光電子課后習(xí)題答案匯總

#4．簡(jiǎn)述題⑴簡(jiǎn)述激光的特點(diǎn)激光的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：①激光的方向性很好；②激光的單色性很好；③激光的相干性很好；④激光具有極高的亮度和單色亮度。⑷為什么二能級(jí)系統(tǒng)不能產(chǎn)生激光？當(dāng)外界激勵(lì)能量作用于二能級(jí)體系物質(zhì)時(shí)，首先建立起自發(fā)輻射，在體系中有了初始光輻射之后，一方面物質(zhì)吸收光，使N減少、N增加；另一方面由于12物質(zhì)中存在輻射過(guò)程，使N減小、N增加，兩種過(guò)程同時(shí)存在，最終達(dá)到N=211N狀態(tài)，光吸收和受激發(fā)射相等，二能級(jí)系統(tǒng)不再吸收光，達(dá)到所謂的自發(fā)輻2射狀態(tài)，這種狀態(tài)下N不再繼續(xù)增加；即便采用強(qiáng)光照射，共振吸收和受激發(fā)2射以相同的概率發(fā)生，也不能實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。⑸以一個(gè)三能級(jí)原子系統(tǒng)為例，說(shuō)明激光器的基本組成和產(chǎn)生激光的基本原理。激光工作物質(zhì)提供形成激光的能級(jí)結(jié)構(gòu)體系，是激光產(chǎn)生的內(nèi)因。要產(chǎn)生激光，工作物質(zhì)只有高能態(tài)（激發(fā)態(tài)）和低能態(tài)（基態(tài)）是不夠的，還至少需要有一個(gè)亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)，它可以使得粒子在該能級(jí)上具有較長(zhǎng)得停留時(shí)間或較小的自發(fā)輻射概率，從而實(shí)現(xiàn)其與低能級(jí)之間得粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。這樣，激光工作物質(zhì)應(yīng)至少具備三個(gè)能級(jí)。設(shè)E1是基態(tài)，E2是亞穩(wěn)態(tài)，E3是激發(fā)態(tài)。外界激發(fā)作用使粒子從E1能級(jí)躍遷到E3能級(jí)。由于E3的壽命很短（ns量級(jí)，因而不允許粒子停留，躍遷到E3的粒子很快通過(guò)非輻射遲豫過(guò)程躍遷到E2能級(jí)。當(dāng)把一半以上的粒子抽運(yùn)到E2,就實(shí)現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，此時(shí)若有光子能量為hu=E2—E1的入射光，則將產(chǎn)生光的受激輻射，發(fā)射hu的光，從而實(shí)現(xiàn)光放大。泵浦源提供形成激光的能量激勵(lì)，是激光形成的外因。主要有以下幾種泵浦方式：①光激勵(lì)方式②氣體輝光放電或高頻放電方式③直接電子注入方式④化學(xué)反應(yīng)方式。光學(xué)諧振腔為激光器提供反饋放大機(jī)構(gòu)，使受激發(fā)射的強(qiáng)度、方向性、單色性進(jìn)一步提高。不論哪種光學(xué)諧振腔，它們都有一個(gè)共同特性，那就是都是開(kāi)腔，即側(cè)面沒(méi)有邊界的腔，這使偏軸模不斷耗散，以保證激光定向輸出。諧振腔還具有選頻作用，即自發(fā)輻射熒光線寬內(nèi)只有滿足諧振條件的縱模能形成振蕩輸出。⑺分析激光產(chǎn)生的條件。激光產(chǎn)生的兩個(gè)必要條件：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布和減少振蕩模式數(shù)；兩個(gè)充分條件：閾值條件和增益飽和。粒子數(shù)反轉(zhuǎn)使得受激輻射超過(guò)受激吸收，才能得到光放大。要想得到方向性很好、單色性很好的激光，還必須減少振蕩模式數(shù)。這是因?yàn)椋旱谝唬菏芗ぐl(fā)射可以沿各個(gè)方向產(chǎn)生，難以形成極強(qiáng)的光束；第二，受激輻射光有很多頻率，對(duì)應(yīng)很多模式，每一模式的光都將攜帶能量，難以形成單色亮度很強(qiáng)的激光。