光电子学试卷

摘要：随着科学的进步，光电子技术得到了蓬勃的发展。他不仅由多科学互相融合和互相渗透，而且在各个科学领域的应用也十分广泛，光电子技术指利用光子激发电子或电子跃迁产生光子的物理现象所能提供的手段和方法。本文主要研究了光电子技术的前世今生、发展历程、发展态势、重要应用以及光电子技术今后的发展应用和展望。通过本研究，我们可以更进一步地了解光电子技术的含义，熟悉光电子技术的发展历史、重要应用和所研究的方向、领域。 引言

随着社会科学的加速发展，光电子技术的应用越来越深入到社会生活的各个方面。今天，各种电子高科技产品太多源于光电子技术，可以说，没有光电子技术的加速发展就没有我们现在的美好生活。相信在以后的生活中，光电子技术会得到更普遍的应用，得到更多的人重视。自1960年世界第一台红宝石激光器的诞生起，光电技术的发展步伐明显加速，仪器、技术等更新频繁。 目前，人们都倾向认为光电子技术的发展历史应从1960年激光器的诞生算起。尽管其历史可追溯到19世纪70年代，但那时期到1960年，光学和电子学仍然是两门独立的学科，因而只能算作光电子学与光电子技术的孕育期。光电子技术是光学技术和电子学技术的融合，靠光子和电子的的共同行为来执行其功能，是世纪之交

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《光电子学》课程教学大纲

一、《光电子学》课程说明

（一）课程代码：08131012

（二）课程英文名称：Optoelectronics （三）开课对象：应用物理学专业本科生 （四）课程性质：

光电子学为应用物理学专业本科生的专业选修课程，其预修课程有普通物理、电动力学、固体物理等。本课程的目的在于使学生了解光电子学的概念，熟悉光电子学的基础知识以及实际应用。

（五）教学目的：

课程系统介绍了光电子学的基本概念、基本原理和基础理论，并阐明各种效应间的内在联系，以便学生掌握光电子学基本概念、基本原理与基础理论，并对光电子技术的全貌有清晰的了解，为进一步学习激光原理、微波与导波光学、光纤技术、光纤通信等课程奠立必要的基础，为今后从事光通信、光信息处理、光传感等方面的研究开发工作提供必要的基础知识，培养出适应本世纪科技发展方向、掌握较为系统、深入的光电子基础理论和实践能力的高级工程技术人才。

（六）教学内容：

本课程主要包括光学基础知识、光与物质的相互作用、激光原理、光的电磁理论和波动光学、光波导理论、光调制、光的探测和显示和光无源器件等几个部分。

（七）学时数、学分数及学时数具体分配（五号宋体加粗） 学时数： 72学时 分数： 4

《光电子学》课程教学大纲

一、《光电子学》课程说明

（一）课程代码：08131012

（二）课程英文名称：Optoelectronics （三）开课对象：应用物理学专业本科生 （四）课程性质：

光电子学为应用物理学专业本科生的专业选修课程，其预修课程有普通物理、电动力学、固体物理等。本课程的目的在于使学生了解光电子学的概念，熟悉光电子学的基础知识以及实际应用。

（五）教学目的：

课程系统介绍了光电子学的基本概念、基本原理和基础理论，并阐明各种效应间的内在联系，以便学生掌握光电子学基本概念、基本原理与基础理论，并对光电子技术的全貌有清晰的了解，为进一步学习激光原理、微波与导波光学、光纤技术、光纤通信等课程奠立必要的基础，为今后从事光通信、光信息处理、光传感等方面的研究开发工作提供必要的基础知识，培养出适应本世纪科技发展方向、掌握较为系统、深入的光电子基础理论和实践能力的高级工程技术人才。

（六）教学内容：

本课程主要包括光学基础知识、光与物质的相互作用、激光原理、光的电磁理论和波动光学、光波导理论、光调制、光的探测和显示和光无源器件等几个部分。

（七）学时数、学分数及学时数具体分配（五号宋体加粗） 学时数： 72学时 分数： 4

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--------------------- --------------------------- 西安邮电学院 2011-- 2012学年第2 学期试题卷 标准答案 课程： 光电子学 B 类型： A 卷 专业、年级：电子科学与技术专业09级 ------------线----------------------------订-- --纸---用--专---案--答---准---标--卷---题--试---院--学---电---邮--安-装西------------------------------上--------------------------- - -------题号 一 二 三 四 五 六 七 --线 八 九 总分 ---得分 ----- ------一、填空题（每空2分，共30分） ----- ----1、方向性、单色性、相干性 - ----- -订2、红宝石 - ----- -----3.外腔、半外腔 - -------4.②衍射损耗③腔镜不完全反射引起的损耗④腔内介质的非激活吸收其中①②为选择性损 --- ----耗

