光电子技术基础重点

1、1 激光器的构成、各部分的功能及激光的特性。2 激光调Q技术的原理和主要方法 。激光器通常由三部分组成：工作物质、激励源、谐振腔。工作物质：提供形成激光的能级结构，是激光形成的内因。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：提供返程放大机构，使受激发射的强度、方向性、单色性进一步提高。特性：良好的方向性、亮度高、强度大、高单色性、高相干性、高偏振性方向性好原理：一般采取改变腔内损耗的办法来调节腔内的Q值（1）能量储存过程（反转粒子数的积累）（2）激光产生与输出过程（达到阈值后，通过光子的受激辐射过程释放，形成巨脉冲）方法：电光调Q、声光调Q、染料调Q、转镜调Q3 说出典型激

2、光器的工作波长？4 纵模和横模的选择方法有哪些？He-Ne 激光器：它发出的有 0.6328 m 的红光和 3.39 m 、1.15m 两种红外光Ar -+激光器：最强的是 0.488 m 的蓝光和0.5145m 的绿光CO2激光器：输出为10.6m 的红外线Nd:YAG（掺钕的钇铝石榴石激光器）：工作时输出最强为1.06m的波长若丹明6G 染料激光器：它在脉冲工作时的波长是590nm量子阱激光器：波长是980nm横模主要选择方法：小孔光阑法、聚焦光阑法、猫眼谐振腔法、非稳腔法等利用衍射损耗来进行选模纵模选择方法：色散腔法、短腔法、复合腔法、行波腔法5 激光系统中能级上的粒子数密度分布计算，粒

3、子数密度分布比随温度如何变化。6 光调制的分类和调制实现方式。调制位置：内调制(直接调制)、外调制(间接调制)物理效应：电光调制、声光调制、磁光调制等调制形式：模拟调制、数字调制、脉冲调制调制光波的参量：振幅调制、偏振调制、相位调制7 电光调制器的结构和原理。8 磁光调制器的结构和原理。结构：起偏器、入射光源、KDP电光晶体、外加电压源、1/4波片、检偏器原理：利用晶体材料在外加电场作用下折射率发生变化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QVHL结构：起偏器、稳恒磁场、外加磁场、检偏器原理： 利

4、用光的法拉弟效应制成的。利用有些晶体材料（如YIG钇铁石榴石）等在外加磁场作用下，可使通过它的线偏光的偏振面发生旋转，旋转的角度与沿光束方向的磁场强度H及晶体的通光长度成正比式中 H磁光系数，也称范德特常数，L晶体的通光长度，v磁场强度。利用调制信号控制磁场强度的变化，可以使光的偏振面发生相应的变化，光通过检偏器时，实现了光的调制9 光电探测的光子效应与光热效应的原理、区别和联系。 10 扭曲向列型LCD的工作原理。原理：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；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

5、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。区别：光电效应中，光子的能量直接变为光电子的能量；光热效应主要是通过对辐射能量的吸收来改变材料的某些物理性质联系：都是把光辐射量转换成另一种便于测量的物理量 利用液晶的旋光性原理，在两电极上加上电压则会使得液晶偏振化方向转向与电场方向平行。选择适当的厚度改变折射率使光的偏振化方向刚好改变。再利用两个平行偏振片使得光完全不能通过，外加足够大的电压使得液晶方向转成与电场方向平行，光的偏振性就不会改变。因此光可顺利通过第二个偏光器。所以利用电的开关达到控制光的明暗。这样会形成透光时为白、不透光时为黑，字符就可以显示在屏幕上

