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半导体物理迅速发展及随晶体管发明使科家早50代设想发明半导体激光器60代早期组竞相进行面研究理论析面莫斯科列别捷夫物理研究所尼古拉·巴索夫工作杰19627月召固体器件研究际议美麻省理工院林肯实验室两名者克耶斯（Keyes）奎斯特（Quist）报告砷化镓材料光发射现象引起通用电气研究实验室工程师哈尔（Hall）极兴趣家火车写关数据家哈尔立即制定研制半导体激光器计划并与其研究员道经数周奋斗计划获功像晶体二极管半导体激光器材料p-n结特性敞弗搬煌植号邦铜鲍扩基础且外观亦与前者类似半导体激光器称二极管激光器或激光二极管早期激光二极管实际限制例能77K低温微秒脉冲工作8间才由贝尔实验室列宁格勒（现圣彼堡）约飞（Ioffe）物理研究所制造能室温工作连续器件足够靠半导体激光器则直70代期才现半导体激光器体积非米粒工作波依赖于激光材料般6～55微米由于种应用需要更短波器件发展据报导Ⅱ～Ⅳ价元素化合物ZnSe工作物质激光器低温已46微米输波50～51微米室温连续器件输功率已达10毫瓦迄今尚未实现商品化光纤通信半导体激光预见重要应用领域面世界范围远距离海底光纤通信另面则各种区网者包括高速计算机网、航空电系统、卫通讯网、高清晰度闭路电视网等目前言激光唱机类器件市场其应用包括高速打印、自由空间光通信、固体激光泵浦源、激光指示及各种医疗应用等晶体管利用种称半导体材料特殊性能电流由运电承载普通金属铜电导体电没紧密原核相连容易电荷吸引其物体例橡胶绝缘体 --电良导体--电能自由运半导体名字暗示处于两者间通情况象绝缘体某种条件导电 
半导体光电发射的三步物理过程，并比较金属和半导体光电发射的差别？ 答： （1）半导体中电子吸收光子的能量而被激发到高能带上： （2）这些被激发的电子在向表面运动的过程中受到散射而损失一部分能量： （3）到达表面的电子克服表面的电子亲和势而逸出； 金属在可见光范围内对入射光有高的反射，吸收率少，而半导体有较高的吸收系数，因此对于吸收光子而言，半导体更有效。金属因其自由电子浓度大，光子受到很强的电子散射，在运动很短的距离内就达到热平衡，这样只有近表面的光电子才能逸出表面，对于半导体，它的自由电子很少，光电子受到电子散射可以忽略不计，而造成光电子能量损失的主要原因是晶格散射，光电子与价键电子碰撞产生二次电子空穴对。 光电倍增管电阻电容简明连接图，说明电阻链的电阻值如何选取，最后电容的作用？ 答：电位信号增大时，管内阻减小，使分压电阻链上的极间电压减少，造成放大倍数下降和光电特性变坏，为了减小内阻变化对电阻链的分流，要求分压电阻适当小。 Iin+Id=Iout+Ie 因为Iin远小于Iout，Id远大于Iout 所以Id约等于Ie=Ir Ir远大于20Iamax，所以R小于等于Uak/(20Iamax*n) Ir不能取太大，否则分压电阻链功耗增大。 在光脉冲入射时，最后几级打拿极的瞬间电流很大，使最后几级分压电阻上的压降明显突变，导致阳极电流过早饱和，使光电倍增管灵敏度下降，为此常在最后三级电阻上并联电路电容，使电阻链上分压基本保持不变。 说明近贴型光电系统所加电压与极间距离与像质的影响？ 答：图（略） 当电子到达阳极时，落点的径向高度位 公式略 由此可知，单能电子束最大弥散圆斑半径位 公式略 由此可知所加电压越大，半径越小，成像质量越高；电极极间距离L越小，成像质量越高。所以，为了得到较好的像质，应减小电极间距L，提高电压。 光学传递函数：输出函数的傅里叶变换与输入函数的傅里叶变换之比； 调制传递函数：线性扩展函数的傅里叶变换的模M(f); 相位传递函数：线性扩展函数的傅里叶变换的幅角P(f)； 对比传递函数：像函数的对比度与物函数的对比度之比。 正弦物函数输入像管，说明其输出成像特征。 答：（1）像的光强度仍为正玄分布，并且二者平均亮度相同，空间频率相同 （2）经光学系统后，像的振幅为M(f)Im，调制度低于M(f)倍 （3）像的交变部分附加一个初相角P(f)。 说明二代像增强器的结构类型和各自的特点。 （1）近贴式MCP像增强器 优点：体积小，重量轻 轴上及轴外像质均匀 图像无畸变，放大率为1 缺点：电子到达MCP的能量小，其增益受限 其MTF不及一代像管 寿命由于MCP的管壁放气而受影响 光反馈严重 （2）静电聚焦式MCP像增强器 特点：与近贴式像管比较，有如下改进：入射面的电子能量增大使整个管的增益增大 倒像管，其MTF优于近贴管 二代管与三代管的比较 （1）二代管的特点 优点：体积小，重量轻，耗能少，供电方便 增益高且连续可调 由于电流饱和特性可防强光 可消除光晕 缺点：噪声大 （2）三代管特点 优点：体积小，重量轻 增益高 防强光 可消除光晕 噪声低 图像分辨率高 缺点：造价高 结构复杂 稳定性差 与三代管相比，四代微光像增强器特点 答：四代微光像增强器采用体电导MCP，其导电是由整个体材料组成，不需要烧氢处理，离子反馈大大减小，同时，采用自动脉冲门控电源，提高像增强器的信噪比，在目标探测距离和分辨率方面有很大提高，还减少光晕对像的影响，有助于改善其在强光下的视觉性能，其结构与第三代微光像增强器一样。 