光电子技术复习提纲(含标准答案)要点

1.半导体光电器件是利用什么效应制作的器件?答:利用半导体光电效应制成的器件。

2.半导体光电器件是哪两种粒子相互作用的器件?答:是一种利用光子与电子相互作用所具有的特性来实现某种功

能的半导体器件。

3.半导体发光器件主要包括哪两种?答:(1)发光二极管;(2)半导体激光器。

4.光电器件主要有利用哪些效应制作的器件?答:光电器件主要有利用半导体光敏特性工作的光电导器件,利用半导体光伏打效应工作的光电池和半导体发光器件等。

5.什么是半导体发光器件?

答:利用半导体PN结正向通过电时载流子注入复合发光的器件称为半导体发光器件。

6.光电探测器件是如何转换信号的器件?答:通过电子过程探测光信号的器件,即将射到它表面上的光信号转换为

电信号。

7.光电检测器工作在反向偏置状态。

8.光电池是利用什么效应制作的?答:光伏打效应。

9.光纤通信的两个重要窗口是哪些?

答:1.55um和1.3um。

第2章

1.光信号的频率在哪个频段?需要用什么器件检测?

答:光信号的频率在1014Hz以上,常用的电子器件无法对这一频率段产生良好的响应,必须使用光电子器件。

2.常用的光电检测器:PIN、APD

3.光电检测器的工作过程?答:光电检测器件的工作过程:

(1)光吸收——(2)电子-空穴对产生——(3)载流子扩散和漂移——(4)检测

4.光信号(光束)入射到半导体材料后,如何产生电子空穴对?答:光信号(光束)入射到半导体材料后,首先发生的过程就是半导体材料对光子的吸收,吸收光子以后才能产生价带电子的跃迁,从而产生电子空穴对。

5.半导体材料中的吸收过程可以分为哪两大类?答:本征吸收和非本征吸收

6.本征吸收又包括哪些?答:(1)直接吸收;(2)间接吸收

7.非本征吸收包括哪些?答:(1)激子吸收;(2)带内吸收;(3)杂质吸收

8.本征吸收的必要条件?

本征吸收的血要条件:

huAhq=Eg

Eg黑=1.12eV兀=140pm

E弧=0.67eV入亡=l”85pni

Eg^=1.45eVXc=0.86^m

9.直接吸收中参与的粒子是什么?遵守哪两种守恒?

答:只有电子和光子的参与,没有第

3种粒子的参与。且入射光子的能力必须大于该材料的带隙。整

个过程中遵守动量守恒和能量守恒。10.在间接吸收过程中,为保持吸收过程的动量守恒,必须有哪种量参与?

答:在间接吸收过程中,为保持吸收过程的动量守恒,必须有声子的参与。

11.吸收功率的计算。

要有效吸收光信号半导休材料财须达到一定的长度.下面逬行讨论;

Pop(0):入射功率

此二為(Z)之一叫寫(0):透射功率

号产爲(°)一£=[1一纟说]匕(°):吸收功率要达到育

效吸収=>LA丄>L=>LT

a

对于常用半导体材料Si和Ge(间接带隙材料):

s

-lo'cin1二5>2“0如(却20珂)肌a

10\m^

(onbr~1/nn}

答::0.2eV3.0eV人:6.0pill—>0.4^111称为截止频率。

称为截止液长。

【例E2.1]

阮材料制乍的检测器用于光纤通信系统,系统用光源为GaA呂光

源,光子能量L43eV,光信号入射后.被光电检测器吸收掉90%的能

8.计算光电检测器的吸收层厚度*吸收系数为2.5x104cra-1.

一=1-90%=10%

Pop(0)

=>e_aL=10%

nL=—丄InQ.l=0.92/zni

12.有效吸收对有源层厚度的要求。

答:

13.声子的产生过程?

14.杂质吸收的特点。

答:半导体材料中掺入杂质后,会在禁带内形成杂质能级,杂质能级往往是浅能级,因此杂质吸收所对应的吸收谱往往在红外甚至是远红外区。杂质吸收的吸收系数一般很小,且须工作在极低温度下。

15.长波长检测器的设计方案有哪些?各自特点答:⑴本征检测器:

需要窄带隙材料

难以制作出高质量的器件

(2非本征检测器:

工作条件苛刻(低温)

器件难以小型化(吸收层厚)

16响应度描述的是什么?单位是

答:描述的是入射单位功率的光功率,能够从检测器中输出多大的电流

,单位为:A/W。

二Rph=虫

pP

■op

17.器件效率的定义。

22.在不同条件下,太阳光谱的辐射强度有何不同

答:在不同条件下,太阳光谱的辐射强度不同:

(1)在不考虑大气吸收情况下,到达地面的太阳光功率密:

18.体材料器件和应变量子阱器件对晶格匹配度的不同要求。

19.实用的光电检测器以什么结构为基础?检测器形成的光电流主要有哪两类?各自特点如何

THE END
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3.决定核外电子能量高低的次要因素是A. 原子核内原来就有的电子吸收能量后从核内释放出来 B. 原子的外层电子吸收能量后从原子中释放出来 C. 原子核内的一个质子转化为中子同时释放出一个电子 D. 原子核内的一个中子转化为质子同时释放出一个电子 查看完整题目与答案 高中物理>X射线考试题目 对下列文学常识的表述,不正确的一项是 ( ) https://www.shuashuati.com/ti/cc22d784d9654cfca1971c3e5f0be042.html
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7.直读光谱200问11.仪器激发能量每天都有不小差异,分析不是很稳定,怎么办? (1)造成仪器不稳定除了人的因素外,主要就是温度和湿度了。不过要是用控样法要是能做出好的曲线来也就可以满意. (2)要想让仪器处于最好的状态,保证它的工作环境是必需的.仪器不稳定还有一个可能的原因,就是地线,查查地线吧。 https://www.zhyico.com/news_jsview.asp?id=3560
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10.量子数在多电子原子中,轨道角动量量子数也是决定电子能量高低的因素。所以,在多电子原子中,主量子数相同、轨道角动量量子数自旋量子数不同的电子,其能量是不相等的。上述三个量子数的合理组合决定了一个原子轨道。但要描述电子的运动状态还需要有第四个量子数——自旋角动量量子数表示原子内电子运动的能量、角动量等的一https://baike.sogou.com/v6190923.htm
11.无机化学最新章节舒炼著主量子数n是决定核外电子能量的主要因素。对单电子原子(氢原子)而言,电子能量完全由主量子数决定,n值越大(电子离核越远),电子的能量越高。但对多电子原子来说,电子能量除与主量子数n有关外,还与副量子数l的取值有关。 (2)副量子数l。副量子数l(又称角量子数)决定原子轨道的角度分布(或形状),每个l值代https://m.zhangyue.com/readbook/12615841/13.html