所以，必須采用諧振腔，使光束來(lái)回通過(guò)激活介質(zhì)時(shí)，沿軸向得到放大，而和軸線有較大夾角的光束，則由側(cè)面逸出激活介質(zhì)，不能形成激光振蕩；光束在腔內(nèi)多次的來(lái)回反射，極少頻率的光滿足干涉相長(zhǎng)條件，頻率得到篩選，這樣可以形成光強(qiáng)最強(qiáng)、模式數(shù)目最少的激光振蕩。光在腔內(nèi)傳播時(shí)，存在著各種損耗，所以只有光的增益能超過(guò)這些損失時(shí)，光波才能被放大，從而在腔內(nèi)振蕩起來(lái)，稱這個(gè)條件為振蕩閾值條件。為了得到穩(wěn)定的激光輸出，當(dāng)光強(qiáng)達(dá)到一定程度時(shí)，凈增益（增益扣除損耗）必須為零，所以增益飽和是激光產(chǎn)生的充分條件。⑻簡(jiǎn)述光譜線展寬的分類，每類的特點(diǎn)與光譜線型函數(shù)的類型。一般來(lái)講，譜線展寬分均勻展寬與非均勻展寬兩大類。(a)均勻展寬的特點(diǎn)是：引起均勻展寬的機(jī)制對(duì)于每一粒子而言都是相同的。任一粒子對(duì)譜線展寬的貢獻(xiàn)都是一樣的，每個(gè)發(fā)光粒子都以洛倫茲線型發(fā)射。均勻展寬又包括自然展寬、碰撞展寬和熱振動(dòng)展寬等。自然展寬是由于粒子存在固有的自發(fā)躍遷，從而導(dǎo)致它在受激能級(jí)上壽命有限所形成的。它是粒子本身固有性質(zhì)決定的，自然存在的。碰撞展寬是由于氣體中大量粒子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的碰撞導(dǎo)致波列縮短引起的譜線展寬。熱振動(dòng)展寬是由晶格原子的熱振動(dòng)使發(fā)光粒子處于隨時(shí)間周期變化的晶格場(chǎng)中，引起的譜線展寬，在固體激光物質(zhì)中其量級(jí)遠(yuǎn)大于前兩者。(b)非均勻展寬的特點(diǎn)：不同粒子的發(fā)光只對(duì)譜線內(nèi)與其中心頻率相對(duì)應(yīng)的部分有貢獻(xiàn)，可以區(qū)分為線型函數(shù)的某一頻率范圍是由哪些粒子發(fā)光所引起的。這種展寬主要包括多普勒展寬與殘余應(yīng)力展寬。多普勒展寬是由于氣體物質(zhì)中熱運(yùn)動(dòng)速度不同的發(fā)光粒子所產(chǎn)生的輻射的多普勒頻移不同引起的。殘余應(yīng)力展寬是固體激光物質(zhì)內(nèi)部殘余應(yīng)力引起的，其中一種是晶格缺陷所致，非均勻分布的缺陷引起不同位置粒子不同；另一種是由物質(zhì)本身原子0無(wú)規(guī)則排列構(gòu)成的。(10)激光器按激光工作介質(zhì)來(lái)劃分可分為幾類？各舉出一個(gè)典型激光器，并給出其典型波長(zhǎng)、轉(zhuǎn)換效率、典型特點(diǎn)。按激光工作物質(zhì)的類型有如下劃分：氣體激光器根據(jù)氣體激光工作物質(zhì)的能級(jí)躍遷類型，又可將之分為原子、離子、分子、準(zhǔn)分子型氣體激光器。原子氣體激光器最常見(jiàn)的是He-Ne激光器，它發(fā)出的有0.6328卩m的紅光和3.39呦、1.15pm兩種紅外光，He-Ne激光器輸出功率較?。◣譵W到lOOmW）,能量轉(zhuǎn)化效率較低（0.01％），氮?dú)鈫紊院?，譜線寬度很窄，頻率穩(wěn)定度高，方向性好，發(fā)散角小，相干長(zhǎng)度可達(dá)幾十公里。?液體激光器這種激光器又可分為無(wú)機(jī)液體激光器和有機(jī)液體激光器。其中最重要的一類是染料激光器，其主要優(yōu)點(diǎn)是：波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)、增益高、輸出功率可與固體和氣體激光器相比、效率較高、激光均勻性耗、制備容易、可以循環(huán)操作、利于冷卻、典型的是若丹明6G染料激光器。它在脈沖工作時(shí)的波長(zhǎng)是590nm，平均功率是100W,效率為0?5%。?