第一篇：信息光電子科技學院2003級

無題

信息光電子科技學院2003級曾祥容

2003年9月4日，一踏進華南師范大學，我就知道：四年后華師這個師范牌子并不能給我這個非師范生戴上什么光環了。一直以為大學是度假村，但是一到大學便發現了它的真面目：在大學，有的人聞雞起舞，當然也有的人聞雞入睡。有的人實現了自己的理想；有的人在冷漠的歲月里，看見同樣冷漠的山羊胡子；那些所謂的211，那些偉大的國家重點，那些高不可攀的院士，那些遙不可及的空中大餅都和我不相關。很多時候，坐在孔子像后面的草坪，看那些寫有密密麻麻公式的高數課本，想到悲哀的“三人行”院校，想到自己的未來，茫然。

我不是一個好學生，有時逃逃那些所謂的“思想”課，也有英語課，因為我不喜歡人家逼我去學英語，后來我才知道英語是個好東西。我不是個好學生，可是我一直很努力，不敢想象畢業就失業的悲慘場景。于是和很多同學一樣，只要有社團招新，肯定去參加；只要兼職機會，肯定去爭?。怀四愁愃枷胝n，剩下的課程還是很認真的學。于是，大一就在這樣忙亂中度過了。之所以說忙亂，因為很多事情根本沒有規劃。只是剛開學的時候看到學院門口掛的“歡迎你未來的工程師”橫幅，大概揣測到自己的命運。大學的考試有些搞笑，我的成績不算很低，混了個學習積極的小獎。

在對專業的迷惘、對職業生涯規劃的粗陋、對自身能力的懷疑中，迷迷糊糊上了大二。開學后，發現可以輔修其他的專業。光學是個好東西，雖然光子時代的到來如同霧里看花水中望月；計算機科學也是個好東西，盡管網絡泡沫只過去幾年。原本想去再讀個經濟學專業，但是卻因為沒有好好研究“先報先得”的高深的經濟學理論，后來只好去選了研究“先進先出”的計算機。上了大二之后，莫明其妙的進了好多的社團，后來發現我根本沒有時間去上課?；顒佣嗟臅r候，經常得逃課，但是，我從不后悔我參加了那么多的社團，我也從不認為社團工作沒有用處。很多人進社團只是為了“當官”為了“加分”，以這種心態做事，能有收獲才不正常。又如輔修那些專業，有些人給抓了重修或者在混不下去了導致什么也沒有學到，就拼命說這個課程沒用，那個實驗垃圾，似乎有些不厚道。

到現在還記得通宵寫那些奇形怪狀方案的日子，也還記得一宿沒睡卻又不得不去大學城哄騙新生的日子；記得課室角落那個用來睡覺的座位，也記得績點只有2.1的那個期末；記得從來不帶朋友去看孔子像，因為覺得那是對非師范專業的嘲諷，也記得《計算機網絡》這門課程我考了不下五次，可是分數卻一次比一次少。大二的一年，過得很是艱難。

上了大三，發現大二時候的課本幾乎是新的，心寒。高二的時候就對計算機感興趣，雖然那時候主要是對雷電、紅警以及星際一類的游戲感興趣，無聊的時候就去破壞學校的電腦，可是卻只有搞物理破壞的能力。那時候主流操作系統還是DOS的，可是我卻連format命令都不會。2005年春，日本人覺得自己夠善良夠友邦夠和平的了，所以想進安理會。于是網絡上針對日本友邦的各種網絡攻擊很精彩。無意中去了解了一下，發現Networks原來可以那么刺激。這也許是我學計算機的又一個原因吧。高考選專業的時候投奔“國家重點學科光學”這玩意來了，后來才發現我最喜歡的還是計算機；雖然我也鄙視過計算機，覺得一點前途都沒有。

由于光電這邊學計算機的人很少，在學習中遇到的問題時，常常都要靠自己去解決。這樣也導致走了無數的彎路。例如專業問題的討論，根本是不可能的。原本很簡單的問題，我卻一個人“研究”許久。那時候也根本不知道自己能做什么，適合做什么，只是一頭扎進網絡里，看到喜歡的東西就學。網絡安全方面關注最多，可是我最終的工作卻不是安全方向的，可謂造化弄人。光網絡也好，網絡安全也罷，都還只是一個很模糊的概念而已。甚至對于網絡的定義，更是天真的以為不用程序設計也可以研究得很高深。后來，我才發現我錯了。

很快，大學過了四分之三。想到以后的出路，于是想到去考研，跨省跨校跨專業，不想

留在廣東的高校。于是大三的暑假，在家呆到8月5日，匆匆回校“奮斗”?？墒菉^斗的結果卻是：我又喜歡上了魔獸。從高二到高四，我都在游戲中度過。我到現在我也不明白，我的控制力會如此的爛。于是，所謂的奮斗結果是，魔獸中“天地劫”那副地圖我玩得很不錯。后來經過LP的提醒，頓悟：要為考研準備了。

可是造化弄人，發現自己原來是要考研的之后，已經是國慶放假之后了。從此以后天天在圖書館讀書，這種狀態一直維持到10月18日。之后，我又悲哀的發現：原來我報了網絡工程師的考試。我不適合讀書，發現考證原來比考研刺激。于是復習網絡工程師的書去了。11月4日，那天很不爽。原因是下午卷有兩大題我根本沒有接觸過。我反思了很久，發現在大四，我要完成的事情還有很多，即使不參加考研，也還有很多的事情。我不是鐵人，目標太多等同沒有目標。正如網工，連考試知識點都沒有看完全。害怕到頭來什么都沒有得到，只好放棄了考研。于是，11月14日我去廣大交完考研的報名費之后，從外環回來時看到靜靜的珠江，我知道：我的考研生涯實際上已經結束了。去交錢只是怕哪天心血來潮又想去參加研究生考試。

進入11月，很多公司特別是大公司開始陸續招人了。我再一次悲哀的發現，原來我一點準備都沒有，尤其是心態。找到自己很久之前的一份簡歷來看，發現自己太貪心，把所有的東西密密麻麻寫了三大頁。于是，花了三天的時間，改字體改格式改句式改關鍵詞改排版改字號等，對著電腦改到眼花，直到只剩下一頁。之后，興沖沖的去網投，手忙腳亂之中把針對技術類的簡歷發給了一個招聘管理人員的公司，現在想想也汗顏。去過幾次招聘會之后，發現我的簡歷都是針對計算機網絡方向的，可以投的公司不多。于是將里面的內容拆開三份，一份光學一份計算機網絡一份非技術的。這樣下來可以投的公司就多了很多。至少從來沒有人說我是“專業不對口”。簡歷經過很多的招聘會之后才慢慢定型?；旧鲜侨ヒ粋€招聘會就改一次簡歷。

去華為筆試的時候，發現那些專業知識都不是光學的，除了一個問單模光纖波長的題目之外。其他的七八門的知識都是和計算機科學以及通信工程有關的知識。當時有些慶幸自學了那些東西。華為的技術面試有些郁悶，原以為那些技術牛人會根據我簡歷上的東西來提問，誰知道簡歷上的東西都沒有問。全問技術上的細節問題。由于剛剛經歷從考研到找工的心態轉換，整個大腦還暈暈乎乎的?？脊賳柕降钠渲幸粋€問題：你對TCP/IP哪個協議熟悉，我居然“脫口而出”：OSPF。結果那考官狂問OSPF方面的問題，一次比一次難?？蓪嶋H上那個協議是我最不熟悉的協議之一。

能進了華為面試，我個人覺得他們是看上我還輔修了計算機專業吧，并且華為是光信息科學與技術要招，計算機科學與技術也要招的，兩個專業我都有，貌似還是把我當碩士招進去的，可是我的雙學位還沒有申請到，有些郁悶。兩者工資差別據說有2000元以上。還有就是大學期間參加科研立項的問題，可能這些東西 也有作用吧。大學期間我搞過三個課題：1．一種基于網格并行計算的RDMA的實現方式（校級學生科研立項課題，指導教師為計算機學院范冰冰副院長）；2．基于光纖光柵的可重構光分插復用器的研究(院級學生科研立項課題)；3．華師大理工科人才培養模式研究課題（校級學生科研立項課題，指導教師為信息光電子科技學院黨總書記陳雄輝）。聽說我現在可能 給調到開發部門去了，估計也是和這些課題有關的。

后來，我還去一家激光方面的企業面試過，那些所謂的專業知識面試有些年輕，大概問一些激光如何產生以及如何提高激光器的精確度的問題，這些問題早就忘記了。不過幸好當時在去面試的路上看了一下當年的筆記，居然混過去了。但是因為對激光行業不感興趣，所以放棄了那公司。在華為剩下的其他一些面試中，也無非是一些對光網絡或者SDH的看法，對家庭環境對個人影響的看法，對職業生涯的規劃，對華為公司的企業文化的理解等等的問題。這些問題都是開放性的，由于三年的社團經歷以及平時對此類問題有所留意，很容易就蒙混過關了。在上課的時候聽光電技術、光纖通信系統和計算機網絡的老師介紹過專業前沿的情況，什么純光網絡時代的來臨啊100G雙絞線以太網啊無源光通信器件設計與生產等等，在介紹我對網絡互聯行業前景的看法的時候，轉“口”販賣給了華為的面試官了。

