华南理工大学2014年博士3224光电子学考试大纲

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华南理工大学免费考研网/2014-04-25

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。