《光电综合设计》题目.docx

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《光电综合设计》题目

2012级《光电综合设计》题目

1、半导体中载流子浓度的计算分析

设计任务：

若锗中含有一定数量的杂质元素Sb,试根据要求分析杂质浓度与电离度以及电离温度

之间的关系:

（1）当Sb浓度分别为1014cm」和1017cm-时，计算杂质99%,90%和50%电离时的

温度各为多少?

（2）根据一定杂质类型和杂质浓度，画出电离度和温度的关系图线，并确定半导体处

于强电离区（电离度>90%）的温度范围。

文档收集自网络，仅用于个人学习

设计要求:

（1）具有友好输入输出界面;

（2）调整输入数据，得出相应结果，并进行分析。

参考：

《固体电子导论》载流子浓度

2、光学系统中的物像关系

设计任务:

（1）已知Ri=100mm,R2=50mm,di=8mm,d2=20mm,R^=200mm,

设计要求:

（1）具有友好输入输出界面;

（2）可根据输入的不同参数值，查看结果。

参考：

《应用光学》光学系统中成像原理

3、椭圆偏振光的仿真计算

设计任务：

设计要求:

做出对应不同申值的椭圆偏振图;

两椭圆（包括圆）偏振光的叠加。

具有友好输入输出界面;

可根据输入的不同参数值，查看结果。

参考：

《物理光学》椭圆偏振光

作出rs、rp、ts、tp随入射角9i的变化曲线;

作出R随0i的变化曲线。

设计要求:

具有友好输入输出界面;

可输入不同的入射角，查看结果。

参考：

《物理光学》光波在介质面上的反射和折射

5、多缝衍射光强分布计算仿真

设计任务：

利用计算机模拟显示Fraunhofer多缝衍射的光强分布曲线分别作出:

多缝干涉光强分布曲线;

单缝衍射光强分布曲线;

多缝衍射光强分布曲线;

（5）当遮住偶数缝时相应的光强分布图;

（6）当遮住3的倍数缝时相应的光强分布图。

讨论:

极小，有..….次极大…...文档收集自网络，仅用于个人学习设计要求:

（1）有友好输入输出界面;

参考：

《物理光学》多缝衍射

&高斯光束特性参数的仿真计算

设计任务:

某平凹腔激光器，若已知凹面镜曲率半径

R，腔长L及激光波长A。

求它所产生的高

斯光束的腰斑半径Co的大小和位置，以及该高斯光束发散角日0的大小。

文档收集自网络，仅用

于个人学习

设计要求:

具有友好输入输出界面;

可改变参数值（曲率半径R，腔长L、激光波长几），查看结果变化情况;

比较所得结果，分析曲率半径、腔长以及激光波长分别对高斯光束的腰斑半径和

发散角有何影响。

参考：

《激光原理》高斯光束

7、光学谐振腔的设计

设计任务：

有一平面镜和曲率半径为R的凹面镜，画出光束发散角与腔长L的关系曲线。

设计要求:

（1）具有友好输入输出界面;

（2）可输入不同凹面镜曲率半径值，查看结果变化情况。

参考：

《激光原理》光学谐振腔与激光模式

8、高斯光束传播轨迹的模拟

设计任务：

作图表示高斯光束的传播轨迹

基模高斯光束在自由空间的传播轨迹;

基模高斯光束经单透镜变换前后的传播轨迹;

基模高斯光束经调焦望远镜变换前后的传播轨迹。

设计要求:

具有友好输入输出界面;

可改变参数值（腰斑半径©0，高斯光束束腰距单透镜距离Zi，透镜焦距f），查

看结果。

参考：

《激光原理》咼斯光束

9、高斯光束透镜变换特性的分析

设计任务:

已知高斯光束腰斑半径©0，沿Z轴传播

（1）画出该高斯光束在均匀介质中的传播轨迹;

（2）若已知该高斯光束束腰距单透镜距离z1，透镜焦距f，求经单透镜后出射光束束

腰的半径©/及束腰距透镜距离z2;

