光电技术11-2014-9-2

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光电技术试题和答案

三、名词解释：1、传感器：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置;2、重复性：用本方法在正常和正确操作情况下,由同一操作人员,在同一实验室内,使用同一仪器,并在短期内,对相同试样所作多个单次测试结果,在95%概率水平两个独立测试结果的最大差值3、线性度：测试系统的输出与输入系统能否像理想系统那样保持正常值比例关系线性关系的一种度量;2、正压电效应答：压电效应：某些电介质物体在沿一定方向受到压力或拉力作用时发生变形,并且在其表面上会产生电荷,若将外力去掉,它们又重新回到不带电的状态;具有压电效应材料有石英晶体、人工制造的压电陶瓷、锆钛酸铅等;逆压电效应：是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象四、简答题1、解释什么是传感器传感器的基本组成包括哪两大部分这两大部分各自起什么作用答：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置;通常传感器由敏感元件和转换元件组成;敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分,转换元件是指传感器中将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分;2、什么是传感器的静态特性,描述静态特性的技术指标有哪些答：传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出—输入关系;与时间无关;主要性能指标有：线性度、灵敏度、分辨率、迟滞、重复性和量程等;3金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同答：金属电阻的应变效应主要是由于其几何形状的变化而产生的,半导体材料的应变效应则主要取决于材料的电阻率随应变所引起的变化产生的;4简要说明电容式传感器的工作原理;答：电容式传感能将被测量转换为传感器电容变化;传感器有动静两个板板,板板间的电容为;;;;;;当动板板运动或极板间的介质变化就会引起传感器电容值的变化,从而构成变极距式、变面积式和变介质型的电容式传感器;5、什么是电涡流效应答:根据法拉第电磁感应定律,块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时,导体内将产生呈漩涡状的感应电流,此电流叫电涡流,这种现象成为电涡流;6、石英晶体x、y、z轴的名称及其特点是什么X轴叫做电轴,y轴叫做机械轴,z轴叫做光轴;通常把沿电轴x方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效应”,而把沿机械轴y方向上的力作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效应”;沿z轴方向的力作用时不产生压电效应;7、画出压电元件的两种等效电路8、画出压电式传感器中采用电荷放大器的电路图,并分析证明输出电压几乎不受联接电缆长度变化的影响;9．试说明压电式传感器中,压电片并联和串联后对测量的影响;答：压电元件能够方便地组合应用,起到提高电压输出灵敏度的作用,这是压电式传感器的一个特点;组合的基本方式有串联和并联;并联的特点是：输出电压相等,电容相加,总电荷量相加,因此输出的电荷量增加,适用于电荷输出场合;串联的特点是总电荷量不变,电压相加,电容减小,因此,电灵敏度提高,适用于电压输出场合10. 什么是霍尔效应答：在置于磁场的导体或半导体中通入电流,若电流与磁场垂直,则在与磁场和电流都垂直的方向上会出现一个电势差,这种现象就是霍尔效应,是由科学家爱德文·霍尔在1879年发现的;产生的电势差称为霍尔电压;11．光电效应有哪几种与之对应的光电元件各有哪些答：光电效应有外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三种;基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管等；基于内光电效应的光电元件有光敏电阻、光敏晶体管等；基于光生伏特效应的光电元件有光电池等;12、什么是内光电效应列举几种基于内光电效应工作的光电器件不少于三个;答：在光线作用下,物体的导电性能电阻率发生变化或产生光生电动势的现象称为内光电效应;包括光电导效应和光生伏特效应13、什么是外光电效应什么是内光电效应在光线的作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应;当光照射在物体上,使物体的电阻率ρ发生变化,或产生光生电动势的现象叫做内光电效应;根据工作原理的不同,内光电效应分为光电导效应和光生伏特效应两类;。

