光電子技術(shù)復(fù)習(xí)總結(jié)

光照調(diào)制按照調(diào)制方式分為強(qiáng)度調(diào)制、相位調(diào)制、頻率調(diào)制、波長調(diào)制以及偏振調(diào)制。運(yùn)用外界因素對于光纖中光波相位的變化來探測各種物理量–相位干涉型探測器。半導(dǎo)體發(fā)光是由能帶之間的電子空穴復(fù)合產(chǎn)生的。固體激光器是以摻雜的離子型絕緣晶體和玻璃作為工作物質(zhì)。光探測器的要求：線性度好、靈敏度高、性能穩(wěn)定。光纖傳感器常用的光電探測器有：光電二極管、光電倍增管、光敏電阻。紅外探測器的響應(yīng)波長范圍（光伏響應(yīng)）是其電壓響應(yīng)率與入射的紅外輻射的波長的關(guān)系。光子探測利用的是半導(dǎo)材料在入射光的照射下產(chǎn)生光子效應(yīng)。光電導(dǎo)效應(yīng)當(dāng)紅外照在半導(dǎo)體表面上，電子空穴對從原來的束縛狀態(tài)到自由狀態(tài)。10．利用溫差電勢效應(yīng)制成的紅外探測器稱為熱電偶探測器。11．任何物質(zhì)的溫度高于0K，就會(huì)向周圍輻射紅外線。12．任何無損探測是通過測量熱流、熱量來鑒定被探測物的內(nèi)部缺陷。13、內(nèi)光電探測器分為：光電導(dǎo)探測器、光伏特探測器、光磁電探測器。14、紅外探測器的性能參數(shù)：。電壓響應(yīng)率、噪聲等效功率、時(shí)間常數(shù)。15、采用了紅外技術(shù)的焊接、裂紋探測、軍事偵察、夜視。16、波長在1~1000um被固體吸收會(huì)顯著的轉(zhuǎn)變成熱能。17、完整的電磁輻射波譜：聲頻電磁振蕩、無線電波、毫米波、紅外光、可見光、紫外光、X射線、r射線、宇宙射線。18、紅外射線傳播過程中因空氣分子、水分子的吸收、散射而衰減。19、輻射出射度Me輻射體單位面積向半空間發(fā)射的輻射通量。附加：輻射通量：φe單位時(shí)間內(nèi)流過的輻射能量。 輻射強(qiáng)度：Ie點(diǎn)輻射源在給定的方向上發(fā)射的在單位立體角內(nèi)的輻射通量。 輻射亮度：Le面輻射源在某一給定的方向上的輻射通量。 輻射照度：Ee照射在面元上的輻射通量dΦe與該面元的面積dA之比。20、光電池是利用光生伏特效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化成電能。21、外光電效應(yīng)：在光線作用下，使物體電子逸出表面的現(xiàn)象。 內(nèi)光電效應(yīng)：在光線作用下，使物質(zhì)電導(dǎo)率改變的現(xiàn)象。 光生伏特效應(yīng)：在光線作用下，產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢的現(xiàn)象。22、簡述光敏電阻的主要參數(shù)：暗電阻、亮電阻、光電流。23、簡述光電池的工作原理：光電池的工作原理是基于“光生伏特效應(yīng)”。它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)大面積的PN結(jié)，當(dāng)光照射PN結(jié)的一個(gè)面，如果光子能量足夠大，將在結(jié)區(qū)附近激發(fā)出電子空穴對，在N區(qū)聚集負(fù)電荷，在P區(qū)聚集正電荷，這樣N區(qū)和P區(qū)之間就會(huì)出現(xiàn)電位差——光生電動(dòng)勢。（助記：negative、positive）24、比較光電二極管與光電池的異同。同：均利用內(nèi)光電效應(yīng)，在PN結(jié)附近產(chǎn)生光生電子和光生空穴對。異：光電二極管是工作在反向偏置狀態(tài)，因此一般要加反向電壓，且結(jié)面積小，因此其頻率特性特別好，在不受光照射時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)，受光照時(shí)會(huì)產(chǎn)生電流，并處于導(dǎo)通狀態(tài)； 光電池則不需要加反向偏置電壓，在有光線作用時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與光照度有關(guān)的電動(dòng)勢。解釋什么是光電導(dǎo)的弛豫現(xiàn)象。光電導(dǎo)材料在有光照時(shí)，不會(huì)立即達(dá)到飽和，在撤掉光照時(shí)，也不會(huì)立刻變?yōu)榱恪＜?，光電?dǎo)材料從光照開始到獲得穩(wěn)定的光電流要經(jīng)過一定的時(shí)間，同樣，光照停止后光電流也是逐漸消失的?？傊?，光電流的變化對光的變化在時(shí)間上有一定的滯后。熱輻射光纖溫度探測器是利用光纖內(nèi)產(chǎn)生的熱輻射來探測溫度的一種器件。