（3）作图表示:

仅用于个人学习

0,0.4,0.5,1,5时，⑷02隔01随zi/f-1

Z2/f-1随zjf-1变化的关系曲线）;文档收集自网络,

②束腰光斑半径的变换关系（即q。

/f分别等于

变化的关系曲线）。

设计要求:

（1）具有友好输入输出界面;

（2）可改变参数值（轨,zi,f）,查看结果。

参考：

《激光原理》咼斯光束

10、平行平面腔模的迭代解法

设计任务:

设平行平面腔为对称条状腔，反射镜宽度为2a=25a，腔长L=100a，利用条状腔的

模式迭代方程，演示平行平面腔中自再现模的形成过程。

作出第1次和第300次渡越后的振

幅和相位分布曲线。

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设计要求:

（1）具有友好界面;

（2）可输入不同渡越次数和波长几，查看结果。

参考：

《激光原理》光学谐振腔与激光模式

11、光电探测器光电流的计算

设计任务:

计算光电探测器的光电流。

设计要求:

具有友好输入输出界面;

参量可任意输入;

模拟输入一组数据（数据值应与实际相当），给出结果。

参考：

《光电子学》光电探测器

12、半导体激光器静态特性的计算

设计任务：

仿照《光电子学》课本，用线性拟合方法求半导体激光器的阈值电流密度、微分量子效率。

设计要求:

具有友好输入输出界面;

参量可任意输入;

，给出结果。

模拟输入一组数据（数据值应与实验相当，考虑合适的间隔）

参考：

《光电子学》半导体激光器静态特性

13、光电三极管增益的仿真计算

设计任务:

计算光电三极管的增益。

设计要求:

具有友好输入输出界面;

参量可任意输入;

参考：

《光电子学》光电探测器

14、半导体激光器动态特性计算

设计任务：

J的变化曲线，J的范围是从1.2倍Jth到3.5倍Jth。

文档收集自网络，仅用于个人学习

（2）若激光器的起始电流密度是0.5倍Jth，同样画出延迟时间td随最终电流密度J的

变化曲线,

J的范围是从1.2倍Jth到3.5倍Jth。

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设计要求:

具有友好输入输出界面;

调整输入数据，得出相应结果，并进行分析。

参考：

《光电子学》半导体激光器的动态特性

15、LED电流一电压特性曲线仿真

设计任务:

实验测得半导体发光二极管结偏压与注入电流的一组数据为:

Vj（V）

1.00

2.00

2.01

2.02

2.03

2.04

Ij（A）

0.000

0.049

0.073

0.110

0.169

0.265

Vj（V）

2.05

2.06

2.07

2.08

2.09

2.10

Ij（A）

0.422

0.684

1.126

1.875

3.157

5.360

二极管的电流一电压特性曲线。

文档收集自网络，仅用于个人学习

试根据该组数据，建立适当的数学模型，可根据结电压计算相应注入电流，并画出发光

设计要求:

具有友好输入输出界面;

可调节输入值，得到不同结果。

画出曲线，并分析电流一电压特性。

参考：

《光电子学》LED特性参数

附件：

光电综合设计报告样例

一、课题1：

课题名称

1.课题任务要求及技术指标

简要描述课题要求、指标等。

2.课题分析及设计思路

简述对课题的分析和设计思路，包括对所设计的系统的功能分析、实现思路和难点的描述。

3.系统设计（建模）

给出符合设计要求的系统设计，包括系统图和及相关说明等。

4.仿真结果与结果分析

给出设计模型的仿真结果，对仿真结果进行必要的分析。

二、课题2：

课题名称

1.课题任务要求及技术指标

2.课题分析及设计思路

3.系统设计（建模）

4.仿真结果与结果分析

六、课程设计小结

对课程设计进行简单小结。

可以包括:

课程设计过程中的收获、遇到的问题，遇到问

文档收

题解决问题过程的思考、程序调试能力的思考，对该课程组织和考核方式的建议等。

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