光电技术第一章答案

光电技术第一章参考答案辐射度量与光度量的根本区别是什么？为什么量子流速率的计算公式中不能出现光度量？答：为了定量分析光与物质相互作用所产生的光电效应，分析光电敏感器件的光电特性，以及用光电敏感器件进行光谱、光度的定量计算，常需要对光辐射给出相应的计量参数和量纲。

辐射度量与光度量是光辐射的两种不同的度量方法。

根本区别在于：前者是物理（或客观）的计量方法，称为辐射度量学计量方法或辐射度参数，它适用于整个电磁辐射谱区，对辐射量进行物理的计量；后者是生理（或主观）的计量方法，是以人眼所能看见的光对大脑的刺激程度来对光进行计算，称为光度参数。

因为光度参数只适用于0.38~0.78um的可见光谱区域，是对光强度的主观评价，超过这个谱区，光度参数没有任何意义。

而量子流是在整个电磁辐射，所以量子流速率的计算公式中不能出现光度量。

光源在给定波长λ处，将λ～λ+dλ范围内发射的辐射通量dΦe，除以该波长λ的光子能量hν，就得到光源在λ处每秒发射的光子数，称为光谱量子流速率。

试写出e 、e M、e 、e L 等辐射度量参数之间的关系式，说明它们与辐射源的关系。

辐（射）能：以辐射形式发射、传播或接收的能量称为辐（射）能，用符号表示，其计量单位为焦耳（J）。

e Q e Q辐（射）通量e ：在单位时间内，以辐射形式发射、传播或接收的辐（射）能称为辐（射）通量，以符号e 表示，其计量单位是瓦（W），即e =dtdQ e 。

）出（射）度：对面积为A的有限面光源，表面某点处的面元向半球面空间内发射的辐通量d e M e 该面元面积d比，定义为辐（射）出（射）度e M即MAdA。

e=d 其计量单位是瓦每平方米[W/m2]。

辐（射）强度：对点光源在给定方向的立体角元e d内发射的辐射通量e d ，与该方向立体角元 d d 之比，定义为点光源在该方向的辐（射）强度，即e e =d e ，辐射强度的计量单位是瓦特每球面度（W/sr）。

辐射亮度：光源表面某一点处的面元在给定方向上的辐射强度，除以该面元在垂直于给定方向平面上的正投影面积，称辐射亮度，e L e L1e LdSK , VV m= cos dAdI e = cos2dAdd e ，式中，θ为所给方向与面元法线间的夹角。