當(dāng)紅外輻射照到熱敏電阻上時(shí)，其溫度升高，內(nèi)部粒子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)加劇，電阻值變小。當(dāng)恒定的（不是恒定的也行）輻射照射在熱釋電探測器上才會(huì)有電信號輸出。（錯(cuò)誤）色溫是指在規(guī)定兩波長處具有與熱輻射光源的輻射比率相同的黑體的溫度。自發(fā)躍遷是指處于高能級的一個(gè)原子自發(fā)地向低能級躍遷，并發(fā)射一個(gè)光子的過程。受激輻射是指處于高能級的原子在一定的輻射場的作用下，躍遷至低能態(tài)，并輻射出一個(gè)能量與入射光子相同的光子的過程。按照聲波頻率的高低以及聲波和光波作用的長度的不同，聲光相互作用可以分為：拉曼納斯衍射和布拉格衍射。磁光效應(yīng)是指外加磁場作用引起材料光學(xué)各向異性的現(xiàn)象（光學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變）。法拉第磁光效應(yīng)的規(guī)律：（1）對于給定介質(zhì)，光振動(dòng)面的旋轉(zhuǎn)角與樣品的長度和外加磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比。（2）光的傳播方向反轉(zhuǎn)時(shí)，法拉第旋轉(zhuǎn)的左右方向互換。光束調(diào)制按其調(diào)制的性質(zhì)可分為：調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相以及強(qiáng)度調(diào)制。要實(shí)現(xiàn)脈沖編碼調(diào)制，必須進(jìn)行三個(gè)過程：抽樣、量化、編碼。光熱效應(yīng)是指：探測元件吸收光輻射能量后并不直接引起內(nèi)部電子狀態(tài)的改變，而是把吸收的光能變?yōu)榫Ц駸徇\(yùn)動(dòng)的能量，并引起探測元件溫度上升，溫度上升的結(jié)果又使探測元件的電學(xué)性質(zhì)或其他物理性質(zhì)變化。本征型光敏電阻一般在室溫下工作，適用于可見光和近紅外輻射探測；非本征型光敏電阻通常在低溫條件工作，常用于中、遠(yuǎn)紅外輻射探測。CCD（電荷耦合器件）的基本功能為：電荷存儲和電荷轉(zhuǎn)移。CCD按結(jié)構(gòu)可分為：線振CCD、面振CCD。LCD分為兩大類：溶致液晶和熱致液晶。作為顯示技術(shù)應(yīng)用的LCD是熱致液晶?？v向電光調(diào)制和橫向電光調(diào)制各有何優(yōu)缺點(diǎn)。縱向電光調(diào)制優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定，不存在自然雙折射；缺點(diǎn)：半波電壓太高，在調(diào)制頻率較高時(shí)，功率損耗比較大。橫向電光效應(yīng)橫向效應(yīng)運(yùn)用時(shí)，存在自然雙折射產(chǎn)生的固有相位延遲，和外加電場無關(guān)。在沒有外加電場時(shí)，入射光的兩個(gè)偏振分量通過晶體后，其偏振面已經(jīng)轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，這對光調(diào)制應(yīng)用不利，并設(shè)法消除；橫向效應(yīng)總的相位延遲不僅與所加的電壓成正比，而且與晶體的長寬比有關(guān)，增大長度或者減小寬度都能大大減小半波電壓，但必須利用兩塊晶體，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。說明注入電致發(fā)光和高場電致發(fā)光的基本原理。注入電致發(fā)光是在半導(dǎo)體PN結(jié)加正偏壓時(shí)產(chǎn)生的少數(shù)載流子注入多數(shù)載流子復(fù)合發(fā)光；（LED是典型代表）；高場電致發(fā)光是將發(fā)光材料粉末與介質(zhì)的混合體或單晶薄膜夾在透明電極板之間，外加電壓，由電場直接激勵(lì)電子與空穴復(fù)合發(fā)光。高場電致發(fā)光又分為交流和直流兩種。光柵傳感器反射的波長稱為布拉格波長。受激輻射下光譜展寬的類型分為均勻展寬和非均勻展寬，其中均勻展寬主要有：自然展寬、碰撞展寬、熱振動(dòng)展寬；非均勻展寬有：多普勒展寬和殘余應(yīng)力展寬。常見的固體激光器有：紅寶石激光器、釹(nǚ)激光器、鈦激光器；氣體激光器有：He-Ne激光器、CO2激光器。電致折射率變化是指晶體介質(zhì)的介電常數(shù)與晶體中的電荷分布有關(guān)，當(dāng)晶體被施加電壓后，將引起束縛電荷的重新分布，并導(dǎo)致離子、晶格的微小變形，從而引起介電系數(shù)的變化，并最終導(dǎo)致晶體折射率的變化。

4、光纖色散的主要危害