H1.4二进制代码1.4.1将下列十进制数转换为8421BCD码：（1）43 （3）254.25解：（43）D=（01000011）BCD1.4.3试用十六进制写书下列字符繁荣ASCⅡ码的表示：P28（1）+ （2）@ （3）you (4)43解：首先查出每个字符所对应的二进制表示的ASCⅡ码，然后将二进制码转换为十六进制数表示。
（1）“+”的ASCⅡ码为0101011，则（00101011）B=（2B）H（2）@的ASCⅡ码为1000000,(01000000)B=(40)H(3)you的ASCⅡ码为本1111001,1101111,1110101,对应的十六进制数分别为79,6F,75(4)43的ASCⅡ码为0110100,0110011,对应的十六紧张数分别为34,331.6逻辑函数及其表示方法1.6.1在图题1. 6.1中，已知输入信号A，B`的波形，画出各门电路输出L的波形。
解: (a)为与非， (b)为同或非，即异或第二章 逻辑代数 习题解答2.1.1 用真值表证明下列恒等式 (3)A B AB AB ⊕=+（A ⊕B ）=AB+AB 解：真值表如下A B A B ⊕ABAB A B ⊕AB +AB0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 11111由最右边2栏可知，A B ⊕与AB +AB 的真值表完全相同。
光电子技术基础-第二版朱京平Chap3
主要内容
3.1 相干光源、非相干光源与激光 3.2 光与物质相互作用理论——激光产生与传播基础 3.3 激光产生的条件 3.4 激光器的基本结构及输出 3.5 激光的特点 3.6 激光器的种类 3.7激光脉冲技术 3.8 激光选模技术 3.9 激光稳频技术 3.10 其他激光技术
激电子又可放出一个同频率的光子回到初态，这种吸收与再发射中，电子的本征能态 将发生改变，称为光和物质相互作用的共振过程，激光产生过程就属于共振过程。
3.2.1 光与物质相互作用的经典理论分析
2.光波在各向同性介质中的传播
各向同性介质可看成许多各向同性线性谐振子的集合。在平面光波场作用下， 原子在光场作用下产生感应极化，形成电偶极振子：
D 0 n0 E r0 E E r0 E 1 0r E ν E
()m N2 0e(0 22 )2 22
谐振相互作用时，由于 ω 0 2 ω 2 2 ω ( ω 0 ω ) 8 π 2 ν ( ν 0 ν )，并令 γΔω2πΔν，于是有
χ(ν)8π2 N m ε20e ν0(ν0ν)ν2 0 νΔ/ν 22
mdd2t2xkxm02x
K：弹性系数，x：电子偏移平衡位置距离，m：电子质量，0 k m：电子固有频率。 电子在原子内部的运动形成固有频率为0的等幅简谐振子，向外辐射电磁波， 辐射场又对电子产生反作用，产生与电子速度成正比的阻尼力； 光波电磁场入射，对阻尼振子施加一个电磁力作用，电子运动方程变为：
——信息光电子技术对光源的要求
信息光电子技术对光源的要求
单色性 高速脉冲性 方向性 可调谐性 高能量密度
激光正是满足这些条件的最好的光源
光电子技术及应用(第2版)章节习题及自测题参考答案
光电子技术及应用（第2版）章节习题及自测题参考答案第一章习题参考答案一、单选题1.ABCD2.ABC3.ABC4.D5.B6.C7.B8.B9. A 10.A二、填空题11.500，30012.无线电波，.红外光，可见光和紫外光，X 射线，γ射线13.0.77---1000μm ，近红外，中红外和远红外14.泵浦源，谐振腔和激活介质15.频率，相位，振幅及传播方向16.受激辐射，实现粒子数反转，谐振腔；方向性好，相干性好，亮度高 17.935μm18.919.125103.1--⋅⋅⨯s m kg20.三、计算题21.解：（1）根据距离平方反比定律2/R I E e e =，太阳的辐射强度为sr W R E I e e /10028.3252⨯==。