光电技术期末总结

光电技术期末总结光电技术，顾名思义是通过光和电的相互作用来实现各种功能的技术。

光电技术广泛应用于通信、显示、能源、生物医学等领域，已经成为了现代社会发展不可或缺的一部分。

本文将对光电技术的原理、应用以及未来发展进行总结。

一、光电技术的原理光电技术实质上是光和电的相互转换。

光是一种电磁波，它具有波粒二象性，既可以看作是由粒子组成的光子流，也可以看作是由电场和磁场构成的电磁波。

而电则是由电子流组成的电流。

光电技术的核心在于通过材料的光电效应或半导体的光电效应将光能转化为电能，或者将电能转化为光能。

光电技术的原理有多种，其中最常见的是光电效应。

光电效应指的是当光照射到金属或半导体表面时，光子与物质相互作用产生电子的现象。

根据光电效应的不同，可以将光电技术分为光电导技术、光电堆技术和光电传感技术等。

二、光电技术的应用光电技术在各个领域都有广泛的应用。

以下将对光电技术在通信、显示、能源和生物医学四个领域中的应用进行简要介绍。

1. 光电技术在通信领域的应用光电技术在通信领域的应用主要体现在光纤通信中。

光纤通信采用光的传输方式，具有大带宽、低损耗、长传输距离等优势，广泛应用于互联网、电视、电话等领域。

光纤通信是将光信号转换为电信号再进行传输和处理的过程，其中光电转换器件起到了至关重要的作用。

2. 光电技术在显示领域的应用光电技术在显示领域的应用主要体现在液晶显示器和有机发光二极管（OLED）显示器中。

液晶显示器通过光电效应将电信号转化为光信号，实现图像的显示。

OLED显示器则是利用有机材料的电致发光特性将电信号转化为光信号，具有极高的色彩还原度和对比度，逐渐替代了液晶显示器成为主流的显示技术。

3. 光电技术在能源领域的应用光电技术在能源领域的应用主要体现在太阳能的利用上。

利用光电效应，太阳能可以转化为电能。

光电技术通过太阳能电池板将光能转化为电能，用于供电等用途。

太阳能电池板具有高效、可再生、环保等优势，是未来可持续能源的重要组成部分。

第十一讲--光电探测器的性能参数

所以
1
in ( A) 2
又有
1
D ( A) 2
8
七、归一化探测度D*
把两种因素一并考虑，
1
D ( Af ) 2
定义
D* D Af
1
(cm Hz 2 /W)
称为归一化探测度。
这时就可以说：D*大的探测器其探测能力一定好。考虑到光谱的响应特性，一般给出D*值时注明响应波长λ、光辐射调制频率f及测量带宽Δf，即D*(λ, f ,Δf )。
光电鼠标灵敏度
30
一、积分灵敏度R
灵敏度R定义为这个曲线的斜率，即
Ri
di dP
i P
(线性区内) (安/瓦) 或微安/流明
Ru
du
dP
u P
(线性区内) (伏/瓦)
R i和R u分别称为积分电流和积分电压灵敏度，i和u称为电表测量的电流、电压有效值。
光功率P是指分布在某一光谱范围内的总功率。
2
知识应用2
光电倍增管探测器解决DNA排序问题
金属壳光电倍增管的金属通道电子倍增极允许多通道输出，可以同时探测来自多个分子的荧光信号，从而提高探测灵敏度和探测速度。
荧光相关光谱术（FCS）利用单光子计数光电倍增管探测 DNA靶序列。
1
本讲小结
1、积分灵敏度、光谱灵敏度、频率灵敏度、量子效率、通量阈、噪声等效功率、归一化探测度等概念、表达形式、特点、应用等
量子效率通量阈噪声等效功率归一化探测度
物理描述
光电转换特性的量度
对某一波长光电转换的量度电流随调制频率变化的量度吸收的光子数和激光的电子数之比探测器所能探测的最小光信息功率单位信噪比时的信号光功率

02光电学院11-12-2各班课程表

院别：光电工程学院班级：09级本科1班（29人）物理学专业
院别：光电工程学院班级：09级本科2班（50人）电子信息工程专业
院别：光电工程学院班级：09级本科3班（46人）电子信息工程专业
院别：光电工程学院班级：09级本科4班（25人）电子信息工程专业
院别：光电工程学院班级：09级专科1班（35人）应用电子技术专业
枣庄学院2011--2012学年度第二学期课程表院别：光电工程学院班级：10级本科1班（29人）物理学专业
院别：光电工程学院班级：10级本科2班（58人）电子信息工程专业
院别：光电工程学院班级：10级本科3班（58人）电子信息工程专业
院别：光电工程学院班级：10级专科1班（41人）应用电子技术专业
院别：光电工程学院班级：10级专科2班（37人）应用电子技术专业
院别：光电工程学院班级：11级（3+2）本科1班（48人）电子信息工程专业
院别：光电工程学院班级： 11级（3+2）本科2班（48人）电子信息工程专业
院别：光电工程学院班级：11级本科1班（66人）电子信息工程学专业
院别：光电工程学院班级：11级专科1班（39人）应用电子技术专业
院别：光电工程学院班级：11级专科2班（34人）应用电子技术专业。