固體激光器典型的例子有Nd:YAG（摻釹的釔鋁石榴石激光器）。該類激光器可以脈沖工作，也可以連續(xù)工作，產(chǎn)生的躍遷中以1?06pm的激光為最強(qiáng)。這類激光器的最大有點(diǎn)是受激輻射躍遷概率大、泵浦閾值低、容易實(shí)現(xiàn)連續(xù)發(fā)射，近幾年向二極管激光器泵浦的全固態(tài)小型化方向發(fā)展，轉(zhuǎn)換效率可達(dá)10%。?半導(dǎo)體激光器同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器的激光工作物質(zhì)為由同種半導(dǎo)體材料構(gòu)成的有源區(qū)，即p-n結(jié)結(jié)構(gòu)，結(jié)區(qū)較厚，達(dá)幾微米，閾值電流大。異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器由兩種不同帶隙的半導(dǎo)體材料薄層，如GaAs和AlGaAs所組成。與同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器相比，異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器具有有源層厚度薄，閾值電流密度低、內(nèi)部損耗低、可通過(guò)改變混晶比調(diào)節(jié)輸出波長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)。量子阱半導(dǎo)體激光器功耗更低、輸出功率更高、發(fā)射光譜更純、響應(yīng)速度更快、波長(zhǎng)覆蓋范圍更寬、更容易陣列化。AlGaAs/GaAs量子阱激光器的波長(zhǎng)是980nm,平均功率為0.2W,轉(zhuǎn)化效率為20—30%。AlGaAs/GaAs量子阱陣列激光器的波長(zhǎng)為808nm,平均功率為10OW。QD分析同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器與發(fā)光二極管的區(qū)別與聯(lián)系。同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體與發(fā)光二極管的聯(lián)系：正向偏壓下，大量電子和空穴分別通過(guò)耗盡層注入到p側(cè)和n側(cè)，于是導(dǎo)帶中存在電子而價(jià)帶中不存在電子，形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布；同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體與發(fā)光二極管的區(qū)別：發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)公差不嚴(yán)格，而半導(dǎo)體激光器需要精確控制制造工藝，以保證兩個(gè)端面形成極為光滑平整、互相平行、而且有鍍膜的光學(xué)諧振腔。發(fā)光二極管是無(wú)閾值器件，是非相干光源，單色性、方向性差、亮度低；激光二極管是相干光源，注入電流超過(guò)閾值時(shí)發(fā)射單色性、方向性好的激光，亮度高。簡(jiǎn)述尖峰振蕩效應(yīng)過(guò)程。不加任何特殊裝置的固體脈沖激光器，在一次輸出中，激光脈沖的寬度大約時(shí)ms數(shù)量級(jí)。這個(gè)脈沖并不是平滑的，而是包含寬度更窄的短脈沖系列，其中每一個(gè)短脈沖寬度只在卩s數(shù)量級(jí)，并且激勵(lì)越強(qiáng)，短脈沖的時(shí)間間隔越小。這種現(xiàn)象稱作遲豫振蕩效應(yīng)或尖峰振蕩效應(yīng)。Q3）激光調(diào)Q技術(shù)于鎖模技術(shù)的脈寬分別在哪個(gè)量級(jí)？調(diào)Q技術(shù)可以產(chǎn)生脈寬10-7:10-9s量級(jí)、峰值功率MW量級(jí)的巨脈沖，鎖模技術(shù)可以產(chǎn)生10-11~io-i5s量級(jí)的超短脈沖。Q0常見(jiàn)的調(diào)Q方法有哪幾種？