光电显示技术期末复习资料

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第一章绪论 (2)

1、光电显示器件有哪些分类? (3)

2、表征显示器件的主要性能指标有哪些? (3)

3、简述色彩再现原理。 (3)

4、人眼的视觉特性 (3)

5、简述人眼的视觉原理。 (4)

第二章液晶显示技术(LCD) (4)

1、简述液晶的种类与特点。 (4)

2、简述热致液晶分类和特点。 (5)

3、试述液晶显示器的特点。 (5)

4、什么是液晶的电光效应? (5)

5、LCD显示产生交叉效应的原因是什么? 用什么方法克服交叉效应? (5)

6、液晶有哪些主要的物理特性? (5)

7、简述TFT-LCD的工作原理。 (6)

8、简述TN-LCD的基本结构及工作原理。 (6)

9、液晶显示器驱动方法有哪几种方式? (7)

10、液晶显示控制器有哪些特性? (7)

11、自然光和偏振光的区别是什么?简述偏振光的分类及线偏振光的特点。

(7)

12、LCD结构和显示原理。 (7)

第四章发光二极管LED和有机发光二极管OLED显示技术 (10)

1、简述有机发光二极管显示器发光过程。 (10)

2、以ITO阳极-空穴传输层-发光层-电子传输层-金属阴极结构OLED为

例说明每一功能层的作用,并简述其工作原理。 (10)

3、简述影响OLED发光效率的主要因素和提高发光效率的措施。 (11)

4、OLED如何实现彩色显示? (11)

5、简述LED工作原理。 (11)

6、简述LED驱动方式。 (12)

7、OLED的结构与工作原理。 (12)

8、OLED的特点有哪些? (12)

第六章激光显示技术(LDT) (12)

1、激光具有哪些特性? (13)

2、激光用于显示具有哪些优势? (13)

第七章新型光电显示技术 (13)

1、场致发射显示(FED)结构及工作原理 (13)

2、真空荧光显示器(VFD)结构及工作原理 (14)

第八章大屏幕显示技术 (14)

1、DLP特点及工作原理 (14)

2、LCOS特点及工作原理 (15)

第一章绪论

1、显示:就是对信息的表示。

2、像素:指构成图像的最小面积单位,具有一定的亮度和色彩属性。

3、亮度:垂直于传播?方向单位面积(S*cosθ)上的发光强度称为亮度,符号为L,单位为cd/m2。

4、光通量:单位时间发出的光量。

5、光照度:单位受光面积上所接受的光通量。

6、发光强度:光源在给定方向的单位立体角辐射的光通量。

7、对比度:画面上最大亮度和最小亮度之比。

8、灰度:画面上亮度的等级差别。

9、分辨率:单位面积显示像素的数量。

10、点距:荧光屏上两个临近的同色的荧光点的直线距离,即两个红色(或绿色、蓝色)像素单元之间的距离。

11、明适应:从黑暗环境到明亮环境变化的逐渐习惯过程,称为明适应。

12、暗适应:从明亮环境到黑暗环境变化的逐渐习惯过程,称为暗适应。

13、视觉惰性:在外界光的作用下,感光细胞内敏感物质经过曝光染色过程是需要时间的,响应时间约40ms;当外界光消失后,亮度感觉还会残留一段时间,约100ms。人眼的这一特性称为视觉惰性。

14、三基色:可以混合出任意颜色的三个确定的相互独立的基色。分别红光R;绿光G;蓝光B。混合:红+绿=黄;绿+蓝=青;红+蓝=紫;红+绿+蓝=白

15、数据率:指在一定时间内,一定速度下,显示系统能将多少单元的信息转换成图形或文字并显示出来。

16、显色指数:光源对物体的显色能力称为显色指数。

17、场频:垂直扫描频率即屏幕垂直刷新率,常以Hz为单位,表示屏幕的图像每秒钟重复描绘多少次,也就是指每秒钟屏幕刷新的次数。

18、行频:水平扫描频率,指电子枪每秒钟在屏幕上扫过的水平线数。单位一般是KHz。

19、电光效应:通过电学方法,产生光变化的现象称为液晶的电气光学效应,简称电光效应。

20、扫描:文字及图像画面都是由一个个称为像素的点构成的,使这些点顺次显示的方法称为扫描。

21、激光:通过受激发射的放大光。

22、色温:光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时,此时黑体温度就称为此光源色温。

23、激光投影显示:由激光射出的光束,经过光学处理后,成像投影至屏上。

24、场致发射显示器件:即场致发射阵列平板显示器。

简述题:

1、光电显示器件有哪些分类?【作业题】

答:(1)根据收视信息的状态可分为三种:①直观型:电子束型、平板型、数码显示器件;②投影型:前投式、背投式;③空间成像型:主动发光型、被动发光型。(2)根据显示原理可分为:阴极射线管(CRT)、真空荧光管(VFD)、液晶显示器(LCD)、等离子显示器(PDP)、发光二极管(LED)、场致发射显示器(FED)、激光显示器(LPD)等。

2、表征显示器件的主要性能指标有哪些?【作业题】

答:像素、亮度、亮度均匀性、对比度、灰度、分辨率、响应时间、余辉时间、清晰度、解析度、收看距离、周围光线环境、图像的数据率等。

3、简述色彩再现原理。【作业题】

答:①三基色原理:自然界中任意一种颜色均可以表示为三个确定的相互独立的基色的线性组合。用红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)表示。将三基色按一定比例相加混合,就可以模拟出各种颜色。②色彩再现:RGB三色荧光粉点各自在相应的红、绿、蓝电子束的轰击下发光从而产生颜色。③色彩再现过程:三个荧光粉点虽然在荧光屏上占有不同的空间位置,但它们产生的不同颜色的光却落在同一个视觉细胞上,产生出三色相加的视觉效果。

彩色再现是对人眼视觉特性的巧妙利用,荧光屏上所显示的颜色实际上是在观察者自己的视觉上混合产生的。

4、人眼的视觉特性

答:光谱效率、视觉二重功能、暗适应、明适应、视觉惰性、闪烁

5、简述人眼的视觉原理。

答:人眼由瞳孔、角膜、虹膜、晶状体和视网膜等组成。角膜用于承担视网膜上成像所需光线折射;虹膜紧贴晶状体中心有一个瞳孔,用于调节进入眼睛的光通量。晶状体用于调节焦距,以便在视网膜上成不同距离景物的像,视网膜上分布有杆状和锥状细胞。

第二章液晶显示技术(LCD)

1、液晶:在某一温度范围内,从外观看属于具有流动性的液体,同时又具有晶体的各向异性的物质。液晶是白色浑浊的黏性液体,分子形状为棒状。

2、液晶显示器分为:扭曲向列型TN-LCD、超扭曲向列型STN-LCD、薄膜晶体管型TFT-LCD等。

3、驱动方式:静态,动态,有源矩阵,光束扫描

4、LCD静态驱动:在相对应的一对电极间连续外加电场或不外加电场。根据此电信号,同相时液晶上无电场,LCD处于非选通状态。反相时,液晶上施加了一矩形波。当矩形波的电压比液晶阈值高很多时,LCD处于选通状态。当液晶显示器件上显示像素众多时,通过矩阵型的结构,即把水平一组显示像素的背电极都连在一起引出,称之为行电极,把纵向一组显示像素的段电极都连接起来一起引出,称之为列电极。在液晶显示器上每一个显示像素都由其所在的列与行的位置唯一确定。在驱动方式上相应地采用了类同于CRT的光栅扫描方法。

5、LCD动态驱动:是循环地给行电极施加选择脉冲,同时所有为显示数据的列电极给出相应的选择或非选择的驱动脉冲,从而实现某行所有显示像素的显示功能,这种行扫描是逐行顺序进行的,循环周期很短,使得液晶显示屏上呈现出稳定的图象。

简述题:

1、简述液晶的种类与特点。【作业题】

答:种类分为:①溶致液晶:有些材料在溶剂中,处于一定的浓度区间时便会产生液晶,这类液晶称之为溶致液晶。②热致液晶:把某些有机物加热熔解,由于加热破坏了结晶晶格而形成的液晶称为热致液晶。

液晶的特点:①低压微功耗②平板型结构③被动显示型④显示信息量大⑤易于彩

色化⑥无电磁辐射⑦寿命长

2、简述热致液晶分类和特点。【作业题】

答:按照棒形分子排列方式把热致晶体分为三种:向列相液晶,近晶相液晶,胆甾相液晶。

(1)向列相液晶主要特点:具有单轴晶体的光学性质,对外界作用非常敏感,是液晶显示器件的主要材料。

(2)近晶相液晶主要特点:具有正性双折射性,因此,近晶相液晶显示器件比向列相液晶显示器件的特性更优越。

(3)胆甾相液晶主要特点:具有明显的旋光性、圆偏振光二向色性以及选择性光散射等特殊光学性质。因此,常将胆甾相液晶作为控制液晶分子排列的添加剂或直接作为变色液晶膜。