为什么摄像管要进行光电积累，光电积累时间是多少？ 答：因为在电视的研究发展中遇到的主要问题是图像的传递、灵敏度的提高以及像质的改善。而这些问题都与电视系统的核心部件——摄像管密切相关，若没有信号的积累过程，光能的利用率太低，所以灵敏度低光电积累时间（N-1）T/N约40ms ，其中T位帧周期，N为像素数。 说明电视系统光电转换、电光转换的特性。 答：摄像管的光电转换特性指输出信号与产生该信号的光敏面上的辐射照度的函数关系，is=kEr，其中r值只有一定范围内才是常数，而在E很大时，由于is趋于饱和而使r值下降，曲线的弯曲点是信号趋于饱和的标志。 L=kEr1r2r3=kEr，当r>1时，即L与E成超线性关系，此时亮单位更亮，暗单位更暗，致使整个图像对比增大，并且越是亮的区域，对比增大的越多，暗的区域对比相对缩小。当r<1时，L与E成超线性关系，暗区比亮区更大的亮度对比。 图略 说明PoB靶视像管的结构和工作原理。 答：视像管的结构由光学系统、靶、电子枪、聚焦。扫描系统等组成。 某个像素在光存储器件，靶右边电位位Vi=IiRi(1-e-t/RiCi)。像元的充电时间近似于帧周期Tf=40ms，因此电子束对它扫描之前，Ci右边电位最大Vim=IiRi(1-e-Tf/RiCi)。当电子束扫描像元时，接通时间为0625us，电流通过电阻Rb，电容Ci，负载Rl，靶电源Ut和地构成通路，电容器Ci放电，电容右侧电位被放至Vb接近于0，Ci电容器右边电位变化为Vb=Vim(1-e-t/(Rl+Rb)Ci)，Rb为某电阻，通常为10M，而Rl远小于1M，所以Vb=Vim(1-e-t/RbCi)，电荷变化量q=Ci(Vim-Vb)经电容C耦合出电流变化，信号从C耦合出来。 画出浮置扩散层输出结构图，并说明工作原理。 答：图略 浮置扩散层的输出信号直接送给片子上的MOSFETT2的栅极。当Φ3由高电平转为低电平时，Φ3电荷转移到扩散层，节点D电位变化与信号电荷的关系ΔUd=Qs/CCfd为浮置扩散点上的总电容，ΔUd经T2放大后的电压增益为Gv=gmRl/(1+gmRl)，其输出电压为ΔVout=ΔUd*G当Φreset为正脉冲时T1管导通。Vgg电压直接加到D点上，使扩散层处于强反偏状态。当一个电荷输出完毕，下一个电荷还没输入之前，把前一个点荷包抽走，以便接受新信号。 42说明帧/场转移面阵CCD工作原理。 答：（1）光积分，在光敏区将光信号转化为电信号，光生电荷被收集在光敏区电极下的势阱中。 （2）帧转移，在相当于场消隐时间内将光敏区信号转移入暂存区。 （3）行转移，在相当于行消隐时间内将暂存区的电信号安一行一行的转移到水平读出寄存器 （4）位转移，进入读出寄存器的信号电荷，在水平时钟驱动下，将行内电荷一个个读出，得到视频信号。 说明行间转移结构CCD的工作原理 答：（1）在光敏区进行信号积累，将光信号转化为电信号 （2）完成一帧积累后，将积累的电信号转移给垂直移位寄存器 （3）在帧扫描时，垂直移位寄存器中的电荷，从上到下，按每排依次进入水平寄存器读出。 （4）位转移得到视频信号。
由浙江大学硅材料国家重点实验室和信息学院半导体光电子技术与系统研究所共同承办的“信息功能薄膜材料与光子晶体高级研讨班”于今天上午开始在浙江大学进行为期4天的学术交流和研讨活动。 硅基光电子材料与集成器件、聚合物光电子材料与集成器件是当前信息技术、新材料科学的前沿课题，受到国内外信息和材料学科领域科技工作者的广泛关注。中国科学院王启明院士、清华大学“973”首席科学家罗毅教授等来自各大专院校、研究所及企业研究机构的专家、学者50余人，在研讨班上对各自取得的研究成果进行交流，以促进我国硅基光电子集成及聚合物光电子集成技术的发展。 这次研讨班的主要论题集中在对多孔Si的发光研究上。上午，王启明院士为大会做了特邀报告，介绍了近10年来科学家们对Si基发光的理论研究和应用目标研究的突破性成就；在接下来的时间里，与会专家将就与Si基发光器件的特性和研制相关的课题进行交流和研讨。 本次会议得到了国家人事部“百千万人才工程”基金、教育部和浙江省人才基金的计划资助，是为迎接WTO的挑战，提高专业技术人员素质，大力推进新世纪人才工程的一项重要举措。两年来，已有药物学、机械制造、农学等学科的高级研讨班在浙江大学举办。
