光电技术期末复习题

光电技术期末复习题
绪论
0-1．依据光电科学与光机电⼀体化技术之树的根、⼲、枝、果关系，⾃⼰列举两个光电技术的应⽤例⼦。

第⼀章光电器件的物理基础
1-1．可见光的波长、频率和光⼦的能量范围是多少？
1-2．⼀块半导体样品，有光照时电阻为50Ω，⽆光照时电阻为5000Ω，求该样品的光电导。

1-3．⽤PN结简图表⽰出光⽣电压的极性和光⽣电流的⽅向。

若光电PN结在照度E1下的开路电压为Uoc1，求照度E2下的开路电压Uoc2。

1-4．为什么光电阴极都是⽤P型半导体材料制作的？
第⼆章光电探测器件
2-1．试述光电倍增管的原理。

设管中有n个倍增极，每个倍增极的⼆次电⼦发射系数均为δ，试推导电流增益M＝δn。

2-2．试述光电池的⼯作原理，以及开路电压、短路电流与光照度的关系。

2-3．为什么结型光电器件只有反偏置或零偏置时才有明显的光电效应。

2-4．2CR、2DR和2CU、2DU在结构上有何主要区别。

2DU管设环极的⽬的何在，使⽤时应如何接电。

2-5．PIN管的频率特性为什么⽐普通光电⼆极管好。

第三章热电探测器件
3-1．热电探测器与光电探测器⽐较，在原理上有何区别？
3-2．热电探测器与普通温度计有何区别？
第四章光电成象器件
4-1．CCD器件中的电荷包为什么会沿着半导体表⾯转移，以三相或⼆相CCD为例具体研究⼀下它的转移过程。

4-2．为什么CCD必须在动态下⼯作？其驱动脉冲的上、下限受哪些条件限制，应如何估算？第五章发光器件与光控器件
5-1．半导体激光器和发光⼆极管的时间响应如何？使⽤时以什么⽅式（连续或脉冲）驱动为宜？
5-2．克尔盒和泡克⽿斯盒的基本结构如何？Uλ/2与o、e光的相差φ有何关系？
5-3．声光调制器的基本原理如何？在什么条件下是声光调制器，在什么条件下是声光偏转器？
5-4．磁光效应与物质的天然旋光性有何区别？磁光调制器的基本结构如何？
第六章光电检测电路的设计
6-1．光电检测电路的设计应注意满⾜哪些技术要求？怎样衡量⼀个检测电路的好坏？
6-2．为什么要进⾏检测电路的静态计算？要解决哪些问题？有哪些计算⽅法？
6-3．光电⼆极管有哪些可能实现的电路⽅式？各种⼯作状态有什么特点？对检测电路有什么要求？
6-4．光电检测电路的动态计算包括哪些内容？它们对检测电路的⼯作有何要求？
6-5．决定光电检测电路的频率特性有哪些因素？什么是截⽌频率？有什么参数决定？
第七章⾮相⼲光光电信号变换⽅法
7-1．对于形式多样的各种光信号，为了进⾏分析⽐较，应该进⾏怎样地分类和概括？
7-2．举例说明缓慢变化的光信号有哪些检测⽅法。

它们的特点是什么？主要检测误差源有哪些？
7-3．什么是光学调制？有哪些调制⽅法？它们有什么特点和应⽤？什么是调制器，调制器有哪些类型？
7-4．什么是相敏检波？相敏检波中的参考电压起什么作⽤？这种电路为什么要采⽤有单向导电的器件？在光电检测技术中有
何应⽤？
第⼋章相⼲光光电信号变换⽅法
8-1．什么是光学⼲涉和光电⼲涉测量？怎样理解⼲涉现象的相幅变换作⽤。

为什么说⼲涉测量是⼀种有效的⼏何参量和物理参量的传感技术？
8-2．举例说明什么是直接探测和外差探测，它们的⼯作原理和特性是什么。

怎样理解光学外差测量为⼲涉测量的发展提供了有效⼿段
8-3．在形成和检测⼲涉条纹时，为了得到⾼质量的光电条纹信号应怎样设计和调整光学系统？怎样选择光电检测器的参数？为什么？
8-4．相⼲光的频率调制和检测有哪些主要类型？划出它们的信号变换流程图，解释它们的⼯作原理和特点。

8-5．什么是直接光频率调制？为什么它能⽤于⼲涉测量？采⽤直接调频法测量物体⾯形和距离都有哪些⽅法？说明它们的⼯作原理。

8-6．通过本章的介绍，怎样认识相⼲光信息的形成和检测技术的演变过程？对⼲涉测量技术的今后发展作怎样的估计？
习题1
1. 设在半径为Rc 的圆盘中⼼法线上，距盘圆中⼼为l0处有⼀个辐射强度为Ie 的点源S ，如图所⽰。

试计算该点源发射到盘圆的辐射功率。

e I =2. ，辐射亮度为Le
，⾯源法线与l0的夹⾓为θs ；被照⾯的⾯积为?Ac ，到⾯源?As 的距离为l0。

若θc 为辐射在被照⾯?Ac 的⼊射⾓，试计算⼩⾯源在?Ac 上产⽣的辐射照度。

⽤定义e L =
4. 6. 从⿊体辐射曲线图可以看出，不同温度下的⿊体辐射曲线的极⼤值处的波长λm 随温度T 的升⾼⽽减⼩。

试由普朗克热辐射公式导出常数=T m λ。

这⼀关系式称为维恩位移定律，其中常数为2.898?10-3m ?K 。

普朗克热辐射公式求⼀阶导数，令其等于0，即可求的。

9. 常⽤的彩⾊胶卷⼀般分为⽇光型和灯光型。

你知道这是按什么区分的吗？
按⾊温区分。

习题2
1. 何为⼤⽓窗⼝，试分析光谱位于⼤⽓窗⼝内的光辐射的⼤⽓衰减因素。

对某些特定的波长，⼤⽓呈现出极为强烈的吸收。

光波⼏乎⽆法通过。

根据⼤⽓的这种选择吸收特性，⼀般把近红外区分成⼋个区段，将透过率较⾼的波段称为⼤⽓窗⼝。

2. 何为⼤⽓湍流效应，⼤⽓湍流对光束的传播产⽣哪些影响？
第1题图
第2题图。