3、试述液晶显示器的特点。

答:(1)低压、微功耗(2)平板型结构(3)被动显示型(4)显示信息量大(5)易于彩色化(6)无电磁辐射(7)长寿命

4、什么是液晶的电光效应?【作业题】

答:液晶分子在某种排列状态下,通过施加电场,将向着其它排列状态变化,液晶的光学性质也随之变化。这种通过电学方法,产生光变化的现象称为液晶的电气光学效应,简称电光效应。

5、LCD显示产生交叉效应的原因是什么? 用什么方法克服交叉效应?【作业题】答:液晶单元是容性负载,是无极性的,即正压和负压的作用效果相同。在液晶显示器的多路驱动中,当一个像素上施加电压时,附近未被选中的像素上也会有一定电压。当所施加的电压大于阈值电压较多,而液晶显示器的电光曲线又不够陡时,附近未被选中的像素也会部分呈现显示状态,这就是液晶显示器在无源多路驱动时固有的交叉效应。

克服交叉效应的方法:①平均电压法:将半选择点上的电压和非选择点上的电压平均化。②最佳偏压法:增加选择点与半选择点间的电压差。(3)有源电路驱动:使每个像素独立驱动。

6、液晶有哪些主要的物理特性?【作业题】

答:液晶特点是同时具有流动性和光学各向异性。物理特性包括:有序性、对称

性、曲率弹性、介电各向异性、磁化率各向异性、折射率各向异性、电导率各向异性、粘滞性。

7、简述TFT-LCD的工作原理。

答:TFT液晶显示器是普通TN型工作方式。在下基板上要光刻出行扫描和列寻址线,构成一个矩阵,在其交点上制作出TFT有源器件和像素电极。同一行中与各像素串连的场效应管(FET)的栅极是连在一起的。而信号电极Y将同一行中各FET的漏极连在一起。而FET的源极则与液晶的像素电极相连。为了增加液晶像素的驰豫时间,还对液晶像素并联上一个合适电容。

当扫描到某一行时,扫描脉冲使该行上的全部FET导通。同时各列将信号电压施加到液晶像素上,即对并联电容器充电。这一行扫描过后,各FET处于开路状态,不管以后列上信号如何变化,对未扫描行上的像素都无影响,即信号电压可在液晶上保持接近一帧时间,使占空比达到百分之百,而与扫描行数无关。8、简述TN-LCD的基本结构及工作原理。【作业题】

基本结构:LCD由以下几层构成并按下面的顺序排列:极性过滤器、薄玻璃板、电极、配列层、液晶、配列层、电极、薄玻璃板、极性滤器。

工作原理:在不加电压的情况下,入射光经过偏光片后通过液晶层,偏光被分子扭转排列的液晶层旋转90度。在离开液晶层时,偏光方向恰与另一偏光板的方向一致,所以光线能顺利通过,在这种情况下,液晶层相当于是透明的,可以看到反射基板的透明电极。当加一个电压时,液晶分子便会重新垂直排列,使光线能直射出去,而不发生任何扭转,使器件不能透光。

在这种情况下,由于没有光反射回来,也就看不到反射板的电极,于是在电极部位出现黑色。加电将光线阻断(有显示),不加电则使光线射出(无显示)。因此,只要将电极制成不同的字的形状,就可以看到不同的黑色字。这种黑字,不是液晶的变色形成的,而是光被遮挡或被穿透的结果。

综上所述,TN液晶显示屏的显示原理是:液晶棒状分子在外加电场的作用下,其排列状态发生变化,使得穿过液晶显示器件的光被调制(即透过与不透过),从而呈现明与暗的显示效果。也就是说,通过控制电压的大小,改变液晶转动的角度和光的行进方向,进而达到改变字符亮度的目的。

9、液晶显示器驱动方法有哪几种方式?

答:静态驱动、简单矩阵驱动、有源矩阵驱动、光束扫描驱动 4种方式。

10、液晶显示控制器有哪些特性?【作业题】

答:控制器可分为——接口部、控制部、驱动部、指令集。接口部:简洁的计算机接口;控制部:具备一整套完整的逻辑控制电路和时序发生器,可实现各种显示功能控制;驱动部:具备液晶显示驱动器工作所必须的扫描时序信号的生成以及发送能力和现实数据的传输能力;指令集:具备功能齐全的控制指令集。11、自然光和偏振光的区别是什么?简述偏振光的分类及线偏振光的特点。【作业题】

答:自然光和偏振光的区别是,自然光不显示出偏振性而偏振光具有偏振性。偏振光分为:自然光、椭圆偏振光、圆偏振光、部分偏振光。线偏振光的特点是:在传播过程中,它在垂直于传播方向的平面上,光矢量的端点轨迹是一直线。12、LCD结构和显示原理。【重要】

LCD显像原理

(1)结构

将设有透明电极的两块玻璃基板用环氧类黏合剂进行封合,并把液晶封入其中而成,与液晶相接的玻璃基板表面有使液晶分子取向的膜,一侧玻璃基板内面与像素相对应,设有三基色彩色滤光片。

(2)液晶的物理性质:通电时导通,排列有序,使光线容易通过。

(3)显示原理

液晶本身不发光,故在显示屏两边都设有作为光源的灯管,而在液晶显示屏背面有一块背光板和反光膜。背光板提供均匀的背景光源。背光板发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层。

液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中,一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。在玻璃板与液晶材料之间有透明电极,电极分为行和列,在行与列的交叉点上,通过改变电压而改变液晶的旋光状态,液晶材料的作用类似于一个个小的光阀。在液晶材料周边是控制电路部分和驱动电路部分。

LCD是把液晶灌入两个列有细槽的平面之间。这两个平面上的槽互相相交成90°。而位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90°扭转的状态。由于光线顺着分子的排列方向传播,所以光线经过液晶时也被扭转90°。此时,由于液晶前后的两块偏振片方向垂直,所以正好光可以透过。

但当液晶上加一个电压时,分子便会重新垂直排列,使光线能直射出去,而不发生任何扭转。因为偏振方向垂直,此时光线正好无法通过第二块偏振片,处于光线阻断状态。

12、普通矩阵LCD的驱动技术。动态驱动器原理(点矩阵式),行列脉冲序列(5×7点阵为例)

扫描行

com1-seg1

com2-seg1

平均电压值法计算行列差值电压公

式:V3=VCC-2V0/5;V4=VCC-3V0/5;V5=VCC-4V0/5;V6=VCC-V0。

V0值的选择由液晶显示器件的阈值电压确定。

第四章发光二极管LED和有机发光二极管OLED显示技术

1、电致变色:施加电压后物质发生氧化还原反应使颜色发生可逆性的变色现象。

2、有机发光二极管:基于有机材料的一种电流型半导体发光器件。

3、发光二极管:当在其整流方向施加电压时,有电流注入,电子与空穴复合,其一部分能量变换为光并发射的二极管。

4、LED特点:电光效率高、体积小、寿命长、电压低、节能和环保。

5、驱动方式:直流驱动、恒流驱动、脉冲驱动。

简述题:

1、简述有机发光二极管显示器发光过程。

答:①在外加电场作用下载流子的注入:电子和空穴分别从阴极和阳极向夹在电极之间的有机功能薄膜注入;②载流子传输和复合:注入的电子和空穴分别从电子传输层和空穴输送层向发光层迁移。③载流子的复合:电子和空穴复合产生激子;④激子迁移:激子在电场作用下迁移,能量传递给发光分子,并激发电子从基态跃迁到激发态;⑤电致发光:激发态能量通过辐射跃迁,产生光子,释放出能量。

2、以ITO阳极-空穴传输层-发光层-电子传输层-金属阴极结构OLED为例说明每一功能层的作用,并简述其工作原理。

答:空穴传输层(HTL)负责调节空穴的注入速度和注入量, 电子传输层(ETL)负责调节电子的注入速度和注入量,注入的电子和空穴在发光层中因库仑相互作用,结合在束缚状态中形成激子,激子衰变辐射出光子。阳极ITO起到导电和空

穴注入电极的作用,金属阴极起到导电和电子注入电极的作用。

3、简述影响OLED发光效率的主要因素和提高发光效率的措施。

答:影响OLED发光效率的主要因素有:①注入效率和均衡程度②载流子迁移率③激子荧光量子效率④单线态激子形成概率⑤能量转移。

提高发光效率的措施有:①选择合适电极和有机层材料,提高载流子注入效率和均衡程度②采用薄膜结构和载流子传输层提高两种载流子的迁移率,并且使两者相差较小③改善器件的界面特性,提高器件的量子效率④利用能量转移提高发光效率⑤开发三线态电致发光材料。

4、OLED如何实现彩色显示?

