光电子技术复习总结

光照调制按照调制方式分为强度调制、相位调制、频率调制、波长调制以及偏振调制。运用外界因素对于光纤中光波相位的变化来探测各种物理量–相位干涉型探测器。半导体发光是由能带之间的电子空穴复合产生的。固体激光器是以掺杂的离子型绝缘晶体和玻璃作为工作物质。光探测器的要求：线性度好、灵敏度高、性能稳定。光纤传感器常用的光电探测器有：光电二极管、光电倍增管、光敏电阻。红外探测器的响应波长范围（光伏响应）是其电压响应率与入射的红外辐射的波长的关系。光子探测利用的是半导材料在入射光的照射下产生光子效应。光电导效应当红外照在半导体表面上，电子空穴对从原来的束缚状态到自由状态。10．利用温差电势效应制成的红外探测器称为热电偶探测器。11．任何物质的温度高于0K，就会向周围辐射红外线。12．任何无损探测是通过测量热流、热量来鉴定被探测物的内部缺陷。13、内光电探测器分为：光电导探测器、光伏特探测器、光磁电探测器。14、红外探测器的性能参数：。电压响应率、噪声等效功率、时间常数。15、采用了红外技术的焊接、裂纹探测、军事侦察、夜视。16、波长在1~1000um被固体吸收会显著的转变成热能。17、完整的电磁辐射波谱：声频电磁振荡、无线电波、毫米波、红外光、可见光、紫外光、X射线、r射线、宇宙射线。18、红外射线传播过程中因空气分子、水分子的吸收、散射而衰减。19、辐射出射度Me辐射体单位面积向半空间发射的辐射通量。附加：辐射通量：φe单位时间内流过的辐射能量。 辐射强度：Ie点辐射源在给定的方向上发射的在单位立体角内的辐射通量。 辐射亮度：Le面辐射源在某一给定的方向上的辐射通量。 辐射照度：Ee照射在面元上的辐射通量dΦe与该面元的面积dA之比。20、光电池是利用光生伏特效应将光能转化成电能。21、外光电效应：在光线作用下，使物体电子逸出表面的现象。 内光电效应：在光线作用下，使物质电导率改变的现象。 光生伏特效应：在光线作用下，产生一定方向电动势的现象。22、简述光敏电阻的主要参数：暗电阻、亮电阻、光电流。23、简述光电池的工作原理：光电池的工作原理是基于“光生伏特效应”。它实质上是一个大面积的PN结，当光照射PN结的一个面，如果光子能量足够大，将在结区附近激发出电子空穴对，在N区聚集负电荷，在P区聚集正电荷，这样N区和P区之间就会出现电位差——光生电动势。（助记：negative、positive）24、比较光电二极管与光电池的异同。同：均利用内光电效应，在PN结附近产生光生电子和光生空穴对。异：光电二极管是工作在反向偏置状态，因此一般要加反向电压，且结面积小，因此其频率特性特别好，在不受光照射时处于截止状态，受光照时会产生电流，并处于导通状态； 光电池则不需要加反向偏置电压，在有光线作用时，将会产生一个与光照度有关的电动势。解释什么是光电导的弛豫现象。光电导材料在有光照时，不会立即达到饱和，在撤掉光照时，也不会立刻变为零。即，光电导材料从光照开始到获得稳定的光电流要经过一定的时间，同样，光照停止后光电流也是逐渐消失的。总之，光电流的变化对光的变化在时间上有一定的滞后。热辐射光纤温度探测器是利用光纤内产生的热辐射来探测温度的一种器件。当红外辐射照到热敏电阻上时，其温度升高，内部粒子的无规则运动加剧，电阻值变小。当恒定的（不是恒定的也行）辐射照射在热释电探测器上才会有电信号输出。（错误）色温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。自发跃迁是指处于高能级的一个原子自发地向低能级跃迁，并发射一个光子的过程。受激辐射是指处于高能级的原子在一定的辐射场的作用下，跃迁至低能态，并辐射出一个能量与入射光子相同的光子的过程。按照声波频率的高低以及声波和光波作用的长度的不同，声光相互作用可以分为：拉曼纳斯衍射和布拉格衍射。磁光效应是指外加磁场作用引起材料光学各向异性的现象（光学性质发生改变）。法拉第磁光效应的规律：（1）对于给定介质，光振动面的旋转角与样品的长度和外加磁感应强度成正比。（2）光的传播方向反转时，法拉第旋转的左右方向互换。光束调制按其调制的性质可分为：调幅、调频、调相以及强度调制。要实现脉冲编码调制，必须进行三个过程：抽样、量化、编码。光热效应是指：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热运动的能量，并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变化。本征型光敏电阻一般在室温下工作，适用于可见光和近红外辐射探测；非本征型光敏电阻通常在低温条件工作，常用于中、远红外辐射探测。CCD（电荷耦合器件）的基本功能为：电荷存储和电荷转移。CCD按结构可分为：线振CCD、面振CCD。LCD分为两大类：溶致液晶和热致液晶。作为显示技术应用的LCD是热致液晶。纵向电光调制和横向电光调制各有何优缺点。纵向电光调制优点：结构简单，工作稳定，不存在自然双折射；缺点：半波电压太高，在调制频率较高时，功率损耗比较大。横向电光效应横向效应运用时，存在自然双折射产生的固有相位延迟，和外加电场无关。在没有外加电场时，入射光的两个偏振分量通过晶体后，其偏振面已经转过一个角度，这对光调制应用不利，并设法消除；横向效应总的相位延迟不仅与所加的电压成正比，而且与晶体的长宽比有关，增大长度或者减小宽度都能大大减小半波电压，但必须利用两块晶体，结构相对复杂。说明注入电致发光和高场电致发光的基本原理。注入电致发光是在半导体PN结加正偏压时产生的少数载流子注入多数载流子复合发光；（LED是典型代表）；高场电致发光是将发光材料粉末与介质的混合体或单晶薄膜夹在透明电极板之间，外加电压，由电场直接激励电子与空穴复合发光。高场电致发光又分为交流和直流两种。光栅传感器反射的波长称为布拉格波长。受激辐射下光谱展宽的类型分为均匀展宽和非均匀展宽，其中均匀展宽主要有：自然展宽、碰撞展宽、热振动展宽；非均匀展宽有：多普勒展宽和残余应力展宽。常见的固体激光器有：红宝石激光器、钕(nǚ)激光器、钛激光器；气体激光器有：He-Ne激光器、CO2激光器。电致折射率变化是指晶体介质的介电常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、晶格的微小变形，从而引起介电系数的变化，并最终导致晶体折射率的变化。

4、光纤色散的主要危害