光电子学

一、解釋名詞：

1.穿透係數T (Transmission Coefficient)：

1.1 為穿透的功率TTr與入射的功率IIn之比值，一般記為T。

公式為：

2.折射率n(Refractive)與複數折射率ñ(complex refractive)：

2.1當光進入某種不吸光的材料介質時，折射率n等於光在真空中的速度c跟光在介質

中的相速度v之比。

公式為：Τ ITr/IIn 1.2 穿透係數T=1－反射係數R n c/

2.2當光進入某種吸光材料的介質時，折射率n需修正為複數折射率ñ，

公式為：ñ n i

其中虛部κ稱為消滅係數(extinction)，表示吸收，折射率n和消滅係數 是複數折 射率ñ兩個基本的光學常數。複數是為了代表兩者之間還有相角差。

3.吸收係數α(absorption coefficient)： 3.1依據Bee´s law I=I0e-αz其中 z為路徑的長度，α為衰減係數。得知在光 譜的能帶解析上，便是將吸收係數α的光譜做能帶解析，吸收係數公式為 2 /c 4 / .

其中κ為消滅係數，λ為光的波長（自由空間）。

3.2

1. 光学发展的几个阶段 光的本性,波粒二像性, 光子的特性

答: 几何光学,波动光学,光子学, 光子具有极高的信息容量和效率,光子具有极快的响应能力,光子系统具有极强的互连能力与并行能力,光子具有极大的存储能力。 2. 了解平面波的表示形式及性质，了解球面波、发散波的特点 答： E?E0cos(?t?kz??0)描述了一个在无穷大均匀介质中沿z方向传播的单色的平面行波。

性质：Ｅ与Ｈ相互正交，且垂直波矢k。传输无发散，同一个波阵面上电场的幅度、相位、振动方向相同，波阵面为无限延展的平面，具有无限的能量（理想模型）。

球面波特点：由点源发出，振幅随传输距离的增加而减小，波阵面为球面，等相面随传输距离的增加而增大，任意一点的波矢垂直于的波阵面，且是发散的。发散波特点：有限大的波源，有限的能量，波阵面有一定的弯曲，但波矢始终与波阵面垂直。

3. 理解群速度的定义及物理意义和光波波前的传播方向的矢量表示、能量的传播方向的矢量表示

??，

答：群速度：波包的传输速度，能量或信息的传输速度。物理意义：v g??k光波波前的传播方向矢量表示：

能量的传播方向的矢量表示：

4. 理解描述反射和折射的菲涅尔公式的物理意义，掌握垂直入射情况下的反射率和透射率的

成都信息工程学院考试试卷

2011 ——2012 学年第1学期

课程名称：光电子技术 使用班级：电科2009级试卷形式：开卷 闭卷 √ ． 试题 系名____________班级____________姓名____________学号____________ 得分

一、填空题（30分，每小题3分）

1、光是一种以光速运动的光子流，光子和其它基本粒子一样，具有 、 和质量；其静止质量为 。

一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 密封线内不答题 2、激光与普通光源相比具有如下明显的特点： 。 3、光波在大气中传播时，由于 会引起光束的能量衰减；由于 会引起光波的振幅和相位起伏。

4、声波在声光晶体中传播会引起晶体中的质点

成都信息工程学院考试试卷

2011 ——2012 学年第1学期

课程名称：光电子技术 使用班级：电科2009级试卷形式：开卷 闭卷 √ ． 试题 系名____________班级____________姓名____________学号____________ 得分

一、填空题（30分，每小题3分）

1、光是一种以光速运动的光子流，光子和其它基本粒子一样，具有 、 和质量；其静止质量为 。

一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 密封线内不答题 2、激光与普通光源相比具有如下明显的特点： 。 3、光波在大气中传播时，由于 会引起光束的能量衰减；由于 会引起光波的振幅和相位起伏。

4、声波在声光晶体中传播会引起晶体中的质点

赖老师的课到期中考试为止一共有9次作业，依次分别由冯成坤、饶文涛、黄善津、刘明凯、郑致远、黄瑜、陈奕峰、周维鸥和陆锦洪同学整理，谨此致谢！

作业一：

1、桌上有一本书，书与灯至桌面垂直线的垂足相距半米。若灯泡可上下移动，灯在桌上面多高时，书上照度最大？（假设 灯的发光强度各向通性，为I0） 解：设书的面积为dA，则根据照度的定义公式：

E?d?I0d?? （1） dAdA

其中d?为上图所示的立体角。 因而有：

d??将（2）式代入（1）式得到：

dA?cos?dA?h （2） ?L2?h2(L2?h2)3/2E?I0h （3） 223/2(L?h)dE?0 dh为求最大照度，对（3）式求导并令其等于零，

计算得：

h?122122m

因而，当高度为

m时书上的照度最大。

2、设He-Ne激光器中放电管直径为1mm，发出波长为6328埃的激光束，全发散角为?=10-3rad，辐射通量为3mW，视见函数取 V(6328)=0.24，求： （1）光通量，发光强度，沿轴线方向的亮度？

（2）离激光器10米远处观察屏上照明区中心的照度？

（3）若人眼只宜看一熙提的亮度，保护眼镜的透射系数应为多少？