答:方式a是分别制备红、绿、蓝(即R、G、B)三原色的发光中心,然后调节三种颜色不同程度的组合,产生真彩色。红、蓝、绿三色独立发光是目前采用最多的发光模式。

方式b是首先制备发白光的器件,然后通过滤色膜得到三原色,重新组合三原色从而实现彩色显示。

方式c是首先制备发蓝光的器件,然后通过蓝光激发其他层材料分别得到红光和绿光,从面进一步得到彩色显示。由于必须加入显示全彩的色转换层物质,发光效率较差。

方式d是首先制备发白光或近于白光的器件,然后通过微腔共振结构的调谐,得到不同波长的单色光,然后再获得彩色显示。

方式e采用堆叠结构,将采用透明电极的红、绿、蓝发光器件纵向堆叠,从而实现彩色显示。

较普及的全彩技术主要为方式a、b、c前三种;

5、简述LED工作原理。

答:LED主要由PN结芯片、电极和光学系统等组成。由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种物料封装而成。

工作原理:是一个电光转换过程。当一个正向偏压施加于PN结两端,由于PN 结势垒的降低,P区的正电荷将向N区扩散,N区的电子也向P区扩散,同时在两个区域形成非平衡电荷的积累。由于电流注入产生的少数载流子是不稳定的,对于PN结系统,注入到价带中的非平衡空穴要与导带中的电子复合,其中多余

的能量将以光的形式向外辐射,电子和空穴的能量差越大,产生的光子的能量就越高。能量级差大小不同,产生光的频率和波长就不同,相应的光的颜色就不同。

6、简述LED驱动方式。

答:按驱动方式分为:恒流式、稳压式。按电路结构方式分为:电阻或电容降压方式、常规变压器降压方式、电子变压器降压方式、RCC降压方式开关电源、PWM 控制方式开关电源。

7、OLED的结构与工作原理。

结构分为:基层、阳极、有机层、导电层、发射层、阴极。

工作原理:在外界电压的驱动下,由阴极的电子和阳极的空穴分别从电子传输层和空穴传输层向有机发光层迁移,在有机层中复合,释放能量,有机发光物质分子受到激发,跃迁到激发态,受激分子从激发态回到基态时产生发光现象。

8、OLED的特点有哪些?

优点:发光效率高、具有自发光特性、轻薄、可视角度更大、低功耗。缺点:电磁干扰。

第六章激光显示技术(LDT)

1、电光调制:电光调制的物理基础是光电效应。光电效应是指物质的折射率因外加电场而发生变化的一种效应。可做成光调制器件、光偏转器件和电光滤波器件。

分类:①线性光电效应:折射率随外加电场呈线性变化。②二次光电效应:折射率随外加电场平方成比例变化。

2、声光调制原理:超声波是一种弹性波,在介质中传播时,引起介质疏密程度交替变化,折射率也发生变化。所以超声波可看成是超声光栅,光栅常数等于声波波长。入射光进入介质时被光栅衍射,且衍射光的强度、频率、方向都受超声场影响。

3、激光显示优点:高方向性和空间相干性、高单色性和时间相干性、高亮度和光子简并度

简述题:

1、激光具有哪些特性?

高方向性和空间相干性;单色性和时间相干性;高亮度和光子简并度。

2、激光用于显示具有哪些优势?

(1)激光发射光谱为线谱,色彩分辨率高,色饱和度高,能够显示鲜艳而且清晰的颜色;

(2)激光可供选择的谱线很丰富,能够用来显示丰富的色彩;

(3)激光方向性好,易实现高分辨显示;

(4)激光强度高,可实现高亮度、大屏幕显示。

第七章新型光电显示技术

1、场致发射显示(FED)结构及工作原理。

结构:FED 显示器是一个真空电子器件,它由两块平板玻璃,周边用特殊的玻璃封接而成。阳极板上有红、绿、蓝三基色荧光粉条,它们之间由黑矩阵隔开。阴极板上有行列寻址的微尖场发射阵列和栅极。每一个像素由相交的金属带行列的交叉点所选通,而每一个像素中包含有大量的微尖。阳极板和阴极板之间有支撑结构,以抵抗大气压。

工作原理:电子由与荧光屏大小相同的场发射阴极阵列发出,每个荧光粉发光点对应一个场发射阴极。阴极发射电流由行和列电极上的电压控制,发光是逐行进行的。因此每个阵列阴极的发射电流远远小于CRT中的电子束流。由场发射阴极构成行电极,控制栅极构成列电极。在阴极一栅极之间加有低于100V的电压,被选通的发射极将在加电压的瞬间发射电子,电流密度很低,驱动电路复杂,因此功耗很低。

2、真空荧光显示器(VFD)结构及工作原理。

结构:由阴极、阳极和栅极这三个基本电极组成。这三个电极被封在高真空环境的玻璃管子里构成了VFD显示器。

工作原理:通过电极引线施加驱动电压使之工作,阴极发射的电子经栅极和阳极所加的正电压而加速,并激励涂覆于阳极上的荧光粉而发光。首先在各个电极上施加额定电压时,阴极灯丝加热至650℃,则从阴极上释放出热电子。栅极位于阴极和阳极之间,热电子获得加速向阳极方向扩散,能否扩散到阳极决定于栅极电位相对于阴极是正电位还是负电位。栅极上加上正电压,可加速并扩散自灯丝所放射出来的电子,将之导向阳极,使阳极发光;相反地,如果加上负电压,则能拦阻游向阳极的电子,使阳极消光。必要条件是在阳极上施加正向电压。即栅极和阳极同时施加正向电压时才能产生发光显示。

第八章大屏幕显示技术

1、投影显示的分类

按工作原理,投影机可分为:投影管式、光阀式和激光式。

根据成像器件核心技术的不同分为:CRT(阴极射线管投影机)、LCD(液晶投影机)、LCOS(反射式液晶投影机)和DLP(数字光学处理器投影机)四种主要类型。CRT 和LCD 投影机采用透射式投射方式,DLP 和LCOS 投影机采用反射式投射方式。

2、LCOS投影机特点:开口率大,光能利用好、利于大量生产,成本相对较低、高分辨率,1280×1024。

简述题:

1、DLP特点及工作原理

特点:结构紧凑、光效率高、高对比度、寿命长、没有汇聚问题、响应速度快。工作原理:以DMD数字微反射器作为光阀成像器件。DMD投影机根据反射镜片的多少可以分为单片式,双片式和三片式。以单片式为例,DLP能够发生色彩是由于放在光源路径上的色轮光源发出的光通过会聚透镜到黑色滤色片产生RGB三基色,包括不可胜数微镜的DMD芯片,将光源发出的光通过快速转动的红、绿、

蓝过滤器投射到一个镶有微镜面阵列的微芯片DMD外表,这些微镜面以每秒5000次的速度转动,反射入射光,经由整形透镜后通过镜头投射出画面。

所有文字图象就是经过这块板发生一个数字信号,一个DLP电脑板由模数解码器、内存芯片、一个影象处置器及几个数字信号处置器组成。然后,数字信号转到DLP系统的心脏DMD而光束通过一高速旋转的三色透镜后,被投射在DMD 上,然后通过光学透镜投射在大屏幕上完成图像投影。

2、LCOS特点及工作原理

特点:LCOS具有利用光效率高、体积小、开口率高、制造技术较成熟等特点,它可以很容易的实现高分辨率和充分的色彩表现。

工作原理:LCOS利用CMOS半导体制程,将电路及平面的反射镜做在非常平滑的硅芯片上做为基础,然后在此平面的硅基上涂布LCD,并将液晶着床于硅芯片之上,然后再覆上一片非常薄的玻璃。实际应用时,是把光线由外部投射至芯片之上,再由芯片上面那层LCD的明暗变化来决定要反射多少的光线出去,而此一反射率之变化则是受到影像讯号的调制;因此,只要把影像讯号加诸于硅芯片,经由芯片反射出来的光线就会随着视讯产生变化,此一变化再经由透镜投射至银幕,就变成可以观赏的投影机画面了。

