长沙理工大学：《光电子学》课程教学资源（作业习题）第六章 发光器件

作业习避 第六章发光器件 第六章发光器件 1、1支He-Ne激光器（波长为632.8nm)发出激光的功率为2mW。该激光束的 平面发散角为1mrad,激光器的放电毛细管直径为lmm。 (1)求该激光束的光通量、发光强度、光亮度、光出射度。 (2)若激光束投射在10m远的白色漫反射屏上，该漫反射屏的反射比为 0.85,求该屏上的光亮度。 2、氩激光器在元=488m的波长上发射1W的连续功率，若光束发散角为 0.5radm,输出镜上光束直径为2mm,计算激光器的亮度。 3、YAG的三条主要荧光谱线为0.914m、1.06m、1.35m。若调整光腔结构 使得这三种波长都有可能振荡，试比较三种激光的相对效率。 4、氯氖激光器以波长1=0.6328m工作时，小信号增益系数 G。=3x10/d(cm),其中d是放电毛细管直径。设1=30W1cm2, d=lmm,腔单程损耗为0.1，腔长为10cm,计算稳定时腔内光强。 5、常温下GaAs的禁带宽度是1.35eV,采用氨氖激光（元=0.6328m)照射， 入射光强度是2mW,若半导体的反射率是0.3，且认为透射光子全部被吸收。 求半导体的阙值波长元，及光生电流1。 6、一双异质结半导体激光器，反射面反射率R=R=0.5,腔长1=500，损 耗系数a=10cm,求增益系数的阙值。若取增益因子B-2.5cm/k4,则对 应的阀值电流密度是多少？ 7、连续YAG激光器的谐振腔长为20cm,单程损耗6=0.04，荧光线宽 4加=6cm1,t21=0.23ms。求该器件的反转粒子数密度的阀值。 8、简述N结电致发光原理。 9、半导体激光器和发光二极管的发光原理的根本区别是什么？它们的发光特性 有哪些差异？ 10、己知GaAs的禁带宽度为1.4eV,求GaAs的LED的峰值波长。 11、有两个Ga1.Al As发光二极管，一个LED的x=0.02,另一个LED的x=0.09。计 算这两个器件的禁带宽度和峰值发射波长。 12、以黑白CRT为例，试述其工作原理。 13、什么是三基色原理？彩色重现的是什么含义？ 14、对“液晶”的概念如何理解？简述热致液晶的分类和特点。 1

作业习题 第六章 发光器件 第六章 发光器件 1、1 支 He-Ne 激光器（波长为 632.8nm）发出激光的功率为 2mW。该激光束的 平面发散角为 1mrad，激光器的放电毛细管直径为 1mm。 （1） 求该激光束的光通量、发光强度、光亮度、光出射度。 （2） 若激光束投射在 10m 远的白色漫反射屏上，该漫反射屏的反射比为 0.85，求该屏上的光亮度。 2、氩激光器在 λ = 488nm 的波长上发射 1W 的连续功率，若光束发散角为 5.0 ⋅ mrad −1，输出镜上光束直径为 2mm，计算激光器的亮度。 3、YAG 的三条主要荧光谱线为 0.914 μm、1.06 μm、1.35 μm。若调整光腔结构 使得这三种波长都有可能振荡，试比较三种激光的相对效率。 4、氦 氖 激 光 器 以 波 长 λ = 0.6328 μm 工作时，小信号增益系数 ，其中 是放电毛细管直径。设 ， ，腔单程损耗为 0.1，腔长为 10cm，计算稳定时腔内光强。 )(/103 4 1 0 − − G ×= cmd d 2 /30 − = cmWI s = 1mmd 5、常温下 GaAs 的禁带宽度是 1.35eV，采用氦氖激光（λ = 0.6328 μm）照射， 入射光强度是 2mW，若半导体的反射率是 0.3，且认为透射光子全部被吸收。 求半导体的阈值波长λt 及光生电流 。p i 6、一双异质结半导体激光器，反射面反射率 5.0 = RR 21 = ，腔长 = 500μml ，损 耗系数α = 10cm−1 ，求增益系数的阈值。若取增益因子 β = /5.2 kAcm ，则对 应的阈值电流密度是多少？ 7、连续 YAG 激光器的谐振腔长为 20cm，单程损耗 δ = 04.0 ，荧光线宽 Δ = 6cmv −1 ， 23.0 ms τ 21 = 。求该器件的反转粒子数密度的阈值。 8、简述 PN 结电致发光原理。 9、半导体激光器和发光二极管的发光原理的根本区别是什么？它们的发光特性 有哪些差异？ 10、已知 GaAs 的禁带宽度为 1.4eV，求 GaAs 的 LED 的峰值波长。 11、有两个Ga1-xAlxAs发光二极管，一个LED的x=0.02，另一个LED的x=0.09。计 算这两个器件的禁带宽度和峰值发射波长。 12、以黑白 CRT 为例，试述其工作原理。 13、什么是三基色原理？彩色重现的是什么含义？ 14、对“液晶”的概念如何理解？简述热致液晶的分类和特点。 1

作业习避 第六章发光器件 15、以黑白TN-LCD为例，说明其工作原理。在液晶面板中，起偏器、定向膜 和检偏器所起的作用分别是什么？ 16、TN-LCD主要有静态驱动和矩阵寻址驱动两种驱动方式。分别说明两种驱动 方式的工作过程。 17、在对像素的矩阵寻址驱动过程中会引发“交义效应”，什么是交义效应？ 18、“陡度”是描述液晶显示器件性能的参数之一，“陡度”如何定义？该指标与 器件的多路驱动能力和灰度性能有何关系？ 19、和TN-LCD相比，STN-LCD和AM-LCD在结构和性能上分别有哪些改进？。 20、说明三端型AM-LCD的工作原理 21、LCD背光源的作用是什么？为何CRT和PDP显示器件不需要背光源？ 22、说明单色AC-PDP的工作原理。 23、什么是单色AC-PDP的“存储特性”？ 24、什么是壁电压？简述壁电压在单色ACPDP中作用。 25、(1)彩色AC-PDP如何实现彩色显示？ (2)对向放电式AC-PDP和表面放电式AC-PDP在结构上主要有哪些区 别？目前大多数商品采用的是哪种结构？

作业习题 第六章 发光器件 15、以黑白 TN-LCD 为例，说明其工作原理。在液晶面板中，起偏器、定向膜 和检偏器所起的作用分别是什么？ 16、TN-LCD 主要有静态驱动和矩阵寻址驱动两种驱动方式。分别说明两种驱动 方式的工作过程。 17、在对像素的矩阵寻址驱动过程中会引发“交叉效应”，什么是交叉效应？ 18、“陡度”是描述液晶显示器件性能的参数之一，“陡度”如何定义？该指标与 器件的多路驱动能力和灰度性能有何关系？ 19、和 TN-LCD 相比，STN-LCD 和 AM-LCD 在结构和性能上分别有哪些改进？。 20、说明三端型 AM-LCD 的工作原理。 21、LCD 背光源的作用是什么？为何 CRT 和 PDP 显示器件不需要背光源？ 22、说明单色 AC-PDP 的工作原理。 23、什么是单色 AC-PDP 的“存储特性”？ 24、什么是壁电压？简述壁电压在单色 ACPDP 中作用。 25、（1）彩色 AC-PDP 如何实现彩色显示？ （2）对向放电式 AC-PDP 和表面放电式 AC-PDP 在结构上主要有哪些区 别？目前大多数商品采用的是哪种结构？ 2