6、了11 CRT和PDP的显示原理。12 说明光存储的原理与过程。CPT原理：电子枪发射出电子束，电子枪受阴极或栅极所加的视频信号电压的调制，电子束经过加束极的加速，聚焦极的聚焦，偏转磁场的偏转扫描到屏幕前面的荧光涂层上，产生复合发光，最终形成满足人眼视觉特性要求的光学图像PDP：等离子体显示是利用气体放电产生发光现象（冷阴极辉光放电）的平板显示。利用惰性气体（Ne、He、Xe等）放电时所产生的紫外光来激发彩色荧光粉发光，然后将这种光转换成人眼可见的光 将事先记录在主磁带上的视频或音频信息通过信号发生器、前置放大器去驱动电光或声光调制器，使经过调制的激光束以不同的功率密度聚焦在甩有光刻胶的玻璃衬

7、盘上，使光刻胶曝光，之后经过显影，刻蚀，制成主盘又称母盘。再经喷镀、电镀等工序制成副盘，然后再经过“2P”注塑形成ROM光盘。13 布拉格调制的特性和原理。原理：当平面光波相对于声波方向以一定角度入射时，介质内的各级衍射光将互相干涉，在一定条件下，各高级衍射光将互相抵消，只出现0级和+1（或-1级）级衍射光，即产生布拉格衍射。特点： a.声波的频率f较高。b.声光相互作用长度L光栅变成三维空间相位光栅。c.入射光不是垂直入射，而是与声波波面有一定角度14、各种无源器件的功能。光纤连接器：永久/活动 活动连接器：活接头。 固定连接器：固定接头/接线子。 光衰减器：将光信号能量尽量地预期衰减，常用

8、于在系统中吸收或反射掉光功率余量、评估系统的损耗及各类试验。 光耦合器：使传输中的光信号在特殊结构德尔耦合区发生耦合并进行再分配。 光波分复用器：对光波波长进行分离和合成。 光隔离器：为了避免回返光对光源等器件的工作产生影响并抑制回返光。 光开关：有一个或多个可选择的传输端口，可对光传输路线或集成光路中的光信号进行相互转换或逻辑操作的器件。15 光传输衰减的计算及光纤数值孔径的计算。 16如何计算激光振荡纵模数。 q=2nL/，q为纵模阶数。L镜间距，n为腔内折射率(Vq=cq/2nL),Vq为q阶纵模的振荡频率 17 电光晶体半波电压含义、决定因素及计算。光在晶体中传播。当相位延迟时对应的偏

9、振光相对入射光旋转了90，其相应的电压称为半波电压 ，晶体的电光系数越大，相应半波电压越低 决定因素：电光系数、材料本身 18 光电探测器的主要特性参数与意义。 量子效率：指每一个入射光子所释放的平均参数，与入射光子能力有关响应度R：可以输出信号电压V与输入光功率P之比灵敏度S：可以输出信号电流I与输入光功率P之比光谱响应：可以表征R（或S）随波长变化的特性参数噪声等效功率：定义相应于单位信噪比的入射光功率，表征探测器探测能力探测度D：单位入射功率的信噪比，表示单位探测器面积、单位宽度的探测度频率响应R（f）：描述光探测器响应度在入射光波长不变时，随入射光调制频率f变化的特性参数，表征光探测器

10、频率特性的重要参数。 19两种声光调制声波的应变场也能改变某些类型晶体的折射率，由于声波的周期性，会引起折射率的周期性变化，产生类似于光栅的光学结构，从而对入射的光波产生调制，这种调制称为声光调制。 1.喇曼奈斯衍射条件(1).超声波频率比较低。(2).光线平行于声波面入射和声波传播方向垂直入射。(3).超声波的宽度比较小时平面相位光栅2.布拉格衍射(1)条件a.声波的频率f较高。b.声光相互作用长度L光栅变成三维空间相位光栅。c.入射光不是垂直入射，而是与声波波面有一定角度。20 电光相位延迟以外加电场平行于光轴的KDP晶体为例 。 21.色散色散色散(Dispersion)：向光纤输入脉宽为0的脉冲，经过一段距离之后，光脉冲在幅度变小(由于衰减)的同时，脉宽展宽为 r，这种脉冲展宽的现象称为光纤的色散。模间色