光电技术简答题复习资料

“光电技术简答题”复习资料 一、回答问题: 7、什么是朗伯辐射体? 在任意发射方向上辐射亮度不变的表面,即对任何θ角Le 为恒定值(理想辐射表面)。朗伯辐射表面在某方向上的辐射强度与该方向和表面法线之间夹角的余弦成正比。 θc o s 0I I = 10、写出光源的基本特性参数。 (1)辐射效率和发光效率 (2)光谱功率分布 (3)空间光强分布 (4)光源的色温 (5)光源的颜色 11、光电探测器常用的光源有哪些? 热辐射光源:太阳;白炽灯,卤钨灯;黑体辐射器(模拟黑体,动物活体)。 气体放电光源:汞灯,钠灯,氙灯,荧光灯等。 固体发光光源:场致发光灯,发光二极管等。 激光器:气体激光器,固体激光器,染料激光器,半导体激光器等。 12、画出发光二极管的结构图并说明其工作原理。 发光二极管的基本结构是半导体P-N 结。 工作原理:n 型半导体中多数载流子是电 子,p 型半导体中多数载流子是空穴。P-N 结未加电压时构成一定势垒。加正向偏压时,内 电场减弱,p 区空穴和n 区电子向对方区域的 扩散运动相对加强,构成少数载流子的注入,从而p-n 结附近产生导带电子和价带空穴的复合,复合中产生的与材料性质有关的能量将以热能和光能的形式释放。以光能形式释放的能量就构成了发光二极管的光辐射。 13、说明发光二极管的基本特性参数有哪些。 (1)量子效率: 1)内发光效率:PN 结产生的光子数与通过器件的电子数的比例。 2)外发光效率:发射出来的光子数与通过器件的电子数的比例。 (2)发光强度的空间分布: (3)发光强度与电流关系:电压低于开启电压时,没有电流,也不发光。电压高于开启电压时显示出欧姆导通性。在额定电流范围内,发光强度与通过的电流成正比。 (4)光谱特性:发射功率随光波波长(或频率)的变化关系。 (5)响应时间:从注入电流到发光二极管稳定发光或停止电流到发光二极管熄灭所用的时间。表达了发光二极管的频率特性。 (6)寿命:亮度随时间的增加而减小。当亮度减小到初始值的e -1时所延续的时间。 17、简述PN 结光伏效应(分正偏、反偏、零偏三种情况)。 S i O 2 铝电极 背电极 P N + - 图 发光二极管的结构图

光电管特性的研究讲义

课题光电管特性的研究 1.了解光电效应实验的基本规律和光的量子性; 教学目的 2.测定光电管的伏安特性,研究光电流强度与加在光电管两极间电压的关系; 3.测定光电管的光电特性,研究光电流强度与照在光电管阴极上光通量的关系。重难点 1.光电管的伏安特性和光电特性; 2.最小二乘法处理数据。 教学方法讲授、讨论、实验演示相结合。 学时 3个学时 一、前言 光电效应是指在光的作用下,从物体表面释放电子的现象,所逸出的电子称为光 电子。这种现象是1887年赫兹研究电磁波时发现的。在光电效应中,光不仅在被吸 收或发射时以能量h 的微粒出现,而且以微粒形式在空间传播,充分显示了光的粒 子性。 1905年爱因斯坦引入光量子理论,给出了光电效应方程,成功地解释了光电效应 的全部实验规律。1916年密立根用光电效应实验验证了爱因斯坦的光电效应方程,并 测定了普朗克常量。爱因斯坦和密立根都因为光电效应方面的杰出贡献,分别获得 1921年和1923年诺贝尔物理学奖。而今光电效应已经广泛地应用于各科技领域,例 如利用光电效应制成的光电管、光电倍增管等光电转换其间,把光学量转换成电学量 来测量。光电元件已成为石油钻井、传真电报、自动控制等生产和科研中不可缺少的 元件。 二、实验仪器 暗匣(内装光电管及小灯泡及米尺);光电效应实验仪(包括24V稳压电源、12V 可调稳压电源、1 3位数子电压表和电流表,分别指示光电管电压、光源电流和光电 2 流、调节光电管电压的电位器、调小灯电流的可变电阻)。

三、实验原理 金属或金属化合物在光的照射下有电子逸出的现象,称为光电效应,或称为光电发射。产生光电发射的物体表面通常接电源负极,所以又称为光电阴极,光电阴极往往不由纯金属制成,而常用锑钯或银氧钯的复杂化合物制成,因为这些金属化合物阴极的电子逸出功远较纯金属小,这样就能在较小光照下得到较大的光电流。把光电阴极和另一个金属电极-阳极仪器封装在抽成真空的玻璃壳里就成了光电管。光电管在现代科学技术中如自动控制、有声电影、电视、以及光讯号测量等方面都有重要的应用。 1905年爱因斯坦提出“光子”概念,光是由一些能量E h ν=的粒子组成的粒子流。按照光子理论,光电效应是光子与电子碰撞,光子把全部能量(h ν)传给电子,电子获得的能量,一部分用来克服金属表面对它的束缚,另一部分成为该电子(光电子)逸出金属表面后的动能。根据能量守恒有 2 max 12 h mv W ν=+ 该式就是著名的爱因斯坦光电效应方程。由于 一个电子只能吸收一个光子的能量,该式表明光电子的初动能与入射光的频率呈线性关系,与入射光子数无关。 本实验是利用真空光电管来研究这一实验的基本规律,验证爱因斯坦的光电子理论。实验原理图如图5.12-1所示,C 为光电管的阴极,A 为光电管的阳极,调节R ,可在A 、C 两极间获得连续变化的电压。光的强弱决定于光子的多少,当用一定强度的光照射到光电管阴极时,光子(h ν)流 射到C 上打出光电子,阴极释放的电子在电场的作用下向阳极迁移,回路中将形成光电流。光电流的大小与光电管两极间电压及光电管阴极的光通量(光通量与光强成正比)都有关。

完整word版,光电技术期末复习

第一章光辐射与光源 1.1辐射度的基本物理量 1.辐射能Qe:一种以电磁波的形式发射,传播或接收的能量。单位为J(焦耳)。 2辐射通量Φe:又称为辐射功率Pe,是辐射能的时间变化率,单位为W(瓦),是单位时间内发射,传播或接收的辐射能,Φe=dQe/dt(J/S焦耳每秒) 3辐射强度Ie:点辐射源在给定方向上单位立体角内的辐射能量单位为W/sr(瓦每球面度) Ie=dΦe/dΩ. 4辐射照度Ee:投射在单位面积上的辐射能量,Ee=dΦe/dA单位为(W/㎡瓦每平方米)。dA是投射辐射通量dΦe的面积元。 5辐射出射度Me:扩展辐射源单位面积所辐射的通量,即Me=dΦ/dS。dΦ是扩展源表面dS在各方向上(通常为半空间360度立体角)所发出的总的辐射通量,单位为瓦每平方米(W/㎡)。 6,辐射亮度Le:扩展源表面一点处的面元在给定方向上单位立体角,单位投影面积内发出的辐射通量,单位为W/sr*㎡(瓦每球面度平方米)。 7光谱辐射量:也叫光谱的辐射量的光谱密度。是辐射量随波长的辐射率。 光辐射量通量:Φe(λ):辐射源发出的光在波长为λ处的单位波长间隔内的辐射通量。 Φe(λ)=dΦe/dλ单位为W/um或W/nm。 1.2 明视觉光谱光视效率V(λ):视觉主要由人眼视网膜上分布的锥体细胞的刺激所引起的。(亮度大于3cd/m2,最大值在555nm处) 暗视觉光谱光视效率:视觉主要由人眼视网膜上分布的杆状细胞刺激所引起的。(亮度小于0.001cd/m2,最大值在507nm处) 1.3 辐射度量和光度量的对照表 辐射度量符号单位光度量符号单位 辐射能Qe J 光量Qv Lm/s 辐射通量或 辐射功率 Φe W 光通量Φv lm 辐射照度Ee W/㎡光照度Ev Lx=lm/㎡ 辐射出度Me W/㎡光出射度Mv Lm/㎡ 辐射强度Ie W/sr 发光强度Iv Cd=lm/sr 辐射亮度Le W/sr*㎡光亮度 光谱光视效率 Lv V(λ) Cd/㎡ 按照人眼的视觉特性V(λ)来评价的辐射通量Φe即为光通量Φv: Φv=Km 780 380 Φe(λ)V(λ)dλ式中Km为名视觉的最大光谱光谱光视效率函数,也成为光功当量。国际实 用温标理论计算值Km为680lm/W。 光度量中最基本的单位是发光强度单位——坎德拉,记作cd,它是国际单位制中七个基本单位之一(其他几个为:米,千克,秒,安(培),开(尔文),摩(尔))。光通量的单位是流明(lm),它是发光强度为1lm的均匀电光源在单位立体角内发出的光通量。光照度的单位是勒克斯(lx),它相当于1lm的光通量均匀的照在1m2的面积上所产生的光照度。 1.4 热辐射的基本物理量(5页) 1辐射本领:辐射体表面在单位波长间隔单位面积内所辐射的通量 2吸收率α(λ,T):在波长λ到λ+dλ间隔内被物体吸收的通量与λ射通量之比,它与物体的温度和波长有关,

《光电子技术实验》指导书

《光电子技术实验》指导书 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院 2010年12月 实验规则及注意事项 由于本实验课所用设备属于高技术实验系统,许多组件价格昂贵,易于损坏,所以实验者在做实验前应该充分复习实验大纲上的内容,实验者在做实验时应注意以下几点事项: 1.操作光纤时应注意不能用力拉扯光纤,不能随意弯曲光纤。实验时不要用手碰动与实验无关的光纤部分。 2.实验调节电流时注意不要使工作电流超过限额。电流过大有可能损坏光源和光探测器以及其它有源器件。 3.不能直视光纤、激光器出射的光束! 4.调节光学微调架时要小心、轻力,严禁强力搬拧光学微调架。 目录 实验1:光源与光纤耦合调整及光纤损耗特性测量实验 (4) 实验2:光纤温度传感系统特性实验 (8) 实验一.光源与光纤耦合调整及光纤损耗特性测量实验 一.实验目的 (1)了解提高光源与光纤耦合效率的原理及方法。重点掌握光路调整及光纤处理的基本方法。