由于之前一直以為網絡的東西，可以離開程序設計兀自尋歡?？墒乾F在我才發現我錯了。大一的時候，由于一個莫明其妙的老師外加一個莫明其妙的教材，導致到現在很多同學對程序設計莫明其妙，我也不例外。一直以來都對程序設計有偏見，導致到現在看到“指針的指針”一類的語言就吐血，雖然我考研的專業課程其中一個是C程序設計。那些面向對象的C++，java一類的就更加糊涂了。如果大學生活真的可以重來，我想對于程序設計將不會有偏見。一直以為我的工作可以跳出無聊的程序設計，去華為公司也只是報了技術支持這個技術要求相對不變態的職位?？墒呛髞砦以僖淮斡魫灥匕l現，我給調了個部門，跑到開發部門去了。于是再次吐血。或許是因為我騙取了幾個科研立項的課題才將我換了個部門?？墒?，那些課題用到的程序設計也少的可憐。我現在才明白，學計算機或者學光學或者通信，沒有一定的程序設計能力，只是一個腳走路而已，樣子難看速度不快。

說到科研立項，好像已經是很遙遠的事情了。大二暑假的時候，書記說要找學生協助做個課題，陳老師把我推薦了上去。那課題經過無數次的修改之后以一個理由去申請了學校的科研立項，申請的動力來自那一點點的課題經費。課程完成之后，想到呆滯的孔子像，想到華師大的“師范”金子招牌，想到郁悶的師范氣息，想到作為一個理工類的學生卻只能去完成社科類的課題，未免有些感觸。于是大三快結束的時候，在機會再次來臨的時候，我沒有放棄，決定去申請理工類的課題。經過無數次的熬夜之后，寫了三個不同專業領域的申請方案：一個計算機網絡的，一個Linux系統的，一個光柵光纖的。中間那個拿去計算機學院申請了。在計算機學院，現實還是令人郁悶。那邊一共有二十幾個申請課題，可是個個都是程序設計方向的，似乎已經到了全民皆程序員的地步了。一個搞Linux系統的課題去申請，未免太突兀：仍然是后悔沒有認真學好程序設計。記得有一次去招聘會，有個主管在鄙視說去投網絡工程師那個職位的畢業生都沒有實踐經歷的。接著看到我的簡歷，招聘人員遲滯的眼神有些反映了。我心里在暗笑。

有個所謂的IT專場招聘會，去了之后我發現全世界的人都牛了。幾乎都一致要求：編程設計牛，網絡基礎牛，數據庫技術牛，通信原理牛，項目數量牛，實習公司牛，口才牛，樣樣巨牛，無所不牛，獨牛天下。心驚膽戰地投了幾分簡歷之后，我想這類的招聘會，既然人家拿來做廣告，也不妨可以去混混面試機會。

去過無數的招聘會，感受簡單列表如下：

1.華南師范大學的金子招牌是“師范”。如果不想畢業的時候滿臉透露出“做老師”的氣息，那么應該有意識的遠離詭異的“三人行”的氛圍。一個學校的氛圍給學生帶來的影響是深遠的。不管是學院還是學校，理工類專業的氛圍實在太淡。學院第一屆挑戰杯，上交的作品中居然有一半是社科類的論文。

2.養成獨立思考的習慣。在中國，人云亦云的人太多，卻沒有自己的思想。中國的教育，是使學生對“強勢思想”投降的教育。可是那些所謂的“思想”課程幾乎沒有作用。很多人，說到專業知識頭頭是道，但是對于一些人文思想，卻幾乎為零。一只野貓死了，無數愛心飽和的網民默哀；一個擺攤的給城管打死了，神州大地歌舞升平。不知道這失敗屬于誰的。如果上了大學之后，思想境界還是高中時候的，那么大學白上了。

3.大學四年，需要學習的絕對不只有書本知識，例如獨立思考能力的樹立，道德修養的培養，人文精神的積蓄，為人處世方法的學習。能證明自己的絕對不僅僅是成績，如果一個學生只有靠績點來證明自己的存在的話，未免太失敗。從來不逃課的學生考試不見得會得第一名。當然，如果逃課是為了去花前月下或者為了看恐怖電影或者是為了將某款游戲通關掉，未免太浪費時間了?？荚嚪謹岛蛡€人能力不一定是掛鉤的，信息光學學得超牛的人，實

驗的時候可能連光具座都忘記固定了。大學老師絕對不是高中老師，所以請不要說哪個老師講課不夠詳細。如果想聽的明白一些，大概可以回高中去上課。

4.別沉迷游戲，游戲使人墮落，我之所以說“沒有時間考研”，是因為大四的開學時候玩游戲走火入魔了。也別沉迷電影，華農ftp3里面除了愛情片之外只要有點名氣的影片我幾乎看了個遍。后來才發現看電影是浪費生命的一種方式，當然奧斯卡一類的經典電影除外。

5.獨來獨往的牛人，連走路的時候都是鼻孔朝天的。這類人從來不關心集體，卻抱怨沒有集體溫暖。雖然這類人“很牛”，但是公司向來很反感這類畢業生。因此，不管是什么時候都應注意培養團隊合作精神。個人認為社團工作是一個很好的鍛煉團隊合作精神的地方。一個人的成功，是建立在無數人齊心合力的幫助之上的。

6.華師的“師范”兩字會給非師范學生帶來很大麻煩。但是只要相信自己能行，那么不管是和哪個牛校的畢業生競爭，都要有自信。牛校也有水魚，水校也有大牛。光學的就業情況絕對不是外界流傳的那樣差，同時用人單位對光學專業畢業生需求數量也越來越大。但是如果實在不想讀光學，那就趁早轉專業或者去修讀其他的專業吧，還可以跨專業考研，總之不要在光電學院浪費四年的青春。

7.與其抱怨客觀條件種種不行，不如學好相關的專業知識。不管是薛定諤的貓還是貓的薛定諤，不管是愛因斯坦還是恨因郁悶，除非是面試的單位是中科院什么的牛，從來不會有人問及量子力學固體物理什么的。當然，如果是大牛，掌握的知識越多越好。相對我們學院的畢業生，求職時比較有用的專業課程有：電子電工、模擬電路、數字電路、光電子學、光電技術、光纖通信系統；計算機網絡、計算機組成原理、程序設計語言、數據結構、數據庫系統，Linux/Unix操作系統；通信原理、移動通信等光學、計算機以及通信方面的課程。當然，還有其他課程例如單片機等課程也是很好的一門學科。但是，不要指望課堂教學可以學到什么。理論和實際脫節是中國高等教育的一大特色。06年光博會上，光聯的一個HR說“大學教育都是垃圾”。汗顏！

8.如果有可能，可以修讀其他的專業，并且要堅持讀完相關的課程。至少去到招聘會的時候選擇面廣一些，而不是經常給人鄙視：光學不夠強，電學不夠好，通信不像，計算機不行。平時多自學一些計算機、通訊的知識，增加就業競爭力。由于各種原因，我們學院的課程安排有些欠妥當。雖然華師大的有些科研立項課題有點搞笑，但是也不妨多參加一下學校的學院的各種科研立項活動?，F在的企業，恨不得畢業生一進去就馬上可以工作的。如有機會，最好大三暑假的時候找到實習單位。

9.不管是什么類型的社團，對有一個人的成長絕對有幫助。如果有可能，多參加一些社團，只要崗位不雷同、工作不重復就行了。當然，如果只是學到社團的官僚主義、學到華師行政樓的無聊，或者只是為了綜合測評可以加分而去混日子，那就別進了。這些社團工作經歷可以幫助自己在面試中蒙混過關，同時也是用人單位看重的條件之一。

10.所有的證書都要在大四之前拿到。即使拿不到，也要有所準備該認證考試的知識。面試的時候一般都會給問到。變態的證書是六級，六級可以殺死很多人；如果四級都不過的話，基本上和好公司絕緣了。網絡技術方面的認證吃香的是CCNA。HCNE也行，現在國內市場華為的設備已經占了50%，并且比例還將上升。接下來是網絡工程師，雖然它所涉及的難度比CCNA要難，可是企業不怎么認可，也只能無奈。當然，通過了網工的話，估計也可以扛住一般的筆試和技術面試了。至于國家等級考試三級網絡一類的，如果想從事網絡方面的工作就別去浪費那個考試費了，根本沒有含金量。雖然證書只是敲門磚，但是如果沒有證書，連門都沒有。

