光电子材料与器件

? 试卷题型分布100分 选择题、填空题、名词解释、问答题、论述题 选择题内容不仅仅在这里面，包括书里、课堂讲授 第一章

一、单项选择题

可见光的波长范围为[C ]

A 200—300nm B 300—380nm C 380—780nm D 780—1500nm 二、填空

1．异质p-n结指p端与n端为不同材料形成的p-n结

2．P型半导体是向本征半导体中参入低价元素形成的。P型半导体中的导电粒子为空穴。 3. 红外线，它是一种人眼看不见的光线，但实际上它与其他任何光线一样，也是一种客观存在的物质。任何物质，只要它的温度高于__ O K __，就会有红外线向周围空间辐射。 三、名词解释：

非本征半导体，pn结，直接带隙，间接带隙，光致发光，电致发光，内量子效率，外量子效率，发光效率，垂直腔面发射激光器，

l·pn结的空间电荷区具有什么样的特点?它是如何形成的?

2·简述直接带隙半导体及间接带隙半导体材料的发光过程。两者有何不同? 3.发光二极管的发光原理是什么?

4·理解半导体材料中实现光放大的粒子数反转条件。 5·半导体激光器产生激光需要满足哪些条件?

6·双异质结半导体激光器为什么可以显著降低阈值电流

光电子技术(2)(激光器件)

光电子技术 精品课程

1 固体激光器基本 特性

光电子技术(2)(激光器件) 光电子技术(2)(激光器件)

光电子技术(2)(激光器件)

固体激光器1960-5-17,Ted Maiman 发明第一台激光器 ，

光电子技术(2)(激光器件)

固体激光器第一台红宝石激光器的拆卸图

光电子技术(2)(激光器件)

固体激光器特点运行方式多样：CW,PW,QCW,调Q, 锁模，高平均功率，高重复率，高单脉冲 能量及高峰值功率。 谱线多，达数千条，分布于可见到近红外 区，通过频率变换技术可到紫外区 系统简单，制造容易，传输灵活，可接光 纤 结构紧凑，牢固耐用，价格适宜4

光电子技术(2)(激光器件)

1.固体激光器基本特性 1.固体激光器基本特性1.固体激光器基本特性1.1固体激光器的基本结构和能量转换 1.2固体激光器的阈值 1.3输出能量(功率)、效率和最佳透过率 1.4输出稳定性、光谱特性、偏振特性和方向性

光电子技术(2)(激光器件)

1.1固体激光器的基本结构及能量转换 1.1固体激光器的基本结构及能量转换 激光器组成

光电子技术(2)(激光器件)

固体激光器基本结构

1. 激光工作 物质 2. 泵浦源 3. 聚光腔 4. 谐振腔 5. 冷却与

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光电子技术 精品课程

1 固体激光器基本 特性

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固体激光器1960-5-17,Ted Maiman 发明第一台激光器 ，

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固体激光器第一台红宝石激光器的拆卸图

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固体激光器特点运行方式多样：CW,PW,QCW,调Q, 锁模，高平均功率，高重复率，高单脉冲 能量及高峰值功率。 谱线多，达数千条，分布于可见到近红外 区，通过频率变换技术可到紫外区 系统简单，制造容易，传输灵活，可接光 纤 结构紧凑，牢固耐用，价格适宜4

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1.固体激光器基本特性 1.固体激光器基本特性1.固体激光器基本特性1.1固体激光器的基本结构和能量转换 1.2固体激光器的阈值 1.3输出能量(功率)、效率和最佳透过率 1.4输出稳定性、光谱特性、偏振特性和方向性

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1.1固体激光器的基本结构及能量转换 1.1固体激光器的基本结构及能量转换 激光器组成

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固体激光器基本结构

1. 激光工作 物质 2. 泵浦源 3. 聚光腔 4. 谐振腔 5. 冷却与

目录

第一章绪论 (1)

1.1 光与半导体物质的相互作用概论 (1)

1.1.1 光与半导体中电子的相互作用 (1)

1.1.2 光伏效应简介 (2)

1.1.3 光电导效应简介 (5)

1.2 石墨烯材料性质概述 (7)

1.3 基于石墨烯材料的光电子器件研究进展概述 (9)

1.3.1 石墨烯/单晶硅肖特基结太阳能电池研究进展概述。 (9)

1.3.2 石墨烯光电探测器研究进展概述 (11)

1.4 有机-无机杂化钙钛矿材料简介 (13)

1.5 选题的意义和研究内容 (13)

第二章顶栅结构石墨烯/单晶硅太阳能电池研究 (15)

2.1 引言 (15)

2.2 实验部分 (15)

2.2.1 石墨烯材料的制备 (15)

2.2.2 器件制作 (17)

2.3 结果与讨论 (20)

2.3.1 石墨烯材料表征 (20)

2.3.2 石墨烯/硅太阳能电池性能分析 (21)

2.4 本章小结 (26)

第三章纳米钙钛矿颗粒/石墨烯光电探测器件研究 (27)

3.1 引言 (27)

3.2 实验部分 (28)

3.2.1 钙钛矿纳米颗粒的合成 (28)

3.2.2 器件制作 (28)

3.3 结果与讨论 (30)

万方数据

3.3.1 钙钛矿纳米颗粒/石墨烯复合材料的性质表征 (30)

3.3.2

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

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

第一章 光电材料与器件基础

非平衡载流子：注入方法、准费米能级；

PN结：PN结空间电荷区的形成过程；加偏压的PN结的能带图画法；PN结击穿（齐纳击穿、雪崩击穿）

金属-半导体结：肖特基势垒的形成过程；加偏压的肖特基势垒的能带图；欧姆接触

半导体异质结构：异质结定义；异质结的特性；量子阱；超晶格；量子阱和超晶格的异同

第二章 光电材料的生长与器件制备

外延生长；分子束外延；MBE系统的主要特点；MBE外延生长机理；MOCVD系统的主要特点；MOCVD生长过程的主要阶段；

第三章 LED

辐射复合与非辐射复合：辐射复合、非辐射复合；间接辐射复合的5种主要形式；等电子陷阱；俄歇复合；

LED的基本原理：LED的发光过程

LED的特性参数：I-V特性；外量子效率，内量子效率；LED设计成在P侧发光较为有利的原因；提高注射效率的途径；

LED的光取出原理及方法：减少材料吸收而产生的损失采取的措施；增加光取出效率的方法（增加内部量子效率、改进内部结构、改变表面结构及外形、基本

结构的改变）；

可见光LED：提高红光LED效率通常采用的方法；提高蓝光及绿光LED效率通常采用的方法；FC LED（结构如何，为什么要采用倒装技术）

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？