(2) 了解光纤损耗的定义,掌握光纤衰减的测试方法。 二. 实验原理 1. 光源与光纤耦合调整实验原理 (1) 直接耦合:这种方法将光纤的端面直接靠近光源的发光面,为了保证耦合 的效率,光纤的端面必须经过特殊处理,而且光纤端面与光源发光面的距离要尽可能的近。光源的发光面不应该大于纤芯的横截面面积,这是为了避免较大的耦合损耗。通常带尾纤的光源都使用这种耦合方式。这种耦合方法对光源耦合封装工艺技术要求较高。 (2) 使用透镜耦合:具体方法描述如下——将光源发出的光通过透镜聚焦到光 纤的纤芯上,可以使光源与光纤的耦合效率提高。具体原理见图1。 五维调节架五维调节架 图1.透镜耦合 (3) 利用五维调节架对光纤入端及出端进行位置调整,使输出功率达到最大。 (4) 耦合效率的计算(适合所有的耦合方法): 2 1P P ≡η 其中P 1为输出功率,P 2为输入功率。 2. 光纤损耗特性测量实验 光纤衰减是光纤中光功率减少量的一种度量,它取决于光纤的工作波长类型和长度,并受测量条件的影响。

光电显示技术复习题.

第一章绪论 名词解释: 1、明适应:从黑暗坏境到明亮环境变化的逐渐习惯过程,成为明适应。 2、像素:构成图像的最小单元。 3、对比度:画面上最大亮度和最小亮度之比。 4、灰度:画面上亮度的等级差别。 5、分辨率:单位面积显示像素的数量。 6,亮度:指从给定方向上观察的任意表面的单位投射面积上的发光强度。 简述题: 1、显示器件的主要性能指标? 有像素、亮度、对比度、灰度、分辨力、清晰度等。 2、人眼的视觉特性 光谱效率、视觉二重功能、暗适应、明适应、视觉惰性、闪烁 3、直观性光电显示器件,按照设备的形态可分为: (1)电子束型,如CRT ; (2)平板型,如液晶显示器LCD,等离子显示器PDP,电致发光显示器ELD,全彩色LED大屏幕显示器等; (3)数码显示器件。(可供选择:LCD, LED, CRT, ELD, PDP 等) 4、光电显示器件有哪些分类? 直观型(主动发光型和被动显示型); 投影型(前投式和背投式); 空间成像型. 5、光度学中有哪几个主要物理量?它们是如何定义的? 各自的单位是什么? 光通量:能够被人的视觉系统所感受到的那部分光辐射功率的大小的度量,单位是流明(lm)。 发光强度:为了描述光源在某一指定方向上发出光通量能力的大小,定义在指定方向上的一个很小的立体角元内所包含的光通量值,除以这个立体角元,所得的商为光源在此方向上的发光强度。单位为坎德拉(cd)。 照度:单位面积上的光通量,单位是勒克斯(lx)。 亮度:单位面积上的发光强度,单位为坎德拉/平方米(cd/m2)。 6、描述彩色光的3个基本参量是什么?各是什么含义? 答:色调是指在物体反射的光线中以哪种波长占优势来决定的,不同波长产生不同颜色的感觉。色调是彩色最重要的特征,它决定了颜色本质的基本特征。 颜色的饱和度是指一个颜色的鲜明程度。饱和度是颜色色调的表现程度,它取决于表面反射光的波长范围的狭窄性(即纯度)。在物体反射光的组成中,白色光越少,则它的色彩饱和度越大。 明度是指刺激物的强度作用于眼睛所发生的效应,它的大小是由物体反射系数来决定的,反射系数越大,则物体的明度越大,反之越小。明度是人眼直接感受到的物体明亮程度,可描写人眼主观亮度感觉。 阐述题: 1、试述研究显示技术的意义及显示技术的发展历史。

微型计算机控制技术复习总结完整版

《微型计算机控制技术》学科复习总结★第一部分选择题 ?使用说明:本部分对应考试题型的选择题部分,注意看选项答案,莫只记选项! ★★1. RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是(C)(1分) A. 0.3V以下 B. 0.7V以上 C. -3V以下 D. +3V以上2.下面关于微型计算机控制技术的叙述,正确的是( D )。 A.微型计算机控制技术只能用于单片机系统 B.任何控制系统都可以运用微型计算机控制技术 C.微型计算机控制技术不能用于自动化仪表 D.微型计算机控制技术可用于计算机控制系统及自动化仪表3. 计算机监督系统(SCC)中,SCC计算机的作用是( B )。 A.接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机 B.按照一定的数学模型计算给定值并提供给DDC计算机 C.当DDC计算机出现故障时,SCC计算机也无法工作 D.SCC计算机与控制无关 4.关于现场总线控制系统,下面的说法中,不正确的是( C )。 A.省去了DCS中的控制站和现场仪表环节 B.采用纯数字化信息传输 C.只有同一家的FCS产品才能组成系统 D.FCS强调“互联”和“互操作性” 5. 闭环控制系统是指(B) A.系统中各生产环节首尾相连形成一个环 B.输出量经反馈环节回到输入端,对控制产生影响 C.系统的输出量供显示和打印 D.控制量只与控制算法和给定值相关 6. 多路开关的作用是(A) A.完成模拟量的切换 B. 完成数字量的切换 C.完成模拟量与数字量的切换 D. 完成模拟量或数字量的切换 7. 采样-保持电路的逻辑端接+5V,输入端从2.3V变至2.6V,输出端为(A)

光电检测试验讲义

光电检测试验讲义

实验一 光敏电阻特性参数测量及暗光街灯实验 一、实验目的: 1、了解光敏电阻的电阻特性,掌握光敏电阻的伏安特性及其随光照强度的变化规律。 2、利用光敏电阻的电阻变化特性,将之作为街灯自动点亮与熄灭的传感器件,掌握基于光敏电阻的暗光街灯的工作原理及应用。 二、实验原理: 光敏电阻是最典型的光电效应器件,即其电导率随光照强度而发生变化。半导体光电导器件是利用半导体材料的光电导效应制成的光电探测器件。本实验旨在测定光敏电阻在不同光照环境下的电阻值,并测定其伏安特性随光照强度的变化规律。 根据实验测定,光敏电阻的电阻值随光亮度的增大而迅速减小。利用这一特性,设计了暗光街灯演示实验。其原理是当环境变暗时光敏电阻的阻值增大,当亮度降低到一定值时,即光敏电阻值增大到某一阈值时,光电传感电路系统自动点亮小灯泡,从而达到与暗光街灯相似的目的。 三、实验所需单元: 直流稳压电源,光敏电阻,数字电压表,电流(毫安)表,暗光街灯电路, 小灯泡(负载),万用表。 四、实验步骤: (一)光敏电阻特性测试 万用表 图 1.1 暗、 图 1.2 伏安 mA U I

(1) 光敏电阻的暗、亮电阻测定。如图3.1所示,用万用表从光敏电子两端测定它在不同光照条件下的电阻值,将测得的结果填入表格。 (2) 光敏电阻伏安特性测定。按图1.2所示连接各元件和单元,检查连接无误后,开启电源。用一挡光物(如黑纸片或瓶盖)遮住光敏电阻(视为全暗),分别接插不同的电压U 值(可调电压的获取:通过面板“电机控制1”或“电机控制2”的Vin 输入5V ,Vout 可输出如0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0, 4.5,5.0V 等不同电压值),利用电流表测定流过光敏电阻的电流值I ,数字电压表测定U 值。 改变光敏电阻的光照强度(如全暗、日光灯、手电筒、激光照射),重复测定I 与U 的关系,可得到图1.3所示的伏安特性关系曲线族。 (3) 分析上述测量结果, 进一步了解光敏电阻的光敏特性,掌握其中的变化规律。 光 照 状 况 全 暗 日光灯照射 手电筒斜照射 手电筒直照射 激光照射 光敏电阻值(k ) I U 图 1.3 光敏电 光照