11.如果是決定考研，最好早早決定報考的學校和專業。如果還在修讀雙學位什么的，就看自身實際情況看是否考研了。我當時就在生物醫學工程和計算機應用技術這兩個專業徘

徊了一段時間。如有可能，盡量在大三第二學期開始準備英語和數學或者英語和專業課?？佳惺且粋€漫長的艱苦的變態的過程，如果不能沉住氣，在備考期間不要和人討論那些招聘會什么的。我當時就是聽說華為、騰訊等公司開始招人了，覺得考研不如考證刺激；再讀三年不如去公司蒙混三年合適。

12.凡事重在堅持，認準一個適合自己發展的方向，只要不絕望，絕對不放棄。一直以來我都這樣認為。認準一條路，只要堅持下去了，肯定會有好的收獲。每次招聘會，披星戴月去，郁悶失望歸。一次一次被打擊，這無所謂，我相信，我只是把我的簡歷投錯地方而已。失望無所謂，有所謂的是在失望之后，能夠重新找回自信。

13.其他的一些諸如簡歷制作、面試須知的感受，和網上的幾乎雷同。不再重復，免得有抄襲之嫌。

四年，就這樣匆匆過去了。燕子去了，有再來的時候；我的大學生活去了，卻沒有再來的時候。大學的生活豐富多彩，只是不覺中已經悄悄的溜走了三年多光陰，快的讓人猝不及防。三年前的我，大包小包地來，充滿了希望；半年后的我又該如何離開我生活了四年的師范學校呢？不管如何離開，我都清楚：我不后悔我做過的事情。雖然我的GPA不高，雖然我的口語一塌糊涂，雖然我看到面向對象的說法還是頭暈。

突然發現寫到后面不會結尾了，只好套用王振宇師兄《給自己一個充實快樂的四年》文中的寫法，引用尼古拉·阿歷克塞耶維奇·奧斯特洛夫斯基的一段話作為結束：“人最寶貴的是生命。它給予我們只有一次。人的一生應當這樣度過：當他回首往事時不因虛度年華而悔恨，也不因碌碌無為而羞恥。”

曾祥容

2006年12月25日

第二篇：光電子總結

周口師范學院2013~2014學第二學期期末考試

《光電子學基礎 》試卷

物理與機電工程學院 光電子技術科學專業 李潔 201105100039

激光器的種類和應用

激光器的種類

按功率分:超大功率、大功率、中功率、小功率激光器.按輸出激光連續性狀況分：連續激光器、脈沖激光器；按泵浦方法分：光泵浦激光器、電泵浦激光器等。一般按激光工作物質的類型來劃分:氣體.液體.固體.半導體激光器

氣體激光器

以氣體為工作物質的激光器。

目前應用最廣泛的一類激光器：小功率He-Ne激光器，大功率二氧化碳激光器等。大多數能連續工作，激勵過程中涉及能級較固定，采用氣體放電中的電子碰撞激發。根據能級躍遷類型，又分為原子、離子、分子、準分子型氣體激光器。

1.原子氣體激光器

工作物質：中性氣體原子。

典型代表：He-Ne激光器。其激活介質按He:Ne=1:10填充，氖提供激光躍遷能級

2.離子氣體激光器

工作物質：離子氣體。

輸出波長：大多在紫外和可見光區域，輸出功率比原子氣體激光器高。

3.分子氣體激光器

工作物質：中性氣體分子的激光器。

代表: CO2激光器，其能級與分子的振動和轉動有關。充氣：

又可分為直流放電型、橫向放電大氣壓(TEA)型和波導型

4.準分子激光器

工作物質：稀有氣體或稀有氣體與鹵素氣體的混合氣體，液體激光器

激光工作物質：液體。

可分為無機液體激光器和有機液體激光器。染料激光器最有代表性，典型例子：若丹明6G染料激光器。

固體激光器

激光工作物質：生長期間人為摻入雜質原子的晶體。

特點：體積小，結構穩，易維護，輸出功率大且適于調Q產生高功率脈沖、鎖模產生超短脈沖

典型例子：紅寶石激光器、Nd:YAG（摻釹的釔鋁石榴石激光器）、鈦藍寶石激光器等。半導體激光器

工作物質：半導體材料（主要是化合物半導體）

泵浦：電流注入

激光器的應用

繼固體激光器后, 氣體激光器、化學激光器、染料激光器、原子激光器、離子激光器、半導體激光器、X 射線激光器和光纖激光器相繼問世, 運用范疇也擴展到比如電子、輕工、包裝、禮物、小五金工業、醫療器械、汽車、機械制作、鋼鐵、冶金、石油等, 為傳統工業的技能改造和制作業的現代化供給領先的技能裝備。

激光與通常光對比有4個特性即: 單色性(單一波長)、相干性、方向性和高光強。激光束易于傳輸, 其時刻特性和空間特功用夠別離操控, 經集合后可得到極小的光斑, 具有極高功率密度的激光光束能夠熔化、氣化任何資料, 也可對資料的有些區域進行精細疾速加工。加工過程中輸入工件的熱量小,熱影響區和熱變形小;加工功率高;易于完成自動化。激光技能是一門歸納性高新技能, 觸及光學、機械學、電子學等學科。一樣, 激光加工設備也觸及到很多學科, 因此決議了它的高科技性和高收益率?？v觀世界和國內激光運用狀況經過多年的研討開發和完善, 今世的激光器和激光加工技能與設備已適當老練, 形成了系列激光加工技能。

我們來介紹激光加工技能在金屬切開、焊接方面的運用狀況。激光切開的特色及運用

激光切開是當時各國運用最多的激光加工技能, 在國外許多范疇, 例如, 汽車制作業和機床制作業都選用激光切開進行鈑金零部件的加工。跟著大功率激光器光束質量的不斷提高, 激光切開的加工目標規劃將愈加廣泛, 簡直包含了一切的金屬和非金屬資料。例如能夠運用激光對高硬度、高脆性、高熔點的資料進行形狀雜亂的三維立體零件切開, 這也正是激光切開的優勢地點。

激光切開的幾項關鍵技能是光、機、電一體化的歸納技能。激光光束的參數、機器與數控體系的功用和精度都直接影響激光切開的功率和質量。激光切開的精準度、功率和質量因不一樣的參數而改動, 如切開功率、速度、頻率、資料厚度及原料等, 故操作人員的豐厚經歷特別重要。

激光切開的首要長處

(1)切開質量好: 切斷寬度窄，精度高、切斷外表粗糙度好, 切縫通常不需求二次加工即可焊接。

(2)切開速度快, 例如選用2kW激光功率, 厚度8mm的碳鋼切開速度為1.6m/min;厚度2mm的不銹鋼切開速度為3.5m/min, 熱影響區小, 變形極小。

(3)清洗、安全、無污染, 大大改進了操作人員的作業環境。

激光切開歸于非觸摸光學熱加工, 被譽為“永不磨損的全能東西”。工件能夠進行恣意方法的嚴密排料或套裁, 使原資料得到充分運用。因為對錯觸摸加工, 加工后的零件的歪曲表象降至最低并減少了磨損量。

其實激光切開亦有其不足之處, 就精度和切斷外表粗度而言, 激光切開未能超越電加工, 就切開厚度而言難以達到火焰和等離子切開的水準。別的它亦不能像轉塔沖床一樣進行成型、攻牙及折邊等。

激光切開的典型運用汽車范疇的運用

領先的三維激光設備, 不光能夠完成車體零件的切開, 還可完成整個轎車車身全體的切開、焊接、熱處理、熔覆、乃至三維丈量, 然后完成慣例加工無法完成的技能需求。德國通快公司的三維激光設備在奔、通用公司、福特公司、雷諾公司、SKODA公司、歐寶公司、SAAB公司、VOLVO公司和戴姆勒一克萊斯勒公司成功地運用多年。航空范疇的廣泛運用

世界上很多的航空發動機公司選用三維激光設備進行燃燒器段的高溫合金資料的切開和打孔使命, 在軍用和民用航空器的鋁合金資料或特別資料的激光切開都獲得了成功。

2.激光焊接的特色及運用

激光焊接是一種高速度、非觸摸、變形極小的焊接方法, 十分合適很多而接連的在線加工。跟著激光設備和加工技能的開展, 激光焊接才能也在不斷增強。當前, 運用4kW的C02激光器焊接1mm的板材, 焊接速度高達20m/min, 例如, 汽車職業的轎車箱底的大板拼接焊接作業等。激光焊接的方法首要有傳導焊和穿透焊2 種。當前全球的激光運用首要以穿透焊為主。近些年來, 高功率萬瓦級激光器在機械、汽車、鋼鐵等工業部門獲得了日益廣泛的運用。

激光焊接機與其他焊接技能對比, 首要長處是:

(1)激光焊接速度快, 焊縫深寬比很大(可達5~10), 變形小。

(2)合適于精細件、箱體件和有密封需求焊接件的加工。激光束經集合后可獲得很小的光斑, 能精細定位, 可運用于大批量自動化出產, 不只出產功率大大提高, 且熱影響區小, 焊點無污染, 大大提高了焊接的質量。