分別簡(jiǎn)述之。1?轉(zhuǎn)鏡調(diào)Q技術(shù)將一個(gè)反射鏡安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，使其在每一轉(zhuǎn)動(dòng)周期中，只有當(dāng)兩個(gè)反射鏡面平行時(shí)損耗最小，通過(guò)控制光腔的反射損耗達(dá)到調(diào)Q目的。2?染料調(diào)Q技術(shù)利用染料對(duì)光的吸收系數(shù)隨光強(qiáng)度變化的特性來(lái)調(diào)Q的方法稱為染料調(diào)Q技術(shù)，這種調(diào)Q開(kāi)關(guān)的延遲時(shí)間是由材料本身的特性決定的，不直接受人控制，屬于被動(dòng)調(diào)Q技術(shù)。3?電光調(diào)Q技術(shù)在電光晶體的某個(gè)方向上加電壓，可以使通過(guò)它的偏振光改變振動(dòng)方向，且外加電壓的數(shù)值與振動(dòng)方向的改變之間有一定的關(guān)系，再輔以其他光學(xué)元件，就可以構(gòu)成一個(gè)快速光開(kāi)關(guān)，達(dá)到調(diào)Q目的。4?聲光調(diào)Q技術(shù)聲光器件在腔內(nèi)按布拉格條件放置。當(dāng)超聲波通過(guò)時(shí)，光束偏離了諧振腔的軸向，此時(shí)腔損耗嚴(yán)重，Q值很低，不能形成激光振蕩；當(dāng)激光工作物質(zhì)亞穩(wěn)態(tài)上的粒子積累到一定程度時(shí)，瞬間撤銷超聲波，光無(wú)偏折地通過(guò)晶體，Q值突然增大，從而產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)的激光脈沖輸出。?分別簡(jiǎn)述幾種常見(jiàn)的激光鎖模實(shí)現(xiàn)方法。激光器一般有多個(gè)不同的振蕩模式，他們本身是不關(guān)聯(lián)、非相干的，振幅與相位彼此獨(dú)立；如果能使得各個(gè)獨(dú)立模式在時(shí)間上同步、振蕩相位一致，則總光場(chǎng)是各個(gè)模式光場(chǎng)得相干疊加，輸出為一超短脈沖。這種通過(guò)把激光中所有的模耦合在一起并把各個(gè)模的彼此相位關(guān)系鎖定得方法稱為鎖模，相應(yīng)得技術(shù)稱為鎖模技術(shù)。實(shí)現(xiàn)鎖模的方法有很多，大致分為一下幾類：?主動(dòng)鎖模是一種內(nèi)調(diào)制鎖模，通過(guò)在腔內(nèi)插入一個(gè)電光或聲光調(diào)制器實(shí)現(xiàn)模式鎖定要求調(diào)制頻率精確地等于激光器的縱模間隔，從而使所有參與振蕩的模式相位同步。?被動(dòng)鎖模類似染料被動(dòng)開(kāi)關(guān)，把弛豫時(shí)間小于脈沖周期的可飽和吸收體插入腔內(nèi)，利用其可飽和吸收特性實(shí)現(xiàn)鎖模。?自鎖模利用增益介質(zhì)的非線性效應(yīng)，即自振幅調(diào)制和自相位調(diào)制，輔以色散補(bǔ)償達(dá)到鎖模。第五章光調(diào)制技術(shù)——光信息系統(tǒng)的信號(hào)加載與控制對(duì)光進(jìn)行外調(diào)制有哪些典型方式？光外調(diào)制是在激光諧振腔外的光路上放置調(diào)制器，將待傳輸?shù)男盘?hào)加載到調(diào)制器上，于是，當(dāng)激光通過(guò)調(diào)制器時(shí)，激光的某一參量（強(qiáng)度、位相、頻率等）將發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)制。外調(diào)制方式有電光調(diào)制、聲光調(diào)制、磁光調(diào)制。簡(jiǎn)述磁光偏轉(zhuǎn)與天然雙折射之間的區(qū)別。天然旋光效應(yīng)與磁光效應(yīng)的本質(zhì)區(qū)別在于：光束返回通過(guò)天然旋光介質(zhì)時(shí)，旋轉(zhuǎn)角度與正向入射時(shí)相反，因而往返通過(guò)介質(zhì)的總效果是偏轉(zhuǎn)角為零；而由于磁致旋光方向與磁場(chǎng)方向有關(guān)，而與光的傳播方向無(wú)關(guān)，因而光往返通過(guò)法拉第旋光物質(zhì)時(shí)，偏轉(zhuǎn)角度增加一倍。