光电显示技术期末复习资料

光电显示技术期末复习资料 第一章绪论 (2) 1、光电显示器件有哪些分类? (3) 2、表征显示器件的主要性能指标有哪些? (3) 3、简述色彩再现原理。 (3) 4、人眼的视觉特性 (3) 5、简述人眼的视觉原理。 (4) 第二章液晶显示技术(LCD) (4) 1、简述液晶的种类与特点。 (4) 2、简述热致液晶分类和特点。 (5) 3、试述液晶显示器的特点。 (5) 4、什么是液晶的电光效应? (5) 5、LCD显示产生交叉效应的原因是什么? 用什么方法克服交叉效应? (5) 6、液晶有哪些主要的物理特性? (5) 7、简述TFT-LCD的工作原理。 (6) 8、简述TN-LCD的基本结构及工作原理。 (6) 9、液晶显示器驱动方法有哪几种方式? (7) 10、液晶显示控制器有哪些特性? (7) 11、自然光和偏振光的区别是什么?简述偏振光的分类及线偏振光的特点。 (7) 12、LCD结构和显示原理。 (7) 第四章发光二极管LED和有机发光二极管OLED显示技术 (10) 1、简述有机发光二极管显示器发光过程。 (10) 2、以ITO阳极-空穴传输层-发光层-电子传输层-金属阴极结构OLED为 例说明每一功能层的作用,并简述其工作原理。 (10) 3、简述影响OLED发光效率的主要因素和提高发光效率的措施。 (11) 4、OLED如何实现彩色显示? (11) 5、简述LED工作原理。 (11) 6、简述LED驱动方式。 (12) 7、OLED的结构与工作原理。 (12) 8、OLED的特点有哪些? (12) 第六章激光显示技术(LDT) (12) 1、激光具有哪些特性? (13) 2、激光用于显示具有哪些优势? (13) 第七章新型光电显示技术 (13) 1、场致发射显示(FED)结构及工作原理 (13) 2、真空荧光显示器(VFD)结构及工作原理 (14) 第八章大屏幕显示技术 (14) 1、DLP特点及工作原理 (14) 2、LCOS特点及工作原理 (15)

光电检测期末复习

复习题 1、光电检测系统通常主要由光学变换、光电转换、电信号处理三部分组成。 2、在环境亮度大于102时,最强的视觉响应在光谱蓝绿区间的555 处。 3、光电倍增管由光窗、光电阴极、电子光学系统、电子倍增系统和阳极五个主要部分组成。由于其引入了电子倍增机构,因此具有灵敏度高、响应时间快等特点,常被使用。 4、指的是帧转移型 5、发光二极管()是一种注入电致发光器件,他由P型和N型半导体组合而成。其发光机理可以分为结注入发光_、_异质结注入发光。 6、光电池的结工作在零偏状态,它的开路电压会随光照强度的增加而增加。 7、对于辐射源来说,光通量(光功率)定义为单位时间内向所有方向发射的可见光能量。 8、激光的形成必须具有工作物质、泵浦源、光学谐振腔。 9、入瞳位于无限远,物方主光线平行于光轴的光学系统称为物方远心光路,此光路克服了调焦不准带来的测量误差,常用于瞄准、读数和精密测量。 10、短焦物镜用于拍近距离物体,焦距越短,视场角越大,因此也称为广角物镜。 11、载光电耦合器件既具有光电耦合特性,又具有隔离特性

12、三种典型光子效应是指光电发射效应、光电导效应和光伏效应。 1 / 14 13、光敏电阻的工作原理是光照产生光生载流子,使其电阻值急剧减小。 14、与其它器件相比,最突出的特点是它以电荷作为信号,而其他大多数器件是以电流或者电压作为信号。 15、依据噪声产生的物理原因,光电探测器的噪声可大致分为散粒噪声、热噪声和低频噪声三类。 16、由于光源发光的各向异性,许多光源的发光强度在各个方向 是不同的。若在光源辐射光的空间某一截面上,将发光强度相同的点连线,得到该光源在该截面的发光强度曲线,称为配光曲线。 17、人眼按不同照度下的响应可分为明视觉、暗视觉。 18、降压使用对于光电测量用的白炽灯光源十分重要,因为灯泡寿命的延长将使系统的调整次数大为减少,也提高了系统的可靠性。 19、出瞳位于像方无限远处,平行于光轴的像方主光线在无限远处会聚于出瞳中心的光路被称为像方远心光路,它用于大地测量中测距,能大大提高测距精度。 20、集光镜将光源成像到聚光镜的前焦面上,孔径光阑位于聚光镜的物方焦面上,组成像方远心光路,视场光阑被聚光镜成像到物面上,称为远心柯勒照明。 1、光子效应

光电显示技术实验讲义

实验一有机发光器件(OLED)参数测量 一、实验目的: 1.了解有机发光显示器件的工作原理及相关特性; 2.掌握OLED性能参数的测量方法; 二、实验原理简介: 1979年,柯达公司华裔科学家邓青云(Dr. C. W. Tang)博士发现黑暗中的有机蓄电池在发光,对有机发光器件的研究由此开始,邓博士被誉为OLED之父。 OLED (Organic Light Emitting Display,中文名有机发光显示器)是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下,通过载流子注入和复合导致发光的现象。OLED用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极,在一定电压驱动下,电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层,电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层,并在发光层中相遇,形成激子并使发光分子激发,后者经过辐射弛豫而发出可见光。辐射光可从ITO一侧观察到,金属电极膜同时也起了反射层的作用。 图1:OLED结构示意图 与LCD相比,OLED具有主动发光,无视角问题,重量轻,厚度小,高亮度,高发光效率,发光材料丰富,易实现彩色显示,响应速度快,动态画面质量高,使用温度范围广,可实现柔软显示,工艺简单,成本低,抗震能力强等一系列的优点。 如果一个有机层用两个不同的有机层来代替,就可以取得更好的效果:当正极的边界层供应载流子时,负极一侧非常适合输送电子,载流子在两个有机层中间通过时,会受到阻隔,直至会出现反方向运动的载流子,这样,效率就明显提高了。很薄的边界层重新结合后,产生细小的亮点,就能发光。如果有三个有机层,分别用于输送电子、输送载流子和发光,效率就会更高。

为提高电子的注入效率,OLED阴极材料的功函数需尽可能的低,功函数越低,发光亮度越高,使用寿命越长。可以使用Ag 、Al 、Li 、Mg 、Ca 、In等单层金属阴极,也可以将性质活泼的低功函数金属和化学性能较稳定的高功函数金属一起蒸发形成合金阴极。如Mg: Ag(10: 1),Li:Al (0.6%Li),功函数分别为3.7eV和3.2eV,合金阴极可以提高器件的量子效率和稳定性,同时能在有机膜上形成稳定坚固的金属薄膜。此外还有层状阴极和掺杂复合型电极。层状阴极由一层极薄的绝缘材料如LiF, Li2O,MgO,Al2O3等和外面一层较厚的Al组成,其电子注入性能较纯Al电极高,可得到更高的发光效率和更好的I-V特性曲线。掺杂复合型电极将掺杂有低功函数金属的有机层夹在阴极和有机发光层之间,可大大改善器件性能,其典型器件是ITO/NPD/AlQ/AlQ(Li)/Al,最大亮度可达30000Cd/m2,如无掺Li层器件,亮度为3400Cd/m2。 为提高空穴的注入效率,要求阳极的功函数尽可能高。作为显示器件还要求阳极透明,一般采用的有Au、透明导电聚合物(如聚苯胺)和ITO导电玻璃,常用ITO玻璃。 载流子输送层主要是空穴输送材料(HTM)和电子输运材料(ETM)。空穴输送材料(HTM)需要有高的热稳定性,与阳极形成小的势垒,能真空蒸镀形成无针孔薄膜。最常用的HTM均为芳香多胺类化合物,主要是三芳胺衍生物。TPD:N,N′-双(3-甲基苯基)-N,N′-二苯基-1,1′-二苯基-4,4′-二胺NPD: N,N′-双(1-奈基)-N,N′-二苯基-1,1′-二苯基-4,4′-二胺。电子输运材料(ETM)要求有适当的电子输运能力,有好的成膜性和稳定性。ETM一般采用具有大的共扼平面的芳香族化合物如8-羟基喹啉铝(AlQ),1,2,4一三唑衍生物(1,2, 4-Triazoles,TAZ),PBD,Beq2,DPVBi等,它们同时又是好的发光材料。 OLED的发光材料应满足下列条件: 1)高量子效率的荧光特性,荧光光谱主要分布400-700nm可见光区域。 2)良好的半导体特性,即具有高的导电率,能传导电子或空穴或两者兼有。 3)好的成膜性,在几十纳米的薄层中不产生针孔。 4)良好的热稳定性。 按化合物的分子结构,有机发光材料一般分为两大类: 1) 高分子聚合物,分子量10000-100000,通常是导电共轭聚合物或半导体共轭聚合物,可用旋涂方法成膜,制作简单,成本低,但其纯度不易提高,在耐久性,亮度和颜色方面比小分子有机化合物差。 2) 小分子有机化合物,分子量为500-2000,能用真空蒸镀方法成膜,按分子结构又分为两类:有机小分子化合物和配合物。 有机小分子发光材料主要为有机染料,具有化学修饰性强,选择范围广,易于提纯,量子效率高,可产生红、绿、蓝、黄等各种颜色发射峰等优点,但大多数有机染料在固态时存在浓度淬灭等问题,导致发射峰变宽或红移,所以一般将它们以低浓度方式掺杂在具有某种载流子性质的主体中,主体材料通常与ETM和HTM层采用相同的材料。掺杂的有机染料,应满足以下条件: a. 具有高的荧光量子效率 b. 染料的吸收光谱与主体的发射光谱有好的重叠,即主体与染料能量适配,从主体到染料能有效地能量传递; c. 红绿兰色的发射峰尽可能窄,以获得好的色纯;

