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光电子学考点

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文档简介

适用于各类 光学方面的考生 对考试应该会有帮组

文档预览

 1. 波长、波数、频率 2. 基本辐射度量的定义、单位 3. 基本光度量的定义、单位 4. 光谱光视效率(视见函数) 5. 最大光谱光视效能 6. 辐射度量与光度量的转化 7. 三种传热方式 8. 热辐射的特点 9. 吸收比、反射比 10. 黑体、白体、透明体 11. 半导体的基本性质 12. 晶胞、简单晶格、复式晶格 13. 晶胞中原子个数的计算 14. 晶面表示方法-密勒指数 15. 氢原子能级结构的特点 16. 阐述能带的形成过程 17. 用能带理论定性解释导体、半导体、绝缘体的导电差异并画图示意 18. 本征半导体平衡态的判据 19. 费米分布函数、费米能级() 20. N型半导体、P型半导体的形成 21. 少子浓度的计算 22. 理解影响器件性能的主要是非平衡少子 23. 载流子的两种运动形式 24. 载流子漂移的平均速度与电场强度的关系 25. 常用的PN结制备方法 26. 平衡PN结的三个主要特性 27. PN结的正向特性 28. 激光发展史(第一次观察粒子数翻转时间;第一台激光器发明时间及发明者;国内第一台激光器诞生时间) 29. 激光的特点 30. 激光器的主要组成部分 31. 激光器的分类(按工作物质、按泵浦方式) 32. 光波模式的含义 33. 光子的基本性质 34. 相格的意义 35. 跃迁几率的定义 36. 光与物质作用的基本过程(定义、示意图、主要不同点) 37. 纵模与横模的定义 38. 纵模间隔,影响纵模数目的因素 39. 腔内纵模数目的计算 40. 光子简并度的定义 41. 一定体积内的光子数目计算 42. 谐振腔的定义 43. 平行平面镜腔、对称共焦腔的优缺点 44. 光学谐振腔的损耗有哪几种(腔镜倾斜、衍射、吸收、反射不完全) 45. 平均增益系数的计算 46. 光学谐振腔的构成和分类 47. 三种临界腔的参数 48. 符号法则 49. 光线传播矩阵的表达 50. 腔的稳定性判据 51. 三能级系统、四能级系统的示意图、对应能级名称 52. 典型激光器的激活离子 53. 红宝石激光器的典型波长、吸收带 54. 激光晶体的基质有哪两大类 55. 固体激光器中聚光腔的作用?椭圆聚光腔中晶体和泵浦灯放置的位置 56. 固体激光工作物质应具备的特点 57. 固体激光器中常用的冷却水包括哪些 58. 能实现气体离子激发的主要方式有哪几种 59. 氦氖激光器中选用氦气作为辅助气体的原因 60. 氦氖激光器常用的结构有哪几种 61. 氦氖激光器、二氧化碳激光器的典型输出波长 62. 激光应用举例并分析 63. 光纤的基本结构 64. 光纤按折射率分布的分类 65. 光纤损耗的计算 66. 模拟调制、脉冲调制、数字调制的特点 67. 周期性信号频谱的特点 68. 什么是振幅调制,其优缺点 69. 什么是角度调制,角度调制的两种方式 70. 频率调制的特点 71. 调频指数、频偏 72. 一次电光效应、二次电光效应 73. KDP纵向电光效应与横向电光效应的对比 74. 光热效应 75. 光热探测器的特点 76. 光电导效应 77. 光电导增益系数 78. 光伏效应 79. 良好光电发射体需具备的条件 80. 光辐射探测器的噪声种类 1.为使氦氖激光器的相干长度达到1Km, 它的单色性△λ/λ0应是多少? 解: 2.如果激光器和微波激射器分别在、和输出1W连续功率,问每秒从激光上能级向下能级跃迁的粒子数是多少? 解:若输出功率为P,单位时间内从上能级向下能级跃迁的粒子数为n,则: 由此可得: 其中为普朗克常数,为真空中光速。 所以,将已知数据代入可得: 时: 时: 时: 3.设一对激光能级为和(),相应的频率为(波长为),能级上的粒子数密度分别为和,求 (a) 当,T=300K时, (b) 当,T=300K时, 解:当物质处于热平衡状态时,各能级上的粒子数服从波尔兹曼统计分布: (a) 当,T=300K时: (b) 当,T=300K时: 4.某一分子的能级到三个较低能级、和的自发跃迁几率分别是,和,试求该分子能级的自发辐射寿命。若,,,在对连续激发并达到稳态时,试求相应能级上的粒子数比值、和,并回答这时在哪两个能级间实现了集居数反转。 解:该分子能级的自发辐射寿命为: 在连续激发时,对能级、和分别有: 所以可得: 很显然,这时在能级和之间实现了粒子数反转。 5.分析当每个模式内的平均光子数(光子简并度)大于1时,辐射光中受激辐射还是自发辐射占优势。 证:受激辐射跃迁几率为 频率v附近单位体积内的模式数为 n=8πν2/c3 受激辐射跃迁几率与自发辐射跃迁机率之比为 式中,表示每个模式内的平均能量,因此即表示每个模式内的平均光子数,因此当每个模式内的平均光子数大于1时,受激辐射跃迁机率大于自发辐射跃迁机率,即辐射光中受激辐射占优势。 6.(1)一质地均匀的材料对光的吸收系数为,光通过10cm长的该材料后,出射光强为入射光强的百分之几?(2)一束光通过长度为1m的均匀激励的工作物质。如果出射光强是入射光强的两倍,试求该物质的增益系数。 解:(1) 出射光强与入射光强之比为 所以出射光强只占入射光强的百分之三十七。 (2) 设该物质的增益为g,则 即该物质的增益系数约为。 腔长10cm He-Ne激光器,工作物质折射率η=1,求该激光器的纵模间隔是多少?如果e原子的荧光光谱线宽Δνq=1.5×109Hz,试证明该激光器是多纵模激运转还是单纵模运转,并画出示意图。如果腔长是30cm,又如何? 今有一球面腔,,,。试证明该腔为稳定腔还是非稳腔。 激光器的谐振腔由一面曲率半径为1m的凸面镜和曲率半径为2m的凹面镜组成,工作物质长0.5m,其折射率为1.52,求腔长L在什么范围内是稳定腔。

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