(3)激光焊縫機械功用好, 通常焊縫的機械功用均強于母材。

激光焊接的典型運用激光焊接汽車用大板拼接的運用

為了滿意汽車職業對寬幅鋼板和特別功用鋼板的需求, 經過激光焊接進行大板拼接, 滿意汽車廠大型三維功用沖壓件的需求。全球汽車制作商都已完成此類部件的激光焊接運用。例如, 奔馳、寶馬、通用、豐田、歐寶SAAB、戴姆勒一克萊斯勒等很多公司都早已運用。能夠把1m寬的冷軋鋼板, 經過激光焊接, 拼成2m 寬的鋼板。激光焊接在齒輪加工方面的運用

激光焊接齒輪的技能從根本上改動了傳統的描繪和制作理念, 為齒輪箱體類部件的加工供給了非常好的經濟性和更為緊湊的布局。運用激光焊接齒輪技能, 需求先加工整個環狀長齒圈, 然后截成若干個齒圈, 再別離依據齒輪箱的需求焊在傳動軸上

激光加工技能已在很多范疇得到廣泛運用, 跟著激光加工技能、設備、技能研討的不斷深入, 將具有更寬廣的運用遠景。

第三篇：光電子技術

光電子技術

1.世界上第一臺激光器，由修斯研究室的梅曼研制，并最終在1960年成功運轉。（紅寶石激光器）

2.黑體：能夠完全吸收任何波長的電磁輻射。

3.躍遷：原子中的電子在特定的軌道上運動，并具有能量，各能量級能量不連續，當原子從某一能級吸收或釋放了能量，轉移到另一能級時，就稱為躍遷。4.自發輻射：處于高能級E2上的原子自發的向低能級E1躍遷，并發射一個頻率v=（E2-E1）/h的光子的過程稱為自發輻射躍遷。5.受激輻射：處于高能級E2上的原子在頻率為v=（E2-E1）/h的輻射場激勵作用下或在頻率為v=（E2-E1）/h的光子誘發下，向低能級E1躍遷并輻射出一個與激勵輻射場光子或誘發光子的狀態(包括頻率、運動方向、相位等)完全相同的光子的過程稱為受激輻射躍遷。

6.受激吸收：受激輻射的反過程為受激吸收過程，一般也稱作吸收。

7.激光產生的基本原理：在受激輻射躍遷的過程中，一個誘發光子可以使處在上能級上的發光粒子產生一個與該光子狀態完全相同的光子，這兩個光子又可以去誘發其他發光粒子，從而產生更多狀態相同的光子。必要條件：使激光工作物質處于粒子束反轉狀態。粒子束反轉：采用諸如光照、放電等方法從外界不斷地向發光物質輸入能量，把處于下能級的發光粒子激發到上能級去，便可使上能級E2的粒子數密度超過下能級E1的粒子數密度的狀態。此時，受激輻射大于受激吸收。

8.激光器構造：由三部分構成，包括激光工作物質(基質與激活粒子)、泵浦源（對激光工作物質進行激勵）和光學諧振腔（得到穩定、持續、有一定功率的高質量激光輸出）。9.激光粒子的能級系統：1三能級系統2四能級系統（P9頁）

10.光學諧振腔：是常用激光器的三個主要組成部分之一。它是在激活物質兩端適當位置放置兩個反射鏡組成。主要作用：1.提供光學正反饋作用。2.產生對振蕩光束的控制作用。11.諧振腔的Q值：品質因數Q=ωW/ρ,式中ω為角頻率，W為存儲在諧振腔內的能量，ρ為每秒損失的能量。（P21頁）12.橫模：激光光束橫截面上穩定的光場分布稱之為橫模。

13.激光縱模：激光器諧振腔內獲得振蕩的幾種波形（波長稍微不同）沿光軸方向的分布。14.縱模的選擇:1短腔法：兩個相鄰縱模間的頻率差Δνq=νq-νq-1=c/2L’

(L’=(L-l)+nL表示諧振腔的光學長度；n晶體折射率，L物理長度，l晶體長度，c表示真空中的光速）例：在氦氖激光器中，其熒光譜線ΔνF約為1500MHZ。若激光器腔長為10cm，則縱模間隔Δνq為Δνq= c/2L’=3*108m/s /2*1*10*10-2m=1500MHZ 15.穩頻技術:通常講的頻率的穩定性包括兩方面：一是“穩定度”，指的是激光器在連續工作期間內它的頻率該變量Δν’在振蕩頻率ν中所占的比例，即

Δν’/ν。二是“復現度”，指的是同樣設計、同樣方法制成的激光器在同樣條件下使用時相互之間的頻率偏差，或是在完全不同設計、和不同條件下，用相同的能級躍遷所制成的激光器，其振蕩頻率與與原子躍遷中心頻率的偏差，如果這方面的偏差用Δν表示，則其在ν中所占比例Δν’’/ν稱為復現度。

16.固體激光器：一般采用光激勵（泵浦燈），其能量轉換環節多，所以效率低。（光的激勵能量大部分轉換為熱能）。氣體激光器：一般采用電激勵，其效率高、壽命長，長采用連續方式。

17.摻釹釔鋁石榴激光器（YAG）：典型的四能級系統，激光波長為1.0641μm，優點是閾值功率低，可以做成連續激光器，輸出功率已達千瓦量級。激光輸出為多縱模。每次脈沖

’’輸出功率在幾千瓦以上。

18.紅寶石激光器：屬于三能級激光器，是最早的一種激光器。它的效率比較低，但由于它發射694.3nm的紅光且能得到相干性好的單模輸出，當研究順便過程的全息照相時，作為可見光脈沖光源是比較合適的。

19.尖峰振蕩效應：不加任何特殊裝置的固體脈沖激光器，在一次輸出中，激光脈沖的寬度大約是ms數量級。經過仔細的觀察和分析會發現，這個脈沖并不是平滑的，而是包含著很多寬度更窄的短脈沖序列。而且隨著激勵的增強，短脈沖的時間間隔會更小。這種現象被稱做弛豫振蕩效應或尖峰振蕩效應。其定性解釋：一個短脈沖形成和消失，可以由激光系統反轉粒子數密度的增減變化來解釋。造成系統反轉粒子數密度增加的因素是光泵浦，其增加速率在一個短脈沖序列的消長過程中可以看成是不變的。是反轉粒子數密度減少的因素是受激輻射，其減少速率則是因腔內光子數密度的多少而變化。20.調Q技術原理：初期它處于關閉狀態（Q值很低），抑制受激輻射的作用，在泵浦抽運工作一段時間后，突然將Q值提高（Q開關導通），上能級粒子瞬間釋放，獲得高功率巨脈沖。（腔內儲存的能量通過受激輻射一下釋放出來，瞬間達到獲得高功率巨脈沖的目的）。

21.電光調Q激光器 ：（電光效應：對于某些晶體經過特殊方向的切割后，如果在某個特定的方向上外加電壓，就可以通過它的線偏振光改變振動方向。）原理流程圖如下（P60頁）

22.聲光Q開關原理：聲光介質在超聲波的作用下，介質的折射率會發生周期性的變化，使介質變成為正弦相位光柵，當光通過此介質時，由于衍射會造成光的偏折。如果這個裝置放在激光器腔內，就會增加損耗改變腔的Q值。

其流程如下：（Ｐ６１頁）

23.三基色：本質是三基色具有獨立性，三基色中任何一色都不能用其余兩種色彩合成。三基色具有最大的混合色域，其他色彩可由三基色按一定的比例混合出來，并且混合后得到顏色數目最多。紅、綠、藍為色光三基色。為了統一認識，１９３１年國際照明委員會規定了三基色的波長：紅光為７００．０ｎｍ，綠光５４６．１ｎｍ，藍光為４３５．８ｎｍ。

24.相加混色原理 ：由兩種或兩種以上的色光相混合時，會同時或者在極短時間內連續刺激人的視覺器官，使人產生一種新的色彩感覺。稱這種色光混合為加色混合。這種由兩種以上色光相混合，呈現一種色光的方法稱為色光加色法。

25.激光顯示技術：分三種類型；第一種是激光陰極射線管LCRT（laser cathode tube）,其基本原理是用半導體激光器代替陰極射線顯像管熒光屏的一種新型顯示器件；第二種是激光光閥顯示，基本原理是激光束僅用來改變某些材料（如液晶等）的光學參數（如折射率或透過率）而再用另外的光源使這種光學參數變化而形成的像投射到屏幕上，從而實現圖像顯示；第三種是直觀式（點掃描）電視激光顯示，它是將經過信號調制過的RGB三色激光束直接通過機械掃描方法偏轉掃描到顯示屏上。

26.德國 Jenoptik 公司ＲＧＢ全固態激光器光路圖：Oscillator振蕩器；Amplifier放大器；SHG倍頻，頻率增加一倍，波長減少一半;SFM和頻;OPO（Optical Parametric Oscillation）光學參量振蕩器；AOM（Acoustic Optical Modulator）聲光調制器；KTA crystal（KTA晶體，砷酸鈦氧鉀）；LBO晶體（三硼酸鋰）；流程圖如下：（p113頁）