光电技术与实验答案

光电技术与实验答案【篇一：光电技术复习资料】求该表面的光出射度和光亮度（假定该表面为朗伯辐射体）。

（lv?位表面反射的光通量为divdscos?）解：设受光表面光谱反射率相同，则每单?反???入?0.6?100?60lm/m2这也就是该表面的光出射度mv。

对朗伯辐射体，其光亮度lv与方向无关，沿任意方向（与法线方向成?角）的发光强度i?与法线方向发光强度i0之间的关系为i??i0cos? 每单位面积辐射出的光通量除以?即为其光亮度：lv?divdscos??div0dss?1??v??603.14?19.1 cd/m2srd?vd??/2附：朗伯体法向发光强度i0与光通量?v的关系由定义，发光强度i?，所以在立体角d?内的2?光通量：d?v?id??i0cos?sin?d?d?在半球面内的光通量 ?v??icos?sin?d??d???i02、计算电子占据比ef高2kt、10kt的能级的几率和空穴占据比ef低2kt、10kt能级的几率。

解：能量为e的能级被电子占据的概率为fn(e)?11?exp(e?efkt)e比ef高2kt时，电子占据比：fe?11?exp(2ktkt)?11?e2?0.1192e比eff?高10kt时，电子占据比：efp?11?e10?4.54?10?)11?e2?511?exp(ef?ekte比ef低2kt时，空穴占据比：?0.1192f?e比ef低10kt时，空穴占据比：p11?e10?4.54?10?53、设n－si中ni?1.5?1010cm?3，掺杂浓度nd?1016cm?3，少子寿命??10?s。

如果由于外界作用，少子浓度p＝0（加大反向偏压时的pn结附近就是这种情况），问这时电子一空穴的产生率是多少？（复合率r??p?20，当复合率为负值时即为产生率）解：在本征硅中，inpi?n?2.25?10p?ni22i，在n型硅中，少子浓度：20nd?2.25?101?1016?2.25?104产生率为： r`=?r???p??2.25?1010?10?64?2.25?1094、一块半导体样品，时间常数为??0.1?s，在弱光照下停止光照0.2?s后，光电子浓度衰减为原来的多少倍？解：ne(t)?n(0)e?t?ne(t)ne(0)?e?2?0.13545、一块半导体样品，本征浓度ni?1.5?1010cm?3，n区掺杂浓度nd?1017cm?3，p区掺杂浓度na?7?1014cm?3，求pn结的接触电势差ud（室温下，解：在p-n结处，接触电势差ktq。

光电子技术基础与应用习题答案

6 第六章光电探测技术（十一、十二讲）
7 第七章光电显示技术（十三、十四、十五讲） 8 第八章光通信无源器件技术（十六、十七、十八、十九讲） 9 第九章光盘与光存储技术（二十、二十一、二十二讲） 10 第十章表面等离子体共振现象与应用的探究（二十三讲） 11 第十一章连续可调太赫兹超常材料宽带低损超吸收器（二十四讲）
8. 从麦克斯韦通式(2-28)出发，推导波动方程(2-44)。
1. 填空题：
第二章习题答案(1)
第二章习题答案(2)
第二章习题答案(3)
6. 输出波长为＝632.8nm的He-Ne激光器中的反射镜是在玻璃上交替涂覆ZnS和 ThF2形成的，这两种材料的折射率系数分别为1.5和2.5。问至少涂覆多少个双层才能使镜面反射系数大于99.5％？
6. 输出波长为＝632.8nm的He-Ne激光器中的反射镜是在玻璃上交替涂覆ZnS和 ThF2形成的，这两种材料的折射率系数分别为1.5和2.5。问至少涂覆多少个双层才能使镜面反射系数大于99.5％？
7. 有m个相距为d的平行反射平面。一束光以倾角投射至反射面。设每一反射平面仅反射一小部分光，大部分光仅透射过去；又设各层的反射波幅值相等。证明当sin=/2d时，合成的反射波强度达到最大值，这一角度称为Bragg角。
第三章复习思考题(13)
4. 简述题（8）简述光谱线展宽的分类，每类的特点与光谱线线型函数的类型。
第三章复习思考题(14)
4. 简述题（8）简述光谱线展宽的分类，每类的特点与光谱线线型函数的类型。
4. 简述题
第三章复习思考题(15)
第三章复习思考题(16)
4. 简述题（10）激光器按激光工作介质来划分可分为几类？各举出一个典型激光器，并给出其典型波长、转换效率、典型优点。

