光电子材料与器件-课后习题答案

第一章课后习题3.在未加偏置电压的条件下，由于截流子的扩散运动，p区和n区之间的pn结附近会形成没有电子和空穴分布的耗尽区。在pn结附近，由于没有电子和空穴，无法通过电子-空穴对的复合产生光辐射。加上正向偏置电压，驱动电流通过器件时，p区空穴向n区扩散，在pn结附近形成电子和空穴同时存在的区域。电子和空穴在该区通过辐射复合，并辐射能量约为Eg的光子，复合掉的电子和空穴由外电路产生的电流补充。5要满足以下条件a满足粒子数反转条件，即半导体材料的导带与价带的准费米能级之差不小于禁带宽度即B.满足阈值条件，半导体由于粒子数产生的增益需要能够补偿工作物质的吸收、散射造成的损耗，以及谐振腔两个反射面上的透射、衍射等原因产生的损耗。即第二章课后习题1、工作物质、谐振腔、泵浦源2、粒子数反转分布5a.激光介质选择b.泵浦方式选择c、冷却方式选择d、腔结构的选择e、模式的选择f、整体结构的选择第三章课后习题10.要求：对正向入射光的插入损耗值越小越好，对反向反射光的隔离度值越大越好。原理：这种光隔离器是由起偏器与检偏器以及旋转在它们之间的法拉第旋转器组成。起偏器将输入光起偏在一定方向，当偏振光通过法拉第旋转器后其偏振方向将被旋转45度。检偏器偏振方向正好与起偏器成45度，因而由法拉第旋转器出射的光很容易通过它。当反射光回到隔离器时，首先经过起偏器的光是偏振方向与之一至的部分，随后这些这些光的偏振方向又被法拉第旋转器旋转45度，而且与入射光偏振方向的旋转在同一方向上，因而经过法拉第旋转器后的光其偏振方向与起偏器成90度，这样，反射光就被起偏器所隔离，而不能返回到入射光一端。15.优点：A、采用光纤耦合方向，其耦合效率高；纤芯走私小，使其易于达到高功率密度，这使得激光器具有低的阈值和高的转换效率。B、可采用单模工作方式，输出光束质量高、线宽窄。C、可具有高的比表面，因而散热好，只需简单风冷即可连续工作。D、具有较多的可调参数，从而可获得宽的调谐范围和多种波长的选择。E、光纤柔性好，从而使光辉器使用方便、灵巧。由作为光增益介质的掺杂光纤、光学谐振腔、抽运光源及将抽运光耦合输入的光纤耦合器等组成。原理:当泵浦激光束通过光纤中的稀土离子时，稀土离子吸收泵浦光，使稀土原子的电子激励到较高激发态能级，从而实现粒子数反转。反转后的粒子以辐射跃迁形式从高能级转移到基态。gvcEFF211ln21RRLggith第四章课后习题2相位因子称为相位匹配条件。物理实质是保证极化波在介质中不同位置处辐射的是同相位的，相干叠加后结果是相干加强的。3.a、制成电光开关，实现激光调制b、利用二次、三次谐波和频、差频实现频率转换，获得短到紫外，长到远红外的各种激光转换c、利用一些非线性光学中输出光束所具有的位相共轭，改善成像质量与光束质量d、利用光学参量振荡实现激光频率的调谐e、利用折射率随光强变化的性质做光学双稳器件第五章课后习题1.电光调制、声光调制、磁光调制4.拉曼：声光作用长度短，超声波的频率低，光波垂直于声场方向，声光介质可视为静止的平面相位光栅布：声光作用长度长，超声波的频率高，光波以一定角度入射声光介质，会贯穿多个声波面，声光介质具有“体光栅”的特性。10.a.调制器应有足够宽的调制带宽，以满足高效率无失真的传输信息b、调制器消耗的功率小c、调制特性的线性范围大d、工作稳定性好,0k1)2/()2sin(kLkL