27.光電探測器的物理效應：通常分為兩大類：光子效應和光熱效應。光子效應：指單個光子的性質對產生的光電子起直接作用的一類光電效應，對光波頻率表現出選擇性，在光子直接與電子相互作用的情況下，其影響速度一般比較快。（光電效應：在光的照射下，某些物質內部的電子會被光子激發出來而形成電流。）光熱效應：指材料收到光照射后，光子能量與晶格相互作用，振動加劇，溫度升高，由于溫度的變化而造成物質的電學特性變化。

28.光電發射效應：在光照下，物體向表面以外的空間發射電子（即光電子）的現象，稱為光電發射效應。愛因斯坦方程：Ek=hυ—Eψ，Ek=mv/2是電子離開發射體表面時的動能；m是電子質量；v是電子離開時的速度；hυ是光子能量，Eψ是光電發射體的功率函數。光電發射效應發生的條件：υ≥Eψ/h≡υc（入射光波的截止頻率），或用波長表示時：λ≤hc/ Eψ≡λc（截止波長）。

29.光電導效應：在光線作用下，對于半導體材料電導率吸收了入射光子能量，若光子能量大于或等于半導體材料的禁帶寬度，就激發出電子空穴對，使載流子濃度增加，半導體的導電性增加，阻值降低，這種現象稱為光電導效應。（P148頁）30.光伏效應：如果光導現象是半導體的材料的體效應，那么光伏現象則是半導體材料的“結”

效應。當照射光激發出電子-空穴對時，電勢壘的內建電場將把電子-空穴對分開，從而在勢壘兩側形成電荷堆積，形成光生伏特效應。（光照零偏PN結產生開路電壓的效應，又稱光伏效應。）31.溫差電效應：當兩種不同的配偶材料（可以是金屬或半導體）兩端并聯熔接時，如果兩個接頭的溫度不同，并聯回路中就產生電動勢，稱為溫差電動勢，回路中就有電流流通。如果把冷端分開并與一個電流表連接，那么當光照熔接端時，熔接端吸收光能使其溫度升高，電流表就有相應的電流讀數，電流的數值間接反映了光照能量的大小?！脽犭娕紒硖綔y光能的原理。

232.熱釋電效應：當強度變化的光打到晶體上，引起材料溫度變化——電極化強度發生變化——面電荷發生變化——產生熱釋電電流。壓電晶體：發生壓電效應的晶體。壓電效應：某些晶體在特定的方向上施加外力，那么就會在某兩個表面產生面電荷，當外力消失，晶體回到不帶電。

33.量子效率η：靈敏度R從宏觀描述了光電探測器的光電、光譜以及頻率特性，量子效率則是對同一問題的微觀-宏觀描述。

η=hυRi/e（Ri電流的靈敏度），光譜量子效率

：ηλ =hcRiλ/eλ

(c是材料的光速)34.歸一化探測度D*：

D*大的探測器其探測能力一定好。

35.光電導探測器——光敏電阻：利用光電導效應而工作的探測器。光電導效應是半導體材料的一種體效應，無需形成PN結，故又常稱為無結光電探測器。這種元件在光照下會改變自身的電阻率，光照愈強，元件自身的電阻率愈小，因此常常又稱光敏電阻或光導管。本征型光敏電阻一般在室溫下工作，適用于可見光和近紅外輻射探測；非本征型光敏電阻通常必須在低溫條件下工作，常用于中、遠外輻射探測。由于光敏電阻沒有極性，只要把它當做電阻值隨光照強度而變化的可變電阻器對待即可，因此在電子電路、儀器儀表、光電控制、計量分析、光電制導、激光外差探測等領域獲得了十分廣泛的應用。常見的光敏電阻有CdS、CdSe、PbS以及TeCdHg等。其中CdS是工業上應用最多的，而PbS主要用于軍事裝備。

36.光頻外差探測技術：原理：基于兩束相干光在探測器光敏面上的相干效應。故也常稱為光波的相干探測。相干光：振動方向相同，振動頻率相同，相位相同或相位差保持恒定。37.曼萊-羅威關系：公式（P307頁）

相互作用中三個光電場光子數的變化關系：ω1和ω3的光子數之和及ω2和ω3的光子數之和在非線性過程中始終保持不變。ω1與ω2光子數之差保持不變。如果頻率為ω1與ω2的兩個光子同時湮滅，可以產生頻率為ω3的一個光子，這就是和頻與倍頻的情況。反過來ω3光子湮滅，同時產生兩個頻率為ω1與ω2的光子，這就是參量產生的過程。

38.相位匹配技術：為有效的進行非線性光學頻率變換，必須使參與互作用的光波在介質中傳播時具有相同的相速度。實現有效頻率變換的方法之一是相位匹配技術，利用非線性晶體的雙折射與色散特性達到相位匹配。39.單軸晶體的相位匹配條件及匹配角：(折射率)負單軸晶體——n0>ne。正單軸晶體——ne>n0.40.二次諧波的產生：能量守恒和動量守恒（P314頁）

41.參量振蕩器：光學參量振蕩器（OPO）是利用非線性晶體的混頻特性來實現頻率變換的器件，其中有一個或兩個光波具有振蕩特性，具有諧振腔。具有調諧范圍寬、結構簡單及工作可靠等特性。光學參量放大的原理：實質上是一個差頻產生的三波混頻過程。由曼萊-羅威關系可知，在差頻過程中，每湮滅一個最高頻率的光子，同時要產生兩個低頻光子，在此過程中這兩個低頻獲得增益，因此光學參量放大器可作為他們的放大器。如果將非線性晶體置于諧振腔中，并用強的泵浦光照射，當增益超過損耗時，在腔內可以從噪聲中建立起相當強的信號光及空閑光。在光學參量振蕩器中建立起來的兩種頻率的光波，任何一個光波都可以稱為信號光或者空閑光。

42.參量振蕩器的閾值：判斷閾值與什么參量有關系？（P331頁公式）

式中，k=

；gs為模耦合系數；l為有效參量增益長度；τ為1/e處脈沖半寬度；L=L’+(n-1)l;L’為OPO腔長；l為非線性晶體長度；n為信號輸出 100μJ時（定義為閾值臨界狀態）腔內振蕩次數；Pn為閾值處信號波能量；P0為參量量子噪聲能量；a為參量光在介質中的場吸收系數；R為腔內各種損耗的總和。

43.光的干涉：用波的疊加而引起強度從新分配的現象。三個必要條件：頻率相等，兩束光存在相互平行的振動分量，位相差δ（P）恒定。

第四篇：光電子技術(論文)

光電子技術是繼微電子技術之后近30年來迅猛發展的綜合性高新技術。1962年半導體激光器的誕生是近代科學技術史上一個重大事件。經歷十多年的初期探索，從70年代后期起，隨著半導體光電子器件和硅基光導纖維兩大基礎元件在原理和制造工藝上的突破，光子技術與電子技術開始結合并形成了具有強大生命力的信息光電子技術和產業。

光電子技術是一個比較龐大的體系，它包括信息傳輸，如光纖通信、空間和海底光通信等；信息處理，如計算機光互連、光計算、光交換等；信息獲取，如光學傳感和遙感、光纖傳感等；信息存儲，如光盤、全息存儲技術等；信息顯示，如大屏幕平板顯示、激光打印和印刷等。其中信息光電子技術是光電子學領域中最為活躍的分支。在信息技術發展過程中，電子作為信息的載體作出了巨大的貢獻。但它也在速率、容量和空間相容性等方面受到嚴峻的挑戰。采用光子作為信息的載體，其響應速度可達到飛秒量級、比電子快三個數量級以上，加之光子的高度并行處理能力，不存在電磁串擾和路徑延遲等缺點，使其具有超出電子的信息容量與處理速度的潛力。充分地綜合利用電子和光子兩大微觀信息載體各自的優點，必將大大改善電子通信設備、電子計算機和電子儀器的性能。

