玉林师院光电子学期末复习分析报告.doc

玉林师院光电子学期末复习 第一章 为了衡量光源和光电探测器的性能，需要对光辐射进行定量描述，故引入辐射度学与光度学。 光谱光视效率或视见函数:人眼对各种光波长的相对灵敏度. 人眼只能感知波长在0.?38—0.78?μm之间的辐射，故称这个波段的光为可见光。（对绿光最灵敏，红光、蓝光次之）。 光通量?：?单位时间内通过某截面的所右光波长的光能称为光通量，单位为(流明)。? 发光强度?：，单位为cd（坎德拉），1?cd=1?Im/sr。发光强度Iv是光度量中最基本的单位。 （简）卤钨循环的过程：卤钨灯点燃后，高温下卤族元素的化合物释放出溴或碘蒸气，灯丝蒸发出的钨分子在温度较低的泡壳附近与溴或碘化合，形成的卤化钨在灯泡内扩散。当扩散到高温灯丝附近，又分解，使钨分子又有很高的机率重新粘在灯丝上。 （简）气体放电原理：气体在电场作用下激励出电子和离子，成为导电体。离子向阴极、电子向阳极运动，从电场中得到能量，它们与气体原子或分子碰撞时会激励出新的电子和离子，也会使气体原子受激，内层电子跃迁到高能级。受激电子返回基态时，就辐射出光子来。 （选） （1）．低压汞灯?：?主要辐射253.7?nm的紫外光，用作紫外光源。当在其管壳外再加一个管壳，壳内壁涂以合适的荧光粉时，253.7?nm紫外光激发荧光粉发出可见光，这就是荧光灯。照明用的日光灯就是荧光灯中的一种。? （2）．高压汞灯：汞蒸气气压为(1~10)?x105?Pa。由于气体密度大，除了受激原子的辐射发光，还有电子与离子的复合发光，激发原子与正常原子的碰撞发光；因而，可见区的辐射明显加强，呈带状光谱，红外区出现弱的连续光谱。在高压汞灯外再加一个荧光壳，就成为高效照明光源。 （3）．球形超高压汞灯?：汞蒸气气压为1?-?20?MPa，电子与离子复合发光、激发原子与正常原子碰撞发光更加强烈。光谱线较宽，形成连续背景，可见区偏蓝，红外辐射增强。球形超高压汞灯中，两电极相距在毫米量级，如图1.9所示。球形超高压汞 灯亮度高，是很好的点光源。? （4）．氙灯?：氙灯的发光材料是惰性气体——氙。高压和超高压的惰性气体放电，气体原子被激发到很高的能级并大量电离。复合发光和电子减速发光大大加强，在可见区形成很强的连续光谱。光谱分布与日光最为接近，色温6?000?K，亮度高，被称为“小太阳”，寿命可达1?000?h。?氙灯可分为长弧氙灯（电极间距为15~130?cm，细管形，工作气压为105Pa）、短弧氙灯（电极间距在数毫米量级，工作气压为1~2?MPa，是很好的日光色点光源，常用于电影放映、彩色摄影、照相制版、模拟日光等场合。）和脉冲氙灯（管内气压在100?Pa以下，由高压电脉冲激发产生光脉冲，在极短的时间（10-9~10-12?s）内发出很强的光。脉冲氙灯广泛用于固体激光器的光泵、照相制版、高速摄影和光信号源等。）。? 激光器一般是由工作物质、谐振腔和泵浦源组成的。 激光器特点：高亮度、高方向性、高单色性和高度的时间空间相干性。 (重点)光和原子的三级跃迁： .受激吸收：处于低能级E1的原子受到外来光子（能量）的刺激作用，完全吸收光子的能量而跃迁到高能级E2的过程。 受激吸收特点：处于低能级E1的原子受到外来光子的刺激作用，完全吸收光子的能量而跃迁到高能级E2的过程 （2）.自发辐射：高能级的原子自发地从高能级E2向低能级E1跃迁，同时放出能量为的光子 自发辐射的特点：各个原子所发的光向空间各个方向传播，是非相干光。下图表示自发辐射的过程 （3）.受激辐射：当受到外来的能量的光照射时，高能级E2上的原子受到外来光的激励作用向低能级E1跃迁，同时发射一个与外来光子完全相同的光子。 受激辐射的特点：当外来激励光子能量为高低两能级能量差时，才能发生受激辐射。受激辐射的光子与外来光子的特性完全相同， 产生激光的条件： 1）合适的工作物质（能实现粒子数反转；具有合适的能级结构（亚稳态能级）） 2）具有外界泵浦（外界激励） 3）需要激光谐振腔? 起振条件——阈值条件GG0 5）稳定振荡条件——增益饱和效应 染料激光器的主要优点是：输出激光波长可以在很宽范围内调谐；有极好的光束质量；激光谱线宽度很窄，可达10?-50?MHz线宽。 （空）电子共有化运动：原来围绕一个原子运动的电子，现在可能转移到邻近原子的同一轨道上去。 （空）能带：共有化运动使得本来处于同一能量的电子发生了能量的微小差异。它们的势能具有晶格的周期性。因此，晶体的能谱在原子能级的基础上分裂成能带。 （选） N型半导体:掺人施主杂质的半导体材料中，自由电子的浓度将高于空穴的浓度。 P型半导体:掺入受主杂质的半导体材料中，空穴的浓度将高于自由电子的浓度。 17.PN结加上正向电压时，正向电压基本上加在结区，使势垒降低。 18. LED（发光二极管）与L