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华南理工大学2014年博士3224光电子学考试大纲

华南理工大学 免费考研网/2014-04-25

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3224光电子学考试大纲
第一章:光与物质相互作用基础
一.理解下列基本概念
能量密度、能流密度;波阻抗;时谐电磁场;泡里不相容原理;能量最低原理;导带、价带、禁带;描述辐射场的物理量;光度量的物理量及其单位;自发辐射、受激吸收和受激辐射。
二.分析掌握下列基本问题
海姆霍兹方程的推导;电场矢量与磁场矢量的关系;光子的基本属性;辐射度量与光度量的转换;自然加宽的线性函数的推导;均匀加宽、非均匀加宽;玻耳兹曼分布率。

第二章:介质中的光增益
一.理解下列基本概念
增益饱和;烧孔效应。
二.分析掌握下列基本问题
激发态能级的粒子束密度;三能级系统、四能级系统;光的吸收、光的放大;小信号增益;反转粒子数的饱和。

第三章:激光振荡与工作特性
一.理解下列基本概念
时间相干性、空间相干性;单色性;相干长度、相干时间、相干面积、相干体积;光子简并度;谐振腔、稳定腔、不稳定腔;阈值条件;频率牵引效应;谐振腔的Q值;谐振腔中光子的平均寿命;横模、纵模;高斯光束。
二.分析掌握下列基本问题
腔的稳定条件;相干加强的条件;高斯光束的变换;高斯光束的聚焦、高斯光束的准直;连续激光器的输出功率;三能级、四能级系统的速率方程组。

第四章:光辐射在介质波导中的传播
一.理解下列基本概念
TE波、TM波;薄膜的有效厚度;截止频率、截止厚度;有效折射率;Eymn波型、Exmn波型;子午线、子午面;数值孔径;单模传播条件。远离截止、接近截止。
二.分析掌握下列基本问题
TE波的反射系数、TM波的反射系数;全反射相移;色散方程。古斯-汉欣位移;平板波导的模式;导模的截止;自聚焦光纤;光纤的损耗;光纤的色散;归一化频率。

第五章:光辐射的探测
一.理解下列基本概念
本征吸收;直接跃迁、间接跃迁;晶格振动吸收;自由载流子的光吸收;激子吸收;杂质吸收;光电效应、内光电效应、外光电效应;本征发射体、杂质发射体;电子亲和势;光电导效应、光伏效应;光生载流子;光热效应、热释电效应、测辐射热计效应、温差电效应;帕尔贴效应、塞贝克效应、汤姆逊效应。
二.分析掌握下列基本问题
半导体光电发射;噪声的来源、主要特性以及描述噪声的主要参量;光辐射的探测方法;探测微弱信号的方法。

第六章:发光器件
一.理解下列基本概念
超辐射、激光。
二.分析掌握下列基本问题
气体激光器的分类与特点;He-Ne激光器的结构、工作原理、输出功率的影响因素;CO2激光器的结构、工作原理、输出功率的影响因素;原子气体激光器、分子气体激光器、离子气体激光器、准分子气体激光器的特点;固体激光器的工作物质、光源、聚光、冷却和滤光系统;红宝石激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、钕玻璃激光器的特点;调Q激光器原理、特点及常用的调Q技术;锁模激光器的原理、特点及常用的锁模技术;半导体激光器原理;同质结、异质结、双异质结激光器的结构和特性;分布反馈式半导体激光器、量子阱激光器的结构和特性。LED的发光原理和输出特性。

第七章:光电转换器件
一.理解下列基本概念
响应度。
二.分析掌握下列基本问题
光电导器件工作特性;光电池的结构与原理;太阳能电池结构与原理;PIN光电二极管、雪崩光电二极管、肖特基光电二极管的结构、工作原理和特性;光电倍增管的结构与工作原理;电荷耦合器件(CCD)的结构与工作原理。

第八章:光波调制
一.理解下列基本概念
晶格、晶面、晶胞;光的双折射;双轴晶体、正单轴晶体、负单轴晶体;喇曼-奈斯衍射;布拉格衍射。
二.分析掌握下列基本问题
折射率椭球方程;电光效应;声光效应;磁光效应。

第九章:光在介质中的非线性现象
一.理解下列基本概念
线性极化、非线性极化;极化率;非线性光学系数;喇曼散射、受激喇曼散射;布里渊散射、受激布里渊散射。
二.分析掌握下列基本问题
和频效应、差频效应;倍频效应;相位匹配技术;光参量放大;参量振荡;相位共轭波及实现方法;光学自聚焦;光学双稳态。

第十章:光学信息处理与光学全息
一.理解下列基本概念
菲涅尔衍射、夫琅和费衍射;光学传递函数;空间频率;空间周期;正弦光栅;角谱。
二.分析掌握下列基本问题
惠更斯-菲涅尔原理;透镜的傅里叶变换作用;阿贝成像原理及空间滤波实验;光学全息的记录与再现;相干光信息处理与非相干光信息处理;白光全息图的原理。菲涅尔-基尔霍夫衍射公式;夫琅和费衍射公式;光学成像空域分析与频域分析。

第十一章:光纤通信
一.理解下列基本概念
信噪比;灵敏度;误码率;波分复用;光孤子。
二.分析掌握下列基本问题
LED光源、LD光源;PIN探测器、APD探测器;眼图;模拟光纤通信系统及调制方法;数字光纤通信系统、常用码型及调制方法;相干光通信及调制方法。

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