張永林第二版光電子技術(shù)課后習(xí)題答案(已修改)
2025-07-04 17:10 本頁(yè)面
【正文】 .. .. .. ..、頻率和光子的能量范圍分別是多少？ 波長(zhǎng)：380~780nm 400~760nm 頻率：385T~790THz 400T~750THz 能量：~？為什么量子流速率的計(jì)算公式中不能出現(xiàn)光度量？ 為了定量分析光與物質(zhì)相互作用所產(chǎn)生的光電效應(yīng)，分析光電敏感器件的光電特性，以及用光電敏感器件進(jìn)行光譜、光度的定量計(jì)算，常需要對(duì)光輻射給出相應(yīng)的計(jì)量參數(shù)和量綱。輻射度量與光度量是光輻射的兩種不同的度量方法。根本區(qū)別在于：前者是物理（或客觀）的計(jì)量方法，稱(chēng)為輻射度量學(xué)計(jì)量方法或輻射度參數(shù)，它適用于整個(gè)電磁輻射譜區(qū)，對(duì)輻射量進(jìn)行物理的計(jì)量；后者是生理（或主觀）的計(jì)量方法，是以人眼所能看見(jiàn)的光對(duì)大腦的刺激程度來(lái)對(duì)光進(jìn)行計(jì)算，稱(chēng)為光度參數(shù)。~，是對(duì)光強(qiáng)度的主觀評(píng)價(jià)，超過(guò)這個(gè)譜區(qū)，光度參數(shù)沒(méi)有任何意義。而量子流是在整個(gè)電磁輻射，將λ～λ+dλ范圍內(nèi)發(fā)射的輻射通量 dΦe，除以該波長(zhǎng)λ的光子能量hν，就得到光源在λ處每秒發(fā)射的光子數(shù)，稱(chēng)為光譜量子流速率。，假設(shè)各向發(fā)光均勻，用照度計(jì)測(cè)得正下方地面的照度為30lx，求出該燈的光通量。 Φ=L*4πR^2=30*4**^2=（）發(fā)出激光的功率為2mW。該激光束的平面發(fā)散角為1mrad,激光器的放電毛細(xì)管為1mm。求出該激光束的光通量、發(fā)光強(qiáng)度、光亮度、光出射度。 若激光束投射在10m遠(yuǎn)的白色漫反射屏上，求該屏上的光亮度。，不同溫度下的黑體輻射曲線的極大值處的波長(zhǎng) 隨溫度T的升高而減小。試用普朗克熱輻射公式導(dǎo)出式這一關(guān)系式稱(chēng)為維恩位移定律中，180。103mK。 普朗克熱輻射公式求一階導(dǎo)數(shù)，令其等于0，即可求的。教材P8？有哪些調(diào)制的方法？它們有什么特點(diǎn)和應(yīng)用？ 光輻射的調(diào)制是用數(shù)字或模擬信號(hào)改變光波波形的幅度、頻率或相位的過(guò)程。 光輻射的調(diào)制方法有內(nèi)調(diào)制和外調(diào)制。 內(nèi)調(diào)制：直接調(diào)制技術(shù)具有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。但存在波長(zhǎng)(頻率)的抖動(dòng)。 LD、LED 外調(diào)制：調(diào)制系統(tǒng)比較復(fù)雜、消光比高、插損較大、驅(qū)動(dòng)電壓較高、難以與光源集成、偏振敏感、損耗大、而且造價(jià)也高。但譜線寬度窄。機(jī)械調(diào)制、電光調(diào)制、聲光調(diào)制、磁光調(diào)制。畫(huà)出橫向電光調(diào)制的裝置圖，說(shuō)明其中各個(gè)器件的作用。若在KDP晶體上加調(diào)制電壓U=Um ，U在線性區(qū)內(nèi)，請(qǐng)寫(xiě)出輸出光通量的表達(dá)式。 Pockels效應(yīng)：折射率的改變與外加電場(chǎng)成正比的電光效應(yīng)。也稱(chēng)線性電光效應(yīng)。光傳播方向與電場(chǎng)施加的方向垂直，這種電光效應(yīng)稱(chēng)為橫向電光效應(yīng)。超聲功率Ps的大小決定于什么？在石英晶體上應(yīng)加怎樣的電信號(hào)才能實(shí)現(xiàn)光通量的調(diào)制？該信號(hào)的頻率和振幅分別起著什么作用？ 當(dāng)超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，將引起介質(zhì)的彈性應(yīng)變作時(shí)間上和空間上的周期性的變化，并且導(dǎo)致介質(zhì)的折射率也發(fā)生相應(yīng)的變化。