光纤通信系统实验指导书

光纤通信系统实验指导书 光纤通信系统实验指导书 桂林电子科技大学信息科技学院 二零零九年三月 目录 实验一数字光纤传输测试系统实验 (2) 实验二SDH点对点组网2M配置实验 (9)

实验三SDH 链型组网配置实验 (17) 实验四SDH 环形组网配置实验 (27) 实验一数字光纤传输测试系统实验 概述 光纤通信是利用光波作为载波,以光纤作为传输媒质实现信息传输,是一种最新的通信技术。 光纤是光导纤维的简称。光纤通信是以光波为载频,以光导纤维为传输媒质

的一种通信方式。光纤通信使用的波长在近红外区,即波长800~1800nm,可分为短波长波段(850nm)和长波长波段(1310nm和1550nm),这是目前所采用的三个通信窗口。 通信发展过程是以不断提高载频频率来扩大通信容量,光是一种频率极高的电磁波(3×1014HZ),因此用光作载波进行通信容量极大,是过去通信方式的千百倍,具有极大的吸引力,是通信发展的必然方向。 光纤通信有许多优点:首先它有极宽的频带。目前我国已完成了10Gbps的光纤通信系统,这意味着在125um的光纤中可以传输大约11万路电话。其次,光纤的传输损耗很小,传统的同轴电缆损耗约在5dB/Km以上,站间距离不足10Km;而工作在1.55um的光纤最低已达到0.2dB/Km的损耗,站间无中继传输可达100Km以上。另外,光纤通信还具有抗电磁干扰、抗腐蚀、抗辐射等特点,它 。 在地球上有取之不尽,用之不竭的光纤原材料—SiO 2 光纤通信可用于市话中继线,长途干线通信,高质量彩色电视传输,交通监控指挥,光纤局域网,有线电视网和共用天线(CATV)系统。 波分复用技术(WDM)的出现,使光纤传输技术向更高的领域发展,实现信息宽带、高速传输。 光纤通信将会在光同步数字体系(SDH)、相干光通信、光纤宽带综合业务数字网(B—ISDN)、用户光纤网、ATM及全光通信有进一步发展。 光纤通信系统主要由三部分组成:光发射机、传输光纤和光接收机。其电/光和光/电变换的基本方式是直接强度调制和直接检波。实现过程如下:输入电信号既可以是模拟信号(如视频信号、电话语音信号、正弦波或三角波信号),也可以是数字信号(如计算机数据、PCM编码信号、数字信号源信号);调制器将输入的电信号转换成适合驱动光源器件的电流信号并用来驱动光源器件,对光源器件进行直接强度调制,完成电/光变换的功能;光源 输出的光信号直接耦合到传输光纤中,经一定长度的光纤传输后送达接收端;在接收端,光电检测器对输入的光信号进行直接检波,将光信号转换成相应的电信号,再经过放大恢复等电信号处理过程,以弥补线路传输过程中带来的信号损伤(如损耗、波形畸变),最后输出和原始输入信号相一致的电信号,从而完成整个传送过程。 根据所使用的光波长、传输信号形式、传输光纤类型和光接收方式的不同,光纤通信系统可分成:

最新光电显示技术实验讲义

光电显示技术实验讲 义

实验一有机发光器件(OLED)参数测量 一、实验目的: 1.了解有机发光显示器件的工作原理及相关特性; 2.掌握OLED性能参数的测量方法; 二、实验原理简介: 1979年,柯达公司华裔科学家邓青云(Dr. C. W. Tang)博士发现黑暗中的有机蓄电池在发光,对有机发光器件的研究由此开始,邓博士被誉为OLED之父。 OLED (Organic Light Emitting Display,中文名有机发光显示器)是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下,通过载流子注入和复合导致发光的现象。OLED用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极,在一定电压驱动下,电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层,电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层,并在发光层中相遇,形成激子并使发光分子激发,后者经过辐射弛豫而发出可见光。辐射光可从ITO一侧观察到,金属电极膜同时也起了反射层的作用。

图1:OLED结构示意图 与LCD相比,OLED具有主动发光,无视角问题,重量轻,厚度小,高亮度,高发光效率,发光材料丰富,易实现彩色显示,响应速度快,动态画面质量高,使用温度范围广,可实现柔软显示,工艺简单,成本低,抗震能力强等一系列的优点。 如果一个有机层用两个不同的有机层来代替,就可以取得更好的效果:当正极的边界层供应载流子时,负极一侧非常适合输送电子,载流子在两个有机层中间通过时,会受到阻隔,直至会出现反方向运动的载流子,这样,效率就明显提高了。很薄的边界层重新结合后,产生细小的亮点,就能发光。如果有三个有机层,分别用于输送电子、输送载流子和发光,效率就会更高。 为提高电子的注入效率,OLED阴极材料的功函数需尽可能的低,功函数越低,发光亮度越高,使用寿命越长。可以使用Ag 、Al 、Li 、Mg 、Ca 、In等单层金属阴极,也可以将性质活泼的低功函数金属和化学性能较稳定的高功函数金属一起蒸发形成合金阴极。如Mg: Ag(10: 1),Li:Al (0.6%Li),功函数分别

多媒体复习总结

1. 什么是媒体:媒体是信息表示和传输的载体。 2. 媒体分类:感觉媒体,表示媒体,表现媒体,存储媒体,传输媒体 3. 多媒体技术的定义和特点:多媒体技术就是计算机交互式综合处理声、文、图信息的技术,具有集成性、实时性和交互性。 4. 多媒体标准:微软提出MPC 5. ISO和ITU联合制定的数字化图像压缩国际标准:JPEG标准,MPEG标准,H.26X标准 6. 音频压缩的标准:G.728,G.721,G.722 7. 数字化:采样-〉量化-〉编码 8. 多媒体技术的应用:教育与培训,咨询和演示,娱乐和游戏,管理信息系统(MIS),视频会议系统,计算机支持协同工作,视频服务系统 9. 多媒体数据中存在的数据冗余:空间冗余,时间冗余,信息熵冗余,结构冗余,知识冗余,视觉冗余。(需要扩展) 10. 彩色空间: RGB彩色空间,RGB8:8:8方式, HIS彩色空间:H(hue,色调),S(saturation,饱和度),I(intensity,光强度) YUV彩色空间:Y为亮度信号,U,V是色差信号,采样4:2:2 YIQ彩色空间: CMYK彩色空间 11. 数字图像格式:TIF,PCX,GIF,TGA,BMP,DVI 12. 数据压缩技术: (1)根据解码后数据与原始数据是否完全一致来进行分类: a.可逆编码(无失真编码):Huffman编码,算术编码,行程长度编码 b.不可逆编码(有失真编码):压缩比可以从几倍到上百倍。常用的有变换编码和预测编码 (2)根据压缩的原理划分: a.预测编码:DPCM系统中的误差来源是发送端的量化器 b.变换编码:预测编码主要是在时域上进行,变换编码则利用频域中能量较集中的特点,在频域(变换域)上进行(K-L变换,最优的变换方式) c.量化与向量量化编码(最优量化器是Max量化器) d.信息熵编码 e.子带(subband)编码 f.模型编码 13. 基于DCT有失真压缩编码的步骤: (1) 离散余弦变换 (2) 量化处理 (3) DC系数的编码和AC系数的行程编码 (4) 熵编码 14. Huffman编码定量:在变长编码中,对出现概率大的信源符号赋予短码字,而对于出现概率小的信源符号赋予长码字。如果码字长度严格按照所对符号出现概率大小的逆序排列,则编码结果平均长度一定小于任何其他排列方式。 15. 算术编码基本原理:将编码的信息表示成实数0和1之间的一个间隔(interval),信息越长,编码表示它的间隔就越小,表示这一间隔所需的二进制位就越多。 16. 算术编码的特点:a.不必预先定义概率模型,自适应模式具有独特的优点;b.信源符号概率接近时,建议使用算术编码,这种情况下其效率高于Huffman编码。

光电显示技术课程标准

广州康大职业技术学院 《光电显示技术》课程标准 一、基本信息 适用对象:应用电子技术专业学生 制定时间:2010年6月 学分:3 学时:56 课程代码: 所属系部:自动化系 制定人:吴闽 批准人:陶廷甫 二、课程的目标 1、专业能力目标 (1)掌握光电显示技术的基本原理,各种显示器件的驱动方法,相应的电路技术、特性与应用。 (2)从工程技术应用的角度出发,使学生掌握常见半导体光电器件的工作原理,理解半导体光电器件中的基本物理概念。 (3)了解半导体光电器件的发展水平,为后读课程学习和工程的实践应用打下基础。 2、方法能力目标 (1)通过本课程的学习,应使学生对光电子技术中的基本概念、基本技术和基本器件有比较全面、系统的认识。 (2)培养学生分析和解决工程技术问题的能力,为进一步学习相关专业课程打下基础。 3、社会能力目标 (1)灵活运用已学理论知识,分析问题和解决问题的能力; (2)敢为人先、勇于创新的开拓精神。 (3)学习和掌握最新专业知识的能力。 三、整体教学设计思路 1、课程定位 本课程重点介绍电子显示技术及其在各领域的应用,对现有的电子显示技术进行了全面的讲解和比较,重点介绍了液晶显示;等离子体显示;发光二极管显示;激光显示等显示技术,并介绍了与显示技术有关的人眼生理学、光度学、色度学及显示系统参数、图像质量评价等内容。主要内容