得到太阳的总功率为W I e e 26108.34⨯==Φπ（2）太阳的辐射亮度为()sr cm W A I L e ./10989.127⨯== 太阳的辐射出射度为27/1025.6m W L M e e ⨯==π 太阳的温度为K M T e 57614==σ22.解：222z r r ='=，22cos cos z r z+'='=θθ，r d r dS '∆'=ϕ 由：2cos cos r BdS S d d dE θθ'='Φ'=2202222022)(2cos 2z R RB z r r d r z B r d r r B E R R+=+'''=''=⎰⎰ππθπ 23.解：设相干时间为τ，则相干长度为光束与相干时间的乘积，即c L c ⋅=τ 根据相干时间和谱线宽度的关系c L c v ==∆τ1 又因为00γλλv ∆=∆，λc v =0，nm 8.6320=λ由以上各关系及数据可以得到如下形式：单色性=101200010328.6108.632-⨯===∆=∆nm nm L v v c λλλ 24.证明：若t=0时刻，单位体积中E 2能级的粒子数为n 20，则单位体积中在t→t+dt 时间内因自发辐射而减少的E2能级的粒子数为：2122122120A t dn A n dt A n e dt --==故这部分粒子的寿命为t ，因此E2能级粒子的平均寿命为212120020211A t tA n e dtn A τ∞-==⎰ 25.解：设两腔镜1M 和2M 的曲率半径分别为1R 和2R ，121m,2m R R =-=工作物质长0.5m l =，折射率 1.52η=根据稳定条件判据：（1） 其中（2） 由（1）解出2m 1m L '>>由（2）得所以得到： 2.17m 1.17m L >>第二章习题参考答案011 1 21L L ''⎛⎫⎛⎫<-+< ⎪⎪⎝⎭⎝⎭() l L L l η'=-+10.5(1)0.171.52L L L ''=+⨯-=+一、选择题1.ABCD2.D3.ABCD4.AC5.ABCD6.A7.A8.A9.A 10. B二、 是非题911.√ 12.× 13.× 14.× 15.√ 16.√三、 填空题17.大气气体分子及气溶胶的吸收和散射；空气折射率不均匀；晶体介质的介电系数与晶体中的电荷分布有关，当晶体被施加电压后，将引起束缚电荷的重新分布，并导致离子晶格的微小形变，从而引起介电系数的变化，并最终导致晶体折射率变化的现象。
《光电子技术基础》(第二版)朱京平Chap9
9.1光存储与光盘
光盘经历了四代： 光盘经历了四代：
(1)只读存储光盘（ROM，Read Only Memory） 只读存储光盘（ 只读存储光盘 ， ） 数据在光盘生产过程中刻入，用户只能从光盘中反复读取数据。 数据在光盘生产过程中刻入，用户只能从光盘中反复读取数据。 制造工艺简单，成本低，价格便宜，其普及率和市场占有率最高。 制造工艺简单，成本低，价格便宜，其普及率和市场占有率最高。 常见的有： 常见的有：LD、CD-Audio、CD-ROM、 VCD、DVD-Audio、DVD-ROM、DVD-Video。 (2)一次写入多次读出光盘（WORM，Write Once Read Many） 一次写入多次读出光盘（ 一次写入多次读出光盘 ， ） 具有写读功能，用专用CD－ 刻录机向光盘中一次性写入数据 但写入后不可擦除。 刻录机向光盘中一次性写入数据， 具有写读功能，用专用 －R刻录机向光盘中一次性写入数据，但写入后不可擦除。 常见的有： － 、 常见的有：CD－R、DVD－R － (3)可擦重写光盘（REWRITE，简写作 可擦重写光盘（ 可擦重写光盘 ，简写作RW) 用户除可读写信息外，还可将盘上记录信息擦除，然后再写入新信息； 用户除可读写信息外，还可将盘上记录信息擦除，然后再写入新信息； 擦与写需两束光、两次动作： 擦激光”先将信息擦除，另一束“写激光” 擦与写需两束光、两次动作：“擦激光”先将信息擦除，另一束“写激光” 将新信息写入 (4)直接重写光盘（OVERWRITE，简写作 直接重写光盘（ 直接重写光盘 ，简写作OW） ） 实现的功能与可擦重写光盘一样， 擦激光” 写激光”为同一束光， 实现的功能与可擦重写光盘一样，但“擦激光”与“写激光”为同一束光，在写入新 信息的同时旧信息自动被擦除，无需两次动作。 信息的同时旧信息自动被擦除，无需两次动作。 ROM与WORM应用最广，RW已商用化，OW光盘尚待完善 与 应用最广， 已商用化， 应用最广 已商用化 光盘尚待完善