第二學(xué)期光電子技術(shù)期末考試卷樣本

-第二學(xué)期《光電子技術(shù)》期末考試卷專業(yè)班級(jí)物理系1班學(xué)號(hào)110805姓名章波（10分）試解釋光電探測(cè)器時(shí)間常數(shù)和頻率響應(yīng)特性。答：在階躍輸入光功率條件下，光電探測(cè)器輸出電流為:is(t)上升到穩(wěn)態(tài)值[1-1/e]倍時(shí)時(shí)間稱為探測(cè)器時(shí)間常數(shù)。探測(cè)器響應(yīng)度隨入射光調(diào)制頻率變化特性稱為探測(cè)器頻率響應(yīng)。多數(shù)探測(cè)器響應(yīng)度與調(diào)制頻率關(guān)系為：R0為零頻響應(yīng)度（20分）畫(huà)出摻釹釔鋁石榴石激光器激光能級(jí)圖，重要有幾種吸取帶和熒光線，各熒光線性能如何？答：基質(zhì)材料是無(wú)色透明釔鋁石榴石晶體（YAG）分子式：Yb3Al5O12由Al2O3，Yb2O3，Nd2O3熔化結(jié)晶而成，摻入Nd3+密度為1.38×1020㎝-3,濃度為1-1.2%.YAG溫度特性好，具備良好熱學(xué)特性。Nd3+:YAG激光能級(jí)：重要有兩個(gè)吸取帶：4I9/2→4F7/2+4S3/2，相應(yīng)中心波長(zhǎng)0.75μm；4I9/2→4F5/2+4H9/2相應(yīng)波長(zhǎng)：0.81μm重要有三條熒光線：4F3/2→4I9/20.914μm；4F3/2→4I11/21.06μm；4F3/2→4I13/21.35μm；其中1.06μm最強(qiáng)。熱平衡時(shí)N2/N1～e-10。4F3/2→4I9/2屬三能級(jí)系統(tǒng)，閾值高，只有在低溫下才干實(shí)現(xiàn)激光振蕩。4F3/2→4I11/2和4F3/2→4I13/2屬四能級(jí)系統(tǒng)，閾值低，容易起振；1.06μm熒光強(qiáng)度是1.35μm4倍，不采用選頻辦法1.35將被抑制。1.06μm下能級(jí)4I11/2壽命只有30ns摻釹釔鋁石榴石激光器激光能級(jí)圖如下：三．（20分）什么是光生伏特效應(yīng)，試述光電池重要性能，并設(shè)計(jì)一種應(yīng)用。答：光生伏特效應(yīng)是光照使半導(dǎo)體中產(chǎn)生光生電子-空穴對(duì)，并在空間分開(kāi)而產(chǎn)生電位差現(xiàn)象。即將光能轉(zhuǎn)化成電能。光電池重要性能：光照特性開(kāi)路電壓即為光電動(dòng)勢(shì)，與光照度成對(duì)數(shù)關(guān)系；短路電流與照度成線性關(guān)系，用于光電測(cè)量。伏安特性：表達(dá)輸出電流和電壓隨負(fù)載電阻變化曲線。普通硅光電池工作在第四象限。負(fù)載電阻越小，光照線性越好。光譜特性：短路電流隨波長(zhǎng)變化狀況，取決于所用材料與工藝。硅光電池響應(yīng)峰值接近于太陽(yáng)光譜分布峰值，慣用作太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換。4.頻率特性光電池接受正弦型光照時(shí)慣用頻率特性曲線表達(dá)。負(fù)載大時(shí)頻率特性變差；減小負(fù)載可減小時(shí)間常數(shù)，提高頻響；但負(fù)載電阻減小會(huì)使輸出電壓減少。5.溫度特性開(kāi)路電壓具備負(fù)溫度系數(shù)，即隨著溫度升高UOC值反而減小；短路電流具備正溫度系數(shù)，即隨著溫度升高ISC增大。光電池一種應(yīng)用：光電二極管（20分）試述運(yùn)用邁克爾遜干涉儀實(shí)現(xiàn)光位相調(diào)制原理，并給出一種應(yīng)用實(shí)例。答：五.（