如果說微電子技術推動了以計算機,因特網,光纖通信等為代表的信息技術的高速 發展,改變了人們的生活方式,使得知識 經濟 初見端倪,那么隨著信息技術的發展,大容 量光纖通信 網絡 的建設,光電子技術將起到越來越重要的作用.美國商務部指出: “90 年 代, 全世界的光子產業以比微電子產業高得多的速度發展, 誰在光電子產業方面取得主動權, 誰就將在 21 世紀的尖端科技較量中奪魁”.日本《呼聲》月刊也有類似的評論: “21 世紀具 有代表意義 的主導產業,第一是光電子產業,第二是信息通信產業,第三是健康和福利產 業……” ,可以斷言,光電子技術將繼微電子技術之后再次推動人類 科學 技術的革命.1 世界光電子技術和產業的發展 光纖通信技術的發展速度遠遠超過當初人們的預料, 光纖已經成為通信網的重要傳輸媒 介,現在世界上大約有 60%的通信業務經光纖傳輸,到 20 世紀末將達到 85%,但從目前光 纖通信的整體水平來看, 仍處于初級階段, 光纖通信的巨大潛力還沒有完全開發出來.目前, 各種新技術層出不窮,密集波分復用技術(DWDM,在同一根光纖內傳輸多路不同波長的光 信號,以提高單根光纖的傳輸能力),摻鉺光纖放大器技術(EDFA,可將光信號直接放大, 具有輸出功率高,噪聲小,增益帶寬等優點)已取得突破性進展并得到廣泛的應用.現在 DWDM 系統和光傳輸設備中,光電技術的比例將從過去比重不到 10%達到 90%.一種全新 的,無需進行任何光電變換的光波通信——“全光通信” ,由于波分復用技術和摻鉺光纖放 大器技術的進展,也日趨成熟,將在橫跨太平洋和大西洋的通信系統上首次使用,給全球的 通信業帶來蓬勃生機.為此提供支撐的就是半導體光電子器件和部件.光電子器件和技術已 形成一個快速增長的,巨大的光電子產業,對國民經濟的發展起著越來越大的作用.美國光 電子產業振興協會估計,到 2003 年,光電子產業的總產值將達 2000 億美元.Internet 應用的飛速增長對電信骨干網帶寬提出越來越高的需求,為滿足需求的增長, 人們可以鋪設更多的光纖,或靠提高單路光的信息運載量(現在主干網可以分別工作在 2.5Gbps 和 10Gbps, 并已有 40Gbps 的演示性設備)但更主要的方法卻是靠發展波分復用技.術,增加光纖內通光的路數(光波分復用的實驗記錄已經達到 2.64Tbps).報告稱雖然 10 年內全光通信還不會全面商業化,但是全光交換將在幾年內成為市場主流,報告也指出盡管光學部件市場被大公司所占據,但仍有創新性公司進入的可能.2 我國的光電子技術和產業近10 年來我國光電子技術研究在國家 “863” 計劃和有關部門的支持下有了突飛猛進的 進展,在很多領域同國外先進國家只有兩三年的距離,個別領域還處于世界領先地位.國內光 電子 有關產業基地在光電子器件,部件和子系統(如激光器,探測器,光收 發模塊,EDFA,無源光器件)等已經占領了國內較大的市場份額,初步具備同國外大公司 競爭的能力,在毫無市場保護的情況下,靠自己的力量爭得了一席之地,市場營銷逐年有較 大的增長, 個別產品還取得國際市場相關產品中的銷量最大的成績.我國相應研究 發展 基 地和本領域高 技術公司的許多產品填補了國內相關產品的空白,打破國外產品在市場上的 壟斷地位,同時爭取進入國際市場.中國盟摻鉺光纖放大器(EDFA)是高速大容量光纖通信系統必需的關鍵部件,國內 企業 產 品占國內市場 40%的份額.我國也是目前國際上少數幾個有能力研制 PIC 和 OEIC 的國家.808nm 大功率激 光器及其泵浦的固體綠光激光器, 670nm 紅光激光器已產品化和商品化并 批量占領國際市場.國內移動通信的光纖直放站所用的光電器件,90%使用國產器件,國 產 1.55mDFB 激光器 戰勝了國外器件,占領了 100%的國內市場.但是,我們應當認識到在我國光電子技術發展中,光電子器件,部件雖是光通信,光顯 示,光存儲等高技術產業的關鍵部分,但在整個系統和設備成本中所占的比重較小,其產值 較低,目前科研開發主要處于跟蹤和小批量生產階段,光電子產業所需的規模化,產業化生 產技術目前還未有實質突破;國內研究生產的光電器件和部件有相當部分還未能滿足整機和 系統的要求,導致國外器件占據國內市場相當多的份額;在機制上仍未擺脫科研,生產,市 場相互脫離的狀況.我國在光電子技術方面是與國際水平差距相對較小的一個領域, 與世界發達國家幾乎同 時起步.但是我們應該清醒地認識到我國制造技術的落后和材料水平有限, 而國際上光電子 產業已經進入加速發展階段, 留給我們的時間只有三到五年, 如果我們不在目前產業化的技 術發展階段進入,就會失去大好時機.機不可失,時不再來,到產業化后期時將要花數倍的 力量才能彌補,也許會徹底失去時機,受制于人.如果一個國家在一代元件上沒有足夠的投資以發展自主能力, 就會給外國競爭者提供進 入并占領下幾代技術市場的機會.因而在關鍵器件,部件等方面,要通過引進社會資金和風 險投資,知識產權入股,開發人員持股等方式加快我國光電子成果的產業化步伐,鼓勵科研 人員成果轉化.只要貫徹有“有所為,有所不為”的方針,狠抓創新和高技術成果轉化,打破 行業界限,按市場機制聯合國內相關研究和開發單位,共同作好光電子產業化的工作,就一 定能發展我國的光電子事業,有望在研究上取得突破,在產業上形成規模 經濟 ,取得我國 在該領域應有的市場份額.1

第五篇：光電子材料與器件

光電子材料與器件

緒論 例舉信息技術與光電子技術所涵蓋的幾大方面：

信息技術主要包括信息的產生、傳輸、獲取、存儲、顯示、處理等六大方面；與之相對應的光電子技術主要包括光的產生與轉化、光傳輸、光探測、光存儲、光顯示、光信息處理。2 簡述光電子技術的定義及其特征： 光電子技術：是電子技術與光子技術相結合而形成的一門新興的綜合性的交叉學科，主要研究光與物質中的電子相互作用及其能量相互轉換的相關技術。

光電子技術的特征：光源激光化、傳輸波導（光纖）化、手段電子化、現代電子學中的理論模式和電子學處理方法光學化。簡述信息技術的發展趨勢及各階段的主要特點： 第一階段——電子信息技術

其特征是：信息的載體是電子；半導體，計算機等

第二階段——光電子信息技術

其特征是：光子技術和電子技術相結合；激光器，光纖等 第三階段——光子信息技術

其特征是：以光子作為信息的載體；全光通信，光計算機等 4 簡述光子傳遞信息的特點：

（1）極快的響應時間，可用于超高速、寬帶通信（2）傳輸信息容量大

（3）信息傳輸過程中失真?。?）高抗干擾、高可靠性

（5）光儲存具有儲存量大、速度快、密度高、誤碼率低的優點 總之，超高速、抗干擾、大容量、高可靠性是光子技術的特點。

太陽能電池

1、舉例說明太陽能利用的優缺點

優點：普遍（不受地域及技術條件限制，無需開采和運輸）?

潔凈（不產生廢渣、廢水、廢氣，無噪聲，不影響生態）

?

巨大（1.68×1024cal/年，相當于20萬億噸標準煤燃燒的熱量）

缺點：能流密度低（1kw/m2，需要相當大的采光集熱面才能滿足使用要求）

?

不穩定（受時間，天氣影響明顯）

大規模使用的成本和技術難度均很高（5～15倍）

2、例舉太陽能電池發展史中的里程碑事件

1839年法國科學家E.Becquerel發現液體的光生伏特效應（簡稱光伏現象）

1954年美國貝爾實驗室三位科學家關于單晶硅太陽電池的研制成功，在太陽電池發展史上起到里程碑的作用

3、光電效應包括哪幾類？舉出每類的代表性器件

光電效應(photoelectric effect)：物體吸收了光能后轉換為該物體中某些電子的能量而產生的電效應。根據電子吸收光子能量后的不同行為，光電效應可分為外光電效應和內光電效應。外光電效應：在光線作用下，物體內的電子逸出物體表面向外發射的現象?！饘?/p>

§其主要應用有光電管和光電倍增管。內光電效應：光照射到半導體材料上激發出電子-空穴對而使半導體產生了電效應。內光電效應可分為光電導效應和光生伏特效應。——半導體

光電導效應是指光照射下半導體材料的電子吸收光子能量從鍵合狀態過渡到自由狀態，從而引起材料電阻率的變化。其應用為光敏電阻。——本征或摻雜半導體

光生伏特效應是指光照射下物體內產生一定方向的電動勢的現象。其應用主要有光伏電池（太陽能電池）、光(電)敏二極管、光(電)敏三極管等?！狿N結半導體

4、簡述太陽能電池的光能-電能轉化原理

當光照射p-n結上時，如果入射電子的能量大于半導體材料的禁帶寬度(Eg)，就會在半導體內產生大量的自由載流子-空穴和電子。它們在p-n結內建電場的作用下，空穴往p-區移動，使p-區獲得附加正電荷；而電子往n-型區移動，n-區獲得負電荷，產生一個光生電動勢，這就是光伏效應(光生伏打效應)。當用導線連接p-型區和n-型區時，就會形成電流.5、說明太陽能電池結構中金屬梳狀電極以及SiO2保護薄膜的作用