有:绪论;视觉特性与光度学、色度学原理;显示系统的要求与图象质量评价;真空阴极射线管显示技术;液晶显示;等离子体显示;电致发光显示;发光二极管显示;激光显示;投影显示等。 2、课程开发思路 激光器的发明,解决了光频载波的产生问题,从此电子技术的各种基本概念几乎都移植到了光频段,电子学与光学之间的鸿沟在概念上消失了,产生了光频段的电子技术,即光电子技术。当然由于波段不同,电子学波段和光频段在相应器件的结构上完全不同。尽管如此,从电子学频段扩展的意义上讲,光电子技术就是电子技术在光频段的开拓和发展;从技术发展的角度上讲,光电子技术也是电子技术与光学技术相结合的产物。为了使这门课程的教学达到预定的能力目标,在课程教学内容的选取上,从使用者的角度出发,坚持理论联系实际,以技术应用为主,着眼于提高学生选择正确的光电器件、解决实际工程中检测项目的目的来实施教学。 四、教学内容 1.学时分配

光电显示技术

光电显示技术复习 第一章绪论 一、显示的概念:对信息的表示。 二、名词翻译: LED 发光二极管(light emitting diode) LCD 液晶显示器(liquid crystal display) CRT 阴极射线管(cathode ray tube) ITO纳米铟锡氧化物(Indium Tin Oxide ) TFT-LCD薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display) OLED有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode) PDP等离子显示器(Plasma display panel) 三、光电显示器件分类: (1)直观型:把显示设备上出现的视觉信息直接观看的方式称为直观型 电子束型:采用适当的电路控制真空管内的电子束,使其在荧光屏上激发荧光粉发光形成图像或文字。CRT 平板型:厚度小于显示屏对角线尺寸的1/4,如LCD,PDP。优点是使用上方便,大型、小型、微型都很适用可在有限面积上容纳最大信息 量,且适于大批量生产。 数码显示器件:小型电子设备中显示0~9或A~Z的显示器件。LED,体 积小,耗电少。 (2)投影型:由显示设备或者光控装置所产生的比较小的光信息经过一定的光学系统放大投射到大屏幕后收看的方式称为投影型。

前投式:类似电影,用于公共场合。 背投式:从投射光反方向观看屏幕透射光,适于家用。 (3)空间成像型:采用某种光学手段在空间形成可供观看的方式。 主动发光型 被动显示型LCD 四、光的基本特性 (1)光通量:Φ(lm)单位时间发出的光量。 (2)光照度:E(lx=lm/m2)单位受光面积上所接受的光通量。 E=dΦ/dS (3)发光强度:I(cd=lm/sr)光源在给定方向的单位立体角辐射的光通量。 I=dΦ/dω (4)亮度:L(cd/m2)垂直于传播方向单位面积上的发光强度。 L=dΦ/(dS*cosθ*dω) 五、三基色原理 三基色:红绿蓝 混合:红+绿=黄;绿+蓝=青;红+蓝=紫;红+绿+蓝=白 六、显示器的主要性能指标 (1)像素:构成图像的最小面积。 (2)亮度:从给定方向上观察的任意表面的单位投影面积上的发光强度。 (3)亮度均匀性:反映显示器件在不同展示区域所产生的亮度的均匀性。 (4)对比度和灰度 对比度:画面上最大亮度和最小亮度之比。 灰度:画面上亮度的等级差别。 (5)分辨率:单位面积像素的数量。 (6)清晰度和分辨力 清晰度:人眼能察觉到的图像细节清晰的程度。用光栅高度(帧高)范围内能

光电检测技术与应用期末考试复习资料

光电检测技术与应用期末考试复习资料 1、光电信息技术是以光电子学为基础,以光电子器件为主题,研究和发展光电信息的形成、 传输、接收、减缓、处理和应用的技术。 2、检测是通过一定的物理方式,分辨出被测参数量并归属到某一范围带,以此来判别被测 参数是否合格或参数量是否存在。测量是将被测的未知量与同性质的标准量进行比较,确定被测量对标准量的倍数,并通过数字表示出这个倍数的过程。 3、光学变换与光电转换是光电测量的核心部分。 4、光电检测技术是将光学技术与电子技术相结合实现各种量的检测,具有以下特点:a、 高精度,b、高速度,c、远距离、大量程,d、非接触测量,e、寿命长,f、具有很强的信息处理和运算能力,可将复杂信息并行处理。 5、在物质受到辐射光照射后,材料的电学性质发生了改变的现象称为光电效应,光电效应 可分为外光电效应和内光电效应。 6、内光电效应是指受到光照射的物质内部电子能量状态产生变化,但不存在表面发射电子 的现象。 7、响应时间是描述检测器对入射辐射响应快慢的一个参数。 8、光电检测器的工作温度就是最佳工作状态时的温度,它是光电检测器重要的性能参数之 一。 9、光电耦合器件的主要特性为传输特性与隔离特性。 10、散粒噪声或称散弹噪声,即穿越势垒的载流子的随机涨落所造成的噪声。 11、Is=1/2@A2+@A2d(t)式中:第一项为直流项,若光电检测器输出端有隔直流电 容,则输出光电流只包含第二项,这就是包络检测的意思。 12、热噪声是指载流子无规则的运动造成的噪声,存在于热河电阻中,与温度成正比, 与频率无关。 13、光外差检测系统对检测器性能的要求:a、响应频带宽,b、均匀性好,c、工作温 度高。 14、光波导是指将以光的形式出现的电磁波能量利用全反射的原理约束并引导光波在 光纤内部或表面附近沿轴线方向传播。 15、光纤一般由两层光学性质不同的材料组成,它由折射率n1较大的纤芯和折射率n2 较小的包层同心圆柱结构。 16、将光电信号转换成0、1数字量的过程称为光电信号的二值化处理。 17、在图像识别与图像测量等应用领域常将视频信号的A/D数据采集方法分为“板卡 式”和“嵌入式”。 18、在要求光电检测系统的精度不受光源的稳定性的影响下,应采用浮动阀值二值化 处理电路。 19、HI1175JCB为高速A/D转换器,其最高工作频率为20MHz,DIP封装的器件,转换 器提供参考电源电压。 20、锁相放大器是一种对交变信号进行相敏检波的放大器,三个主要部分:信号通道、 参考通道和相敏检波。 21、相敏检波由混频乘法器和低通滤波器组成,所用参考方式是方波形式。 22、光纤的特性:损耗和色散 23、引起光纤损耗的因素可归结为:吸收损耗(吸收引起)色散损耗(材料引起)。 24、光纤色散可分为:a、材料色散b、波导色散c、多模色散。 25、功能型传感器可实现传光和敏感的作用,而非功能型传感器光纤只起传光作用。

显示技术知识点总结

第二章习题 1、填空题 (1)________________ 波长在__________________________________________________ nm 范围的电磁波能够使人眼产生颜色感觉,称为____________________________________________ 。 (2 )人眼最敏感的光波长为________ nm,颜色是 ____________ 。 (3)____________________________________________________ 光通量是按人眼的光感觉来度量的辐射功率,用符号________________________________________ 来表示,单位名称是___ (4)______________________ 光照度E,单位为,符号为。 (5)______________________ 人眼的亮度感觉总_________________ 实际亮度,这一特性称为 ______________________________ 。 (6)___________________________________ 视力正常的人视觉残留时间约为s 。 (7)______________________________________________ 不引起闪烁感觉的最低重复频率称为______________________________________________________ 。 (8)_________________________________________________ PAL制彩色电视机的白光标准光源是温度达_________________________________________________ 的D65光源。 ( 9)两种颜色混合成白色时,这两种颜色称为 _______________ 。 ( 10 )在水平偏转线圈所产生的____________ 磁场作用下,电子束沿着 ____________ 方向扫描, 叫做行扫描。 ( 11 )色饱和度和色调合称________________ 。 ( 12 )饱和度与彩色光中的____________ 比例有关, ________ 比例越大,饱和度越低。 (13)黑白视频信号的幅度按标准规定是:同步信号的电频为100%,黑电平为______ ,白 电平为_________ 。 2、选择题 (1)_____________________________________________ N TSC亮度方程的公式是 ( 2)彩色三要素是_______________________________ (3)_____________________________________________ 光源的色温单位是 ( 4 )我国电视标准规定,行扫描频率是_____________________________

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