2017年湖北师范大学光电子技术基础考研大纲

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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
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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。
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（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
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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。
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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
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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。