金屬梳狀電極：一方面金屬收集載流子，要比半導體有效；另一方面梳狀不會完全的阻擋陽光，增加了光的入射面積；

SiO2保護膜：硅表面非常光亮，制作者給它涂上了一層反射系數非常小的SiO2保護膜（減反層），將反射損失減小到5％甚至更??；

6、簡述發光二極管、太陽能電池以及光電二極管工作原理的異同 太陽能電池和光電二極管都是基于光伏效應的光電器件。其主要區別在于：①光伏電池在零偏置下工作，而光電二極管在反向偏置下工作②光伏電池的摻雜濃度較高1016-19從而具有較強的光伏效應，而光電二極管摻雜濃度較低1012-13③光伏電池的電阻率較低0.1-0.01 Ω/cm，而光電二極管則為1000Ω/cm④光伏電池的光敏面積要比光電二極管大得多，因此光電二極管的光電流小得多，一般在uA級。

發光二極管：Light Emitting Diode，在電場作用下，電子和空穴分別從陰極和陽極注入，空穴和電子在發光層中相遇、復合形成激子，激子經過馳豫、擴散、遷移等過程復合而產生光子。

7、推導理想光電池最大輸出功率公式

8、畫出理想太陽電池的等效電路，寫出通過負載電阻的電流公式，開路電壓及短路電流公式。

9、太陽能電池按材料分分哪幾類？例舉各類型中有代表性的太陽能電池。

10、簡述太陽能電池的應用能夠解決人類社會發展在能源和環境方面的三個主要問題，并逐一舉例說明。

開發宇宙空間所需要的連續不斷的能源：太陽電池非常適合空間應用，因為它不消耗燃料，不消耗自身、不排放廢物，目前通信衛星、空間探測器、空間站等都廣泛采用太陽電池。地面一次能源（天然能源）的獲得，解決礦物燃料短缺與環境污染問題：目前最重要的地面應用為并網發電,包括城市與建筑結合得并網光伏發電系統(BIPV)和大型荒漠光伏發電站.目前60%的太陽電池用于并網發電系統,主要用于城市.日益發展的消費電子產業所需要的電力供應：太陽電池也作為小功率電源使用,如太陽路燈、庭院燈、草坪燈、太陽能噴泉、太陽能城市景觀、太陽能信號標識、太陽能廣告燈箱、太陽能充電器、太陽能鐘、太陽能計算器、汽車換氣扇、太陽能汽車、太陽能游艇等。

光通信

1、從通信波長、傳輸速率、中繼距離等方面說明各代光纖通信系統的主要特點。光纖通信：以光波作為載波；以光纖作為傳輸媒介 1.頻率高、頻帶寬、容量大 2.損耗小，中繼距離長 3.保密性能好 4.抗干擾能力強

5.原料豐富、成本低、重量輕、壽命長

6.耐高溫、耐高壓、抗腐蝕、性能穩定、可靠性高

2、光纖通信的主要優點有哪些？

3、光纖通信系統的主要組成部分？

光纖通信系統一般由電端機(收發)、光發射機、光接收機、光中繼器以及光纜等組成。此外還包括一些互連與光信號處理器件，如光纖連接器、隔離器、調制器、濾波器、光開關及路由器、分插復用器ADM等。

4、分別計算光信號在衰減系數為0.2dB/km、20dB/km與1000dB/km的光纖通信系統傳輸1km，5km以及20km距離后輸出光功率與輸入光功率的比值。

5、分別計算光信號在衰減系數為0.2dB/km、20dB/km與1000dB/km的光纖通信系統中傳輸時，光功率衰減一半所需要的傳輸距離。

6、簡述光纖通信發展所經歷的三次技術飛躍。

20世紀60年代。1962年第一臺半導體激光器誕生，隨后半導體光檢測器也研究成功。特別是1966年英籍華人科學家高錕與Hockham提出用玻璃可以制成衰減為20dB/km的通信光導纖維，1970年美國康寧公司首先制出了20dB/km的光纖，這標志著光纖通信系統的實際研究條件得以具備。

20世紀70年代。1970年發明了LD的雙異質結構，使得光源與光檢測器的壽命都達到了10萬小時的實用化水平。1979年發現了光纖1310nm和1550nm新的低損耗窗口，緊接著單模光纖問世。光纖的衰減系數一下降到0.5dB/km。這使得光纖通信邁進了實用化階段，從80年代初開始光纖通信便大步地邁向了市場。20世紀90年代初。1989年摻鉺光纖放大器EDFA的研制成功是光纖通信新一輪突破的開始。EDFA的應用不僅解決了光纖傳輸衰減的補償問題，而且為一批光網絡器件的應用創造了條件。使得光纖通信的數字傳輸速率迅速提高，促成了波分復用技術的實用化。

7、光纖通信常用的低損耗窗口有哪些？它們的最低損耗系數分別是多少？ 光纖通信常用的三個低損耗窗口：

0.85 ?m ：2dB/km、1.31 ?m：0.5dB/km、1.55 ?m：0.2dB/km

1、計算n1=1.52，n2=1.51的階躍光纖在空氣（n0=1）中的數值孔徑，對于這種光纖來講，最大入射角是多大？

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2、設光纖的纖芯半徑為25um，折射率n1=1.46，n2=1.45，光纖的工作波長為0.85um，求歸一化頻率及傳播模式數。如果工作波長為1.3um，傳播模式數為多少？

3、當工作波長λ=1.31μm，某光纖的損耗為0.5dB/km，如果最初射入光纖的光功率是0.5mW，試問經過40km以后，輸出光功率？

4、一光信號在光纖中傳輸，入射光功率為200W，經過1km傳輸功率變為100W，又傳輸一段距離后功率變為25W，問后一段距離為多少？

5、影響光纖通信傳輸損耗的因素主要有哪些？目前有幾個通信窗口？為什么光纖通信要向NA?nsin??n?n1.55um的長波方向發展。

包括本征吸收、雜質吸收、原子缺陷三種。

影響較大的是在1.39、1.24、0.95、0.72?m，峰之間的低損耗區0.85，1.30，1.55 ?m構成了光纖通信的三個窗口。

光探測

1.簡述光電效應與光熱效應的區別。

光電（光子）效應：探測器吸收光子后，直接引起原子或分子內部電子狀態的改變，光子能量的大小直接影響內部電子狀態的改變。對光波頻率表現出選擇性，響應速度一般比較快（ns～us）。

光熱效應：探測元件吸收光輻射能量后，并不直接引起內部電子狀態的改變，而是把吸收的光能變為晶格的熱運動能量，引起探測元件溫度上升，溫度上升的結果又使探測元件的電學性質或其他物理性質發生變化。一般對光波頻率沒有選擇性，響應速度比較慢（ms）。2.光電探測器中的常見噪聲有哪些？簡述它們產生的原因。

熱噪聲：或稱約翰遜噪聲，即載流子無規則的熱運動造成的噪聲。

散粒噪聲：也稱散彈噪聲，穿越勢壘的載流子的隨機漲落（統計起伏）所造成的噪聲。光電探測器的研究表明：散粒噪聲是主要的噪聲來源。

半導體受光照，載流子不斷產生—復合。在平衡狀態時，在載流子產生和復合的平均數是一定的,但在某一瞬間載流子的產生數和復合數是有起伏的，這種起伏導致載流子濃度的起伏，由這種起伏引起的噪聲產生—復合噪聲。

1/f噪聲：或稱閃爍噪聲或低頻噪聲。由于光敏層的微粒不均勻或不必要的微量雜質的存在，當電流流過時在微粒間發生微火花放電而引起的微電爆脈沖稱為1/f噪聲。3.根據量子效率的定義推導量子效應與電流響應度之間的關系。4.光電倍增管由哪幾部分組成？簡述每部分的作用。

光入射窗：光窗分側窗式和端窗式兩種，它是入射光的通道。由于光窗對光的吸收與波長有關，波長越短吸收越多，所以倍增管光譜特性的短波閾值決定于光窗材料。

光電陰極：光電陰極由光電發射材料制作。光電發射材料大體可分為：金屬材料、半導體材料。

電子光學系統：(1)使光電陰極發射的光電子盡可能全部會聚到第一倍增極上，而將其他部分的雜散電子散射掉，提高信噪比；

(2)使陰極面上各處發射的光電子在電子光學系統中有盡可能相等的渡越時間，以保證光電倍增管的快速響應。二次發射倍增系統：倍增系統是由許多倍增極組成的綜合體，每個倍增極都是由二次電子倍增材料構成，具有使一次電子倍增的能力。因此倍增系統是決定整管靈敏度最關鍵的部分。陽極：陽極是采用金屬網作的柵網狀結構，把它置于靠近最末一級倍增極附近，用來收集最末一級倍增極發射出來的電子。

5.某光電倍增管具有5級倍增系統，倍增系數（二次發射系數）δ=100。如果用λ=488nm，光功率p=10-8w的紫光照射倍增管的光電陰極，假設光電陰極的量子效率為10%，試計算收集陽極處短路電流強度。（h=6.63×10-34J·s，e=1.602×10-19C，c=3.0×108m/s）

NN解：

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1、簡述PN結的形成過程以及PN型光電二極管的工作原理。

