光电子学_pub.doc

南京邮电大学 2011 /2012 学年第 二 学期 《光电子学》期末复习提纲（A） 本复习提纲共 37 页； 考试时间 110 分钟； 专业光电信息工程 班级090060 学号 姓名 一、 1.折射率虚部和实部对光传播的影响： 答： 半导体材料折射率的实部决定了电磁波在材料中传输时的速度，通常所讲的材料折射率就是指这一参数。而折射率的虚部则表征了电磁波在材料中衰减的快慢程度，也就是材料对电磁波的吸收速度。 2.直接跃迁和间接跃迁是否遵循能量守恒或者动量守恒： 答：（1）直接吸收整个过程中遵守动量守恒和能量守恒。 （2）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，是一种典型的“二次”过程。 3.直接带隙材料和间接带隙材料吸收系数的区别： 答：（1）直接带隙材料的吸收系数：，可得；式中，是常数，与材料的能带结构有关，不同材料的值不同。一般情况下，对于直接带隙材料而言，吸收系数的值； （2）间接带隙半导体吸收系数：，是关于电子和声子相互作用的一个概率函数：，是常数，与温度有关。常见间接带隙半导体材料的吸收系数为：。 4.LED和LD在光纤通信系统中应用的区别： 答：LED无法用于高速、远距离通信，只能用于低速、短距离传输。 5.LD和LED的线宽比较： 答：LED的输出线宽大约比LD的输出线宽大2个数量级，而其带宽则比LD带宽小得多。 6.线宽与带宽： 答：（1）LED线宽的估算（以能量表示）： （a）在低注入条件下：（室温300K）； （b）在高注入条件下：。 （2）LED调制带宽，与载流子寿命成正比。 7.检测器漂移电流和扩散电流的响应速度比较： 答：浓度梯度所导致的扩散电流，不受电场的影响，响应速度慢；电场作用下的漂移电流，响应速度很快。 8.LED与LD在正常工作时的条件要求： ？？？？ 答：（1）LD：正向偏置条件下，注入少数载流子，并与多数载流子复合，产生光子，光子穿过一定厚度的半导体材料向外辐射，形成光输出。 （2）LED：正向偏置电压下，外界注入高能载流子，注入的电子能级位于导带，在导带底附近，注入的空穴能级位于价带，在价带顶部附近。在穿过有源区的光子激发下，导带电子落入价带，与价带空穴复合，产生光子，此光子与激发复合过程的光子在频率、相位、方向上亦完全一致。 9.LD和LED哪种器件适合用于WDM系统：LD。 10.FP、DFB和QW激光器在线宽和频率选择性方面的比较； ？？？？？？ 11.F-P腔LD是否容易实现单模输出？ 需要使用改进型？？？？ 12.自发辐射对LD输出频谱的影响： 答：当注入电流较小，激光器工作在阈值以下时，激光器内部的辐射以自发辐射为主，此时输出的光为荧光。 13.本征吸收与非本征吸收各自的分类、本征吸收的必要条件； 答：1.本征吸收又包括：（1）直接吸收（2）间接吸收； 2.非本征吸收包括：（1）激子吸收（2）带内吸收（3）杂质吸收； 3.本征吸收的必要条件： 称为截止频率；称为截止波长。 14.DFB型LD是否容易实现单模输出？ 答：易保持单模输出（静态及调制状态下）。 15.超过阈值点后，LD的受激辐射和自发辐射哪个过程更强烈？ 答：受激辐射。 16.长波长检测器的几种方案比较： 答：（1）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）。 掺杂光纤放大器和半导体激光放大器各自特点： 答：1.SLA： Advantages of SLA：（1）small Volume （2）low input power （3）easy to placed on OEIC chirp。 Disadvantages of SLA：low coupled efficiency with fiber high loss。 2.FA Advantages of FA：（1）high coupled efficiency （2）low loss。 18.大信号调制、小信号调制和脉冲编码调制各自在调制速率和误码率上的特点； 答：三种调制方式对比： （1）大信号调制：信号幅度变化大，总电流会发生跨阈值的变化，器件响应速度低，但误码率很低。 （2）小信号调制：信号变化幅度小，但器件偏置电流较大，LD始终工作在阈值以上，不会发生跨阈值的状态变化，器件响应速度最快，但误码率也较高。 （3）脉冲编码调制：信号由“0”和“1”两种状态组成，且两种状态的区分非常明显，LD始终工作于阈值以上。既能保证较高的响应速度，又能保持较低的误码率。 19.增大器件偏置是否能够提高LD的响应频率？ 答：静态偏置电流越大,则器件的光子密度越大，（