當(dāng)光束通過(guò)有超聲波的介質(zhì)后就會(huì)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，這就是聲光效應(yīng)。聲光介質(zhì)在超聲波的作用下，就變成了一個(gè)等效的相位光柵，當(dāng)光通過(guò)有超聲波作用的介質(zhì)時(shí)，相位就要受到調(diào)制，其結(jié)果如同它通過(guò)一個(gè)衍射光柵，光柵間距等于聲波波長(zhǎng)，光束通過(guò)這個(gè)光柵時(shí)就要產(chǎn)生衍射，這就是聲光效應(yīng)。布拉格衍射是在超聲波頻率較高，聲光作用區(qū)較長(zhǎng)，光線與超聲波波面有一定角度斜入射時(shí)發(fā)生的。 磁場(chǎng)使晶體產(chǎn)生光各向異性，稱(chēng)為磁光效應(yīng)。法拉第效應(yīng)：光波通過(guò)磁光介質(zhì)、平行于磁場(chǎng)方向傳播時(shí)，線偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。電路磁場(chǎng)方向在YIG棒軸向，控制高頻線圈電流，改變軸向信號(hào)磁場(chǎng)強(qiáng)度，就可控制光的振動(dòng)面的旋轉(zhuǎn)角，使通過(guò)的光振幅隨角的變化而變化，從而實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)調(diào)制。，在原理上有何區(qū)別？ 光電探測(cè)器的工作原理是將光輻射的作用視為所含光子與物質(zhì)內(nèi)部電子的直接作用，而熱電探測(cè)器是在光輻射作用下，首先使接收物質(zhì)升溫，由于溫度的變化而造成接受物質(zhì)的電學(xué)特性變化。光電探測(cè)器響應(yīng)較快，噪聲小；而熱電探測(cè)器的光譜響應(yīng)與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，可以在室溫下工作。？各有哪些光電器件？ 物質(zhì)在光的作用下釋放出電子的現(xiàn)象稱(chēng)為光電效應(yīng)。光電效應(yīng)又分為外光電效應(yīng)（如光電發(fā)射效應(yīng)）和內(nèi)光電效應(yīng)（如光電導(dǎo)效應(yīng)和光伏效應(yīng)）。當(dāng)半導(dǎo)體材料受光照時(shí)，由于對(duì)光子的吸收引起載流子濃度的增大，因而導(dǎo)致材料電導(dǎo)率的增大，這種現(xiàn)象稱(chēng)光電導(dǎo)效應(yīng)。光敏電阻、光導(dǎo)探測(cè)器當(dāng)半導(dǎo)體PN結(jié)受光照射時(shí)，光子在結(jié)區(qū)（耗盡區(qū)）激發(fā)電子空穴對(duì)。在自建場(chǎng)的作用下，電子流向N區(qū)，空穴流向P區(qū)，從而在勢(shì)壘兩邊形成電荷堆積，使P區(qū)、N區(qū)兩端產(chǎn)生電位差。P端為正，N端為負(fù)。這種效應(yīng)稱(chēng)為光伏效應(yīng)。光電池、光電二極管、雙光電二極管，光電三極管、光電場(chǎng)效應(yīng)管、光電開(kāi)關(guān)管、光電雪崩二極管某些金屬或半導(dǎo)體受到光照時(shí)，物質(zhì)中的電子由于吸收了光子的能量，致使電子逸出物質(zhì)表面，這種現(xiàn)象稱(chēng)為光電發(fā)射效應(yīng)，又稱(chēng)外光電效應(yīng)。光電倍增管，真空光電管、充氣光電管。（光照特性）有哪兩種情況？每種特性的器件各自的用途是什么？ 當(dāng)光電器件上的電壓一定時(shí)，光電流與入射于光電器件上的光通量的關(guān)系I=F( Ф) 稱(chēng)為光電特性，光電流與光電器件上光照度的關(guān)系I=F(L) 稱(chēng)為光照特性。？了解它有何重要性？ 光電器件對(duì)功率相同而波長(zhǎng)不同的入射光的響應(yīng)不同，即產(chǎn)生的光電流不同。光電流或輸出電壓與入射光波長(zhǎng)的關(guān)系稱(chēng)為光譜特性。光譜特性決定于光電器件的材料。應(yīng)盡量使所選的光電器件的
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