什么叫聲光調(diào)制？分哪幾種類型？其判據(jù)是什么？超聲波通過(guò)聲光介質(zhì)時(shí)，引起介質(zhì)折射率的周期性變化，產(chǎn)生類似于光柵的光學(xué)結(jié)構(gòu)，從而對(duì)入射的光波產(chǎn)生調(diào)制，這種調(diào)制稱為聲光調(diào)制。按照超聲波頻率的高低和光波相對(duì)聲場(chǎng)的入射角度及兩者相互作用的長(zhǎng)度，將聲光衍射分為拉曼－奈斯衍射和布拉格衍射兩類。拉曼－奈斯衍射與布拉格衍射的判斷依據(jù)用聲光相互作用特征長(zhǎng)度L來(lái)表0示，L=人2。拉曼一奈斯衍射：布拉格衍射：0九200要想用KDP晶體做成z向加電場(chǎng)，45x'向偏振光沿y'向傳播的橫向電光強(qiáng)度調(diào)制器，推導(dǎo)折射率橢球表達(dá)式及輸出光強(qiáng)表達(dá)式，畫出調(diào)制器原理圖，說(shuō)明調(diào)制原理，并畫出其調(diào)制特性曲線。見(jiàn)書

5?某晶體在550nrn時(shí)的的63二％x10~12m/V，無(wú)外場(chǎng)時(shí)的主折射率為1?58,求其半波電壓。兀九V二二—二12676.5V兀kn黃2n黃0o63o636.有一聲光偏轉(zhuǎn)器，以重火石玻璃為聲光介質(zhì)，聲波中心頻率為100MHz,帶寬是40MHz，入射光束直徑是1cm，査得聲速V=3.1x10sm/s，求偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)時(shí)間T和分辨點(diǎn)數(shù)N。①1①1x10-2V_3.1x103=3.2x10-6sN=tgAQ=3.2x10-6x40x106=128第六章光電探測(cè)技術(shù)1?列出光探測(cè)器的基本參數(shù)并說(shuō)明其含義。量子效率，指一個(gè)入射光子所釋放的平均電子數(shù)。它與入射光子能量（即入射光波長(zhǎng)）有關(guān)。其表達(dá)式為nJc^=少，式中P是入射到探測(cè)器上的光功%eP率，i是入射光產(chǎn)生的平均光電流大小，%是單位時(shí)間內(nèi)入射光子平均數(shù)，是單位時(shí)間產(chǎn)生的光電子平均數(shù)，e是電子電荷。響應(yīng)度R,為探測(cè)器輸出信號(hào)電壓V與輸入光功率P之比sr=V單位為vw。靈敏度S,為探測(cè)器輸出信號(hào)電流I與輸入光功率P之比sS=丄R和S均用來(lái)描述探測(cè)器輸出電信號(hào)與輸入光功率的關(guān)p系，均是波長(zhǎng)九的函數(shù)。入射光波長(zhǎng)一定，則響應(yīng)度與靈敏度確定。光譜響應(yīng)，就是表征R（或S）隨波長(zhǎng)九變化的特性參數(shù)。光譜響應(yīng)中還有一個(gè)重要參量，稱為響應(yīng)峰值波長(zhǎng)，它指相對(duì)光譜響應(yīng)曲線中對(duì)應(yīng)于最高響應(yīng)率的輻射波長(zhǎng)。噪聲等效功率，定義為相應(yīng)于單位的信噪比的入射光功率，用來(lái)表征探測(cè)器探測(cè)能力，定義式為NEP亠NEP越小，探測(cè)能力越強(qiáng)。V/sVn⑦頻率響應(yīng)R（f），是描述光探測(cè)器響應(yīng)度在入射光波長(zhǎng)不變時(shí)，隨入射光調(diào)制頻率f變化的特性參數(shù)。它是光探測(cè)器對(duì)加在光載波上的電調(diào)制信號(hào)的響應(yīng)能力的反映，是表征光探測(cè)器頻率特性的重要參數(shù)。光探測(cè)器的物理效應(yīng)主要有哪幾類？每類有哪些典型效應(yīng)？光電探測(cè)器的物理效應(yīng)可以分為三大類：光電效應(yīng)、光熱效應(yīng)和波相互作用效應(yīng)。