當光照射到光電二極管的光敏面上時，能量大于或等于帶隙能量Eg的光子將激勵價帶上的電子吸收光子的能量而躍遷到導帶上（受激吸收），產生電子-空穴對（稱為光生載流子）。電子-空穴對在反向偏置的外電場作用下立即分開并在結區中向兩端流動，從而在外電路中形成電流（光電流）。

2、比較PIN型以及APD型光電二極管與PN型光電二極管的異同。

PIN光電二極管是在摻雜濃度很高的P型、N型半導體之間，加一層輕摻雜的N型材料，稱為I（Intrinsic，本征的）層。由于是輕摻雜，電子濃度很低，經擴散后形成一個很寬的耗盡層，這樣可以提高其響應速度和轉換效率。

利用PN結在高反向電壓下（100-200V，接近反向擊穿電壓），光生載流子在耗盡層內的碰撞電離效應產生的雪崩效應，實現光電流倍增（電流增益達106）。具有靈敏度高，響應速度快的特點。

3、列出熱電器件的種類以及其代表器件。熱敏電阻—輻射熱計效應 熱釋電器件—熱釋電效應 熱電偶—溫差電效應

4、畫出熱釋電探測器的原理圖，并簡述其工作原理。

溫度恒定時，面束縛電荷被晶體內部或外部的自由電荷所中和，而觀察不到它的自發極化現象。因此靜態時不能測量自發極化。

當溫度變化時，晶體表面的極化電荷則隨之變化（馳豫時間約10－12s），而自由電荷中和面束縛電荷所需時間長（一般在1~103秒量級）因此跟不上它的變化，在來不及中和之前，熱電體側表面就呈現出相應于溫度變化的面電荷變化，失去電的平衡，這時即顯現出晶體的自發極化現象。

5、簡述各類熱輻射探測器的特點。

熱電器件的共同特點是，光譜響應范圍寬，從紫外到毫米量級的電磁輻射幾乎都有相同的響應。而且響應率都很高，但響應速度都較低。

1）由半導體材料制成的溫差電堆：響應率很高，但機械強度較差，使用時必須十分當心。它的功耗很小，測量輻射時，應對所測的輻射強度范圍有所估計，不要因電流過大燒毀熱端的黑化金箔。保存時，輸出端不能短路，要防止電磁感應。2）熱敏電阻（測輻射熱計）：響應率也很高，對靈敏面采取致冷措施后，響應率會進一步提高。但它的機械強度也較差，容易破碎，所以使用時要當心。它要求踉它相接的放大器要有很高的輸入阻抗。流過它的偏置電流不能大，免得電流產生的焦耳熱影響靈敏面的溫度。3）熱釋電器件：一種比較理想的熱探測器，機械強度、響應率、響應速度都很高。但根據它的工作原理，它只能測量變化的輻射，入射輻射的脈沖寬度必須小于自發極化矢量的平均作用時間。輻射恒定時無輸出。利用它來測量輻射體溫度時，它的直接輸出，是背景與熱輻PP?I??????e??????eh?hc10?488?10??0.1?100?1.602?106.63?10?3.0?10?3.93A射體的溫差，而不是熱輻射體的實際溫度。另外，因各種熱釋電材料都存在一個居里溫度，所以它只能在低于居里溫度的范圍內使用。

光顯示

1，什么是三基色原理？

自然界中任意一種顏色均可以表示為三個確定的相互獨立的基色[紅(700 nm)、綠(546.1 nm)、藍(435.8nm)]的線性組合。將三基色按一定比例相加混合，就可以模擬出各種顏色。2，光度量有哪些？單位分別是什么？

(1)光通量: 單位時間內所發出的光量；單位：流明(lm)。

(2)發光強度: 在給定方向的單位立體角（）輻射的光通量，單位：坎德拉(cd)。(3)光照度:單位受光面積（S）上所接收的光通量，單位：勒克斯(lx).(4)亮度:垂直于傳播方向單位面積（）上的發光強度，單位cd/m2 3，黑白CRT主要由哪幾部分構成？簡述其工作原理。CRT顯示器的核心部件是CRT顯像管（即陰極射線管），其主要由五部分組成：電子槍(Electron Gun)、偏轉線圈(Defiection coils)、蔭罩(Shadow mask)、熒光粉層(Phosphor)及玻璃外殼，其中電子槍是顯像管的核心。

工作時，電子槍中陰極K被燈絲加熱發射大量的電子，電子束首先由加在第一控制柵極的視頻電信號調制，然后經加速和聚焦后，高速轟擊熒光屏上的熒光體，熒光體發出可見光。電子束的電流是受顯示信號控制的，信號電壓高，電子槍發射的電子束流也越大，熒光體發光亮度也越高——不同灰度級的實現。

最后通過偏轉磁軛控制電子束，在熒光屏上從上到下，從左到右依次掃描，從而將圖像或文字完整地顯示在熒光屏上。

4，簡述彩色CRT中蔭罩的作用。

蔭罩的作用——為了防止每個電子束轟擊另外兩個顏色的熒光體，在熒光面內設有選色電極－蔭罩。當電子束到達屏幕后部時，還要通過一個非常薄的，大約只有0.1MM厚的蔭罩板，只使有用的電子束通過，無用電子束擊打在蔭罩板上做無用功發熱。對于原來孔狀的蔭罩板，其上每一個孔都與屏幕上的一組三個熒光粉顆粒相對應(一個點有紅綠藍三個熒光粉顆粒組成)。

5，簡述CRT顯示器件的優缺點。優點：

1、亮度高（可調）

2、對比度高

3、視角大

4、色彩還原度好

5、色度均勻

6、分辨率高（可調）

7、響應時間短 缺點：

1、耗電量大

2、尺寸大，重量大

3、無法制造較大面積的顯示屏

技術上的困難：較大真空玻璃外殼容易破裂

顯示面積較大時，掃描頻率降低，無法顯示運動影像

4、受電磁場影響，容易發生線性失真

5、存在輻射，影響使用者身體健康

1，按照液晶分子排列狀態分類，液晶可分為哪幾類？簡述它們的分子排列特征。按液晶分子排列狀態，熱致液晶相可分為三大類：

近晶相液晶:棒狀或條狀分子按層狀排列，二維有序，層內分子長軸相互平行，其方向可垂直于層面或與層面傾斜。分子質心位置在層內無序，分子可在層內轉動或者滑動。

向列相液晶:由長徑比很大的棒狀分子組成，保持與軸向平行的排列狀態。分子的重心雜亂無序，并容易順著長軸方向自由移動，像液體一樣富于流動性。

膽甾相液晶:具有層狀結構，分子長軸在層內是相互平行的，而在垂直于層的平面上，每層分子都會旋轉一個角度。整體呈螺旋結構，螺距的長度與可見光波長相當。膽甾型液晶具有負的雙折射性質.膽甾相和向列相液晶可互相轉換。2，何為液晶的電光效應？ 電光效應：

液晶材料在施加電場（電流）時，其光學性質會發生變化，這種效應稱為液晶的電光效應。

3，說明TN-LCD的工作原理。

當入射光通過偏振片后成為線偏振光，在無外電場作用時，由于扭曲向列液晶的旋光特性，線偏光經過扭曲向列液晶時偏振方向跟隨扭曲向列液晶旋轉90°，在出射處，檢偏片與起偏片相互垂直，旋轉了90°的偏振光可以通過，因此呈透光態。

在有電場作用時，當電場大于閾值場強后，液晶盒內液晶分子長軸都將沿電場方向排列，即與表面呈垂直排列，此時入射的線偏振光不能得到旋轉，因而在出射處不能通過檢偏片，呈不透光態。

4，何為液晶顯示器的“交叉效應”？該效應存在于哪幾種液晶顯示器中？

若半選擇點上的有效電壓大于閾值電壓時，在屏幕上將出現不應有的顯示，使對比度下降，這就是交叉效應。TN、STN-LCD存在所謂的“交叉效應”。由于每個像素相當于一個電容，當一個像素被先通時，相鄰像素將處于半選通狀態，產生串擾。因此對于多路、視頻運動圖像的顯示很難滿足要求。5，簡述LCD的優缺點。

優點：低壓、低功耗；平板結構；顯示信息量大；易于彩色化；長壽命；無輻射、無污染。缺點：顯示視角??；響應速度慢；亮度相對較低；對比度低；畫面均勻度相對較差、存在點缺陷。

6，PDP如何實現彩色顯示？。

PDP顯示原理：PDP是利用氣體放電發光進行顯示的平面顯示板。這種屏幕采用等離子管作為發光元件，大量等離子管排列構成屏幕。每個等離子管對應的每個小室內部充滿惰性氣體（AC： Ne； DC： Ne, Ar, Hg；彩色：Ne:Xe, Ag:Hg）。等離子管電極間加上高壓后，封裝在兩個玻璃之間的氣體放電，產生等離子體，等離子體產生紫外光照射三基色熒光粉發出可見光。