2017年湖北师范大学819光电子技术基础考研大纲

　　2017年全国硕士研究生入学考试湖北师范大学自命题考试科目考试大纲

　　科目名称：光电子技术基础

　　科目代码：819

　　一、考查目标

　　光电子技术基础重点考察学生对光电子系统信息传递与处理的各个环节的基本概念、基本原理、基本分析方法的掌握情况，灵活运用所学知识解决实际问题的能力。

　　二、考试形式与试卷结构

　　（一）试卷成绩及考试时间

　　本试卷满分为150分，考试时间180分钟。

　　（二）答题方式

　　答题方式为闭卷、笔试。

　　（三）试卷内容结构

　　各部分内容所占分值为：

　　光电子技术绪论约10分

　　光学基础与传播规律约10分

　　激光原理与技术约30分

　　光波导技术基础约30分

　　光调制技术约20分

　　光电探测技术约20分

　　光电显示技术约10分

　　光通信无源器件技术约10分

　　光盘与光存储技术约10分

　　（四）试卷题型结构

　　名词解释题：10小题，每小题5分，共50分

　　简答题：10小题，每小题5分，共50分

　　分析计算题：5小题，每小题10分，共50分

　　（五）主要参考书目

　　朱京平等编著，《光电子技术基础》，科学出版社，2009年。

　　三、考查范围

　　一、考查目标

　　1、重点考察考生对光电子技术的基本知识、基础理论和基本方法的掌握情况。

　　2、能够灵活运用所学知识解决一些实际问题。

　　二、考试内容

　　（一）绪论

　　1、所谓光电子技术

　　光电子技术是光子技术与电子技术相结合而形成的一门技术。光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的相关技术，也是光波段的电子技术。

　　2、光电子技术的应用

　　光电子技术像其它高新技术一样，在军事方面的应用不可忽视，在医学领域，通信、文字阅读、图像识别等领域也对人类的生活有极大的帮助，以及在遥感系统，探索宇宙奥秘等方面的也有贡献。

　　（二）光学基础知识与光场传播规律

　　1、光学基础知识

　　理解光的反射，光的折射，光的干涉，光的衍射，光的偏振，另外，还需掌握光的波粒二象性。

　　2、光场传播规律

　　理解麦克斯韦方程组的物理意义，并由此推导出波动方程，并且明白光是一种电磁波。

　　（三）激光原理与技术

　　1、激光产生的条件

　　有提供放大作用的增益介质作为激光工作物质，其激活粒子适合于产生受激辐射的能级结构；有外界激励源，将下能级的粒子抽运到上能级，使激光上下能级之间产生粒子数反转；有光学谐振腔，增长激活介质的工作长度，控制光束的传播方向，选择被放大的受激辐射光频率以提高单色性。

　　2、激光器的种类

　　最常见的有固体激光器，气体激光器，染料激光器，半导体激光器，还有其他类型的激光器包括准分子激光器、自由电子激光器、化学激光器，需要掌握几种典型激光器的中心波长和输出特性，明白其构造和工作原理。

　　3、激光脉冲原理与技术

　　为了改善激光的功率或者脉宽，采用各种技术，如激光选模技术、稳频技、调Q技、激光锁模技术。

　　（四）光波导技术基础

　　1、光纤的基本结构和性质

　　纤芯的作用是约束光的传输。包层材料的目的是降低包层折射率，作用是把光强限制在纤芯中。包层为光的传输提供反射面和光隔离，并起一定的机械保护作用。在包层外还有一层涂覆层，其主要成分是环氧树酯或硅橡胶等高分子材料，目的是增强光纤的柔韧性、机械强度和耐老化特性。理解单模光纤，多模光纤、阶跃光纤和渐变光纤。

　　2、光纤色散与脉冲展宽

　　色散即是光脉冲沿着光纤行进一段距离后造成的频宽变粗，它是限制传输速率的主要因素。模间色散只发生在多模光纤，因为不同模式的光沿着不同的路径传输。材料色散不同波长的光行进速度不同。波导色散发生原因是光能量在纤芯及包层中传输时，会以稍有不同的速度行进。

　　（五）光调制技术

　　1、晶体光学及其光在晶体中的传播

　　晶体是由组成物质的微粒在空间按照一定的规则周期性排列形成的一种晶态固体。晶体的各向异性是指其宏观性质随观察方向的不同而不同。

　　2、各种调制技术

　　光调制使通过改变光波的振幅、强度、相位、频率或偏振等参数，使传播的光波携带信息的过程。掌握电光调制、声光调制、磁光调制的基本结构及其原理。

　　（六）光电探测技术

　　1、光探测器性能参数

　　理解光探测器的光电特性、伏安特性、温度特性、前历效应、频率特性、时间响应、光谱特性。

　　2、光电探测方式以及物理意义

　　光电直接检测系统是将光信号直接入射到光检测器的光敏面上，光检测器响应于光辐射强度而输出相应的电流和电压。

　　在相干探测中，光探测器输出的电流振幅、频率和相位都随信号光的振幅、频率和相位的变化而变化，因此可以把频率调制和相位调制的信号光像幅度调制或强度调制一样进行解调。

　　（七）光电显示技术

　　1、光电显示技术基础

　　理解发光机理，掌握CCD的工作原理，并掌握一些概念，如亮度、亮度、色调、饱和度、坎德拉、流明、对比度、灰度、分辨力、发光颜色。

　　2、各种显示技术

　　掌握和理解各种显示的原理，如阴极射线显示、液晶显示、等离子体显示、场致发光显示。

　　（八）光通信无源器件技术

　　1、光纤连接器、光衰减器、光耦合器

　　光无源器件是光纤通信设备的重要组成部分，也是其它光纤应用领域不可缺少的元器件。光纤连接器是以低损耗的方法把光纤或光缆相互连接起来的器件。光衰减器是可按照用户的要求将光信号能量尽量进行预期衰减的器件。光耦合器使传输中的光信号在特殊结构耦合区发生耦合并进行再分配。

　　2、光波分复用器、光隔离器、光开关

　　光波分复用器是指多模波导往往激励出多种不同的模式，在输出端口通常有不同的分配特性。光隔离器是为了避免回返光对光源等器件的工作产生影响并对回返光进行抑制。光开关是指由一种具有一个或多个可选择的传输端口、可对光传输线路或集成光路中的光信号进行相互转换或逻辑操作的器件。

　　（九）光盘与光存储技术

　　1、光盘的制作以及原理

　　了解光存储于光盘，只读存储光盘，一次写入光盘，可擦重写光盘，光盘衬盘材料。

　　2、光信息存储技术

　　光存储目前达到的存储密度和数据传输速率远不能满足飞速发展的信息科技要求。高密度和快读写的光存储技术成为非常重要和极其迫切的课题，采用近场光学扫描显微技术，三维立体存储技术是目前比较流行的方法。