光電效應(yīng)是入射光的光子與物質(zhì)中的電子相互作用并產(chǎn)生載流子的效應(yīng)。根據(jù)效應(yīng)發(fā)生的部位和性質(zhì)，習(xí)慣上將其分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)。外光電效應(yīng)是指發(fā)生在物質(zhì)表面上的光電轉(zhuǎn)換現(xiàn)象；內(nèi)光電效應(yīng)指發(fā)生在物質(zhì)內(nèi)部的光電轉(zhuǎn)換現(xiàn)象。光熱效應(yīng)是物體吸收光，引起溫度升高的一種效應(yīng)。光熱效應(yīng)中典型的有溫差電效應(yīng)和熱釋電效應(yīng)。溫差電效應(yīng)指當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料兩端并聯(lián)熔接時(shí)，在接點(diǎn)處可產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種電動(dòng)勢(shì)的大小和方向與該接點(diǎn)處兩種不同材料的性質(zhì)和接點(diǎn)處溫差有關(guān)，即與光輻射功率有關(guān)。熱釋電效應(yīng)指熱點(diǎn)晶體的自發(fā)極化矢量隨溫度變化，從而使入射光可引起電容器電容改變的現(xiàn)象。波相互作用效應(yīng)是指激光與某些敏感材料相互作用過(guò)程中產(chǎn)生的一些參量效應(yīng)，包括非線性光學(xué)效應(yīng)和超導(dǎo)量子效應(yīng)等。4.總結(jié)選用光探測(cè)器的一般原則。光電探測(cè)的特點(diǎn)是對(duì)波長(zhǎng)選擇性好，響應(yīng)速度快（微秒至納秒）。熱探測(cè)基本屬于無(wú)選擇性的探測(cè)，另一方面熱效應(yīng)具有積累的特性，與探測(cè)器件的熱容量及散熱的快慢都有關(guān)。比較直接探測(cè)和外差探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)。直接探測(cè)法能檢測(cè)光強(qiáng)及光強(qiáng)的變化，具有簡(jiǎn)單、方便、室溫運(yùn)轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，但它不能反映光載波頻率及相位的變化，因而探測(cè)靈敏度低，信噪比差。外差探測(cè)法可以消除背景噪聲和暗電流的影響，大大提高探測(cè)靈敏度，達(dá)到近乎理想量子極限，它不僅可以探測(cè)光強(qiáng)調(diào)制信號(hào)，還可用于頻率或相位調(diào)制波的探測(cè)，但外差探測(cè)系統(tǒng)復(fù)雜，對(duì)信號(hào)光與本振光要求均很高，技術(shù)難度大成本高。說(shuō)明內(nèi)光電效應(yīng)和外光電效應(yīng)的差別。根據(jù)效應(yīng)發(fā)生的部位和性質(zhì)，習(xí)慣上將其分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)。外光電效應(yīng)是指發(fā)生在物質(zhì)表面上的光電轉(zhuǎn)換現(xiàn)象，主要包括光陰極直接向外部放出電子的現(xiàn)象，典型的例子是物質(zhì)表面的光電發(fā)射；內(nèi)光電效應(yīng)指發(fā)生在物質(zhì)內(nèi)部的光電轉(zhuǎn)換現(xiàn)象，特別是半導(dǎo)體內(nèi)部載流子產(chǎn)生效應(yīng)，主要包括光電導(dǎo)效應(yīng)與光伏效應(yīng)。概括起來(lái)就是：(1)內(nèi)光電效應(yīng)發(fā)生在物質(zhì)內(nèi)部，外光電效應(yīng)發(fā)生在物質(zhì)表面；(2)內(nèi)光電效應(yīng)主要體現(xiàn)為載流子的產(chǎn)生效應(yīng)，外光電效應(yīng)主要體現(xiàn)為表面電子發(fā)射現(xiàn)象；(3)內(nèi)光電效應(yīng)中的紅限與半導(dǎo)體禁帶寬度成反比，而外光電效應(yīng)中的紅限與表面逸出功成反比。6.說(shuō)明光電倍增管的基本組成及其作用。光電倍增管由光電陰極C、一系列倍增電極D、收集陽(yáng)極A三大部分密封在真空外殼中組成。光電陰極：光電陰極是光電倍增管的關(guān)鍵部分，它將入射光轉(zhuǎn)換為電流，決定著探測(cè)器的波長(zhǎng)響應(yīng)特性及極限靈敏度。倍增電極，即能發(fā)射二次電子的電極，其電位與陰極相比逐漸升高，一般極間電位差為100V。收集陽(yáng)極用來(lái)匯總經(jīng)一系列光電倍增管作用而在最后一級(jí)倍增陰極產(chǎn)生出的數(shù)目巨大的二次電子。PIN光電二極管，受波長(zhǎng)為1?55卩m的6xl0i2個(gè)光子的照射，其間輸出端產(chǎn)生2X1012個(gè)光子。計(jì)算量子效率和響應(yīng)度（電流靈敏度）。由量子效率定義得：—蘭空=0.336x1012由電流靈敏度定義式得：s=i/p勺厶把相關(guān)數(shù)據(jù)代入得:Nhvhvhc/九2s=0.3331.6?10"=1.25A/W6.63-10-34?（3?108/1.55-10-6）第七章：光電顯示技術(shù)什么是三基色原理？彩色重現(xiàn)是什么含義？三基色原理指自然界中客觀存在的任一種顏色均可以表示為三個(gè)確定的相互獨(dú)立的基色的線性組合。實(shí)用上常選擇紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）作為三基色。將三基色按一定比例混和調(diào)配，就可模擬各種顯示顏色。熒光粉與白場(chǎng)選定后，對(duì)圖像的亮度、色調(diào)和飽和度三參量的電信號(hào)進(jìn)行色度編碼，通過(guò)矩陣電路使其何曾為發(fā)送端的編碼矩陣，并使攝像端的綜合光譜相應(yīng)曲線分別與顯像三基色混色曲線一致，從而使輸出的三路電信號(hào)功率譜正好與顯像端要求的比例關(guān)系相吻合；在接受端，用矩陣電路實(shí)現(xiàn)解碼，用取出的三基色圖像信號(hào)控制彩色顯象管的三個(gè)電子束，激發(fā)相應(yīng)熒光粉發(fā)光，即可實(shí)現(xiàn)彩色重現(xiàn)。什么是發(fā)光現(xiàn)象？發(fā)光現(xiàn)象通常用來(lái)描述固體收到某種形式的能量激勵(lì)后所產(chǎn)生的光發(fā)射現(xiàn)

象，也就是指以某種方式（紫外線、高能電子、X射線、a/p/丫射線等高能輻射）來(lái)激發(fā)某些物質(zhì)，使其能量以非熱激發(fā)形式的可見(jiàn)或近可見(jiàn)光譜形式重新發(fā)射出來(lái)的現(xiàn)象。簡(jiǎn)述發(fā)光和顯示技術(shù)的主要分類。根據(jù)發(fā)光體化學(xué)結(jié)構(gòu)可將發(fā)光現(xiàn)象分為無(wú)機(jī)化合物、有機(jī)化合物、晶態(tài)磷光發(fā)光體發(fā)光；根據(jù)發(fā)光時(shí)間長(zhǎng)短可分為長(zhǎng)余輝（＞0?1S）、中余輝（1ms:0.1s）、短余輝（vims）發(fā)光；根據(jù)發(fā)光機(jī)理不同可分為分力中心發(fā)光、復(fù)合發(fā)光；最常見(jiàn)的是根據(jù)激勵(lì)方式分為以下幾類：I光致發(fā)光：激勵(lì)來(lái)自對(duì)光子（通常是紫外光）的吸收。II陰極射線發(fā)光：發(fā)光體在加速電子的轟擊下激發(fā)發(fā)光。皿場(chǎng)致發(fā)光：發(fā)光體在外電長(zhǎng)或電流作用下激發(fā)發(fā)光。w化學(xué)發(fā)光：發(fā)光體在化學(xué)反映過(guò)程中由化學(xué)能激發(fā)的發(fā)光。光電顯示按發(fā)光類型分為主動(dòng)型光電顯示與被動(dòng)型光電顯示；按照結(jié)構(gòu)形狀分為為平板顯示和體顯示；按顯示屏幕大小分為超大屏幕（＞4m2）、大屏幕（1:4m2）、中屏幕（0.2:1m2）、