OPT04006-2011级《光电技术基础与实验》期末试题A卷-参考答案

课程编号：OPT第二学期
2011 级《光电技术基础与实验》期末试题（A 卷）
班级一、填空题学号姓名成绩
(每空 1 分，共 28 分，直接填在空格处)
1．热光源为连续（线状/带状/连续）光谱，光源的色温越高，其光谱功率密度峰值对应的波长越越短。 2．黑体的吸收率与波长无关（无关/有关），等于 1 。
（真空自由能级 E0 与金属的费米能级 EF 之差）
半导体逸出功： w E0 EV Eg EA （禁带宽度 Eg 与电子亲和势 EA 之和）负电子亲和势： w E0 EV Eg （等于禁带宽度 Eg）
2．分析影响光电倍增管线性度的因素，说明提高线性度的方法。（1）分压电阻链的电压再分配效应：光电流较大时，后几级电压降低，前几级电压升高，放大倍数发生变化；解决方法，减小分压电阻或后几级分压电阻改为稳压二极管，脉冲工作模式时，也可在后几级并联电容。（2）负载电阻的反馈效应，光电流较大时，负载电阻压降较大，阳极电压下降，影响电子收集率。解决方法，减少负载电阻或用运放代替负载电阻。 3．简述 APD 光电二极管的工作原理及特点。光生载流子在较强内电场作用下，获得较高能量，与晶格碰撞时产生电离，激发新的电子－空穴，新的电子－空穴在电场作用下获得能量，又产生新的激发，光电流得到倍增。 APD 增益高、响应时间短、有非线性、增益受偏压及温度影响大
2 电阻中载流子无规则热运动引起的噪声。 in
4 KT f ，并描述式中各量 R
（只要描述清楚，可以不写公式）
三、简答题(每小题 5 分，共 30 分)
1．说明金属、半导体、负电子亲和势等光电子发射材料的逸出功与哪些能级有关，写出它们各自的逸出功表达式。金属逸出功： w E0 EF

光电传感器应用技术第11-章1节课件

11.1.2 序列光电信号二值化处理
序列光电信号是指有序排列分体或集成光电器件按时间顺序或规律输出的信号称为序列光电信号。例如光电二极管阵列，线、面阵CCD的输出信号均属于序列光电信号。
对序列光电信号进行二值化处理的主要目的是为提高测量速度和突出主要信息。例如，在信息为图像的特定标志而不是图像灰度的系统中，为提高信息的检取速度，采取对图像信息进行二值化处理。实际上许多检测对像在本质上也表现为二值情况，如图纸、文字的输入，物体外形尺寸、所处位置与运动状态的检测等。
}
11.3.3 序列光电信号的量化处理
1．高分辨率的A/D转换器ADS8322
ADS8322为16位并行输出的高速高分辨率的A/D转换器。如图11-26所示为 ADS8322转换器的管脚定义与分布图。
图11-27为ADS8322的转换原理图，从图可以看出，它具有内部基准电源和采样保持电路。当基准电源为1.5V~2.6V时，其满量程输入电压值为3.0V~5.2V。
如图11-17所示为TLC5540器件的频率响应特性，它的带宽（响应下降到3db的频率为截止频率）很宽，在10MHz内响应特性曲线基本不变，在70MHz是响应曲线接近-3db。
图11-18所示为TLC5540器件的功率损耗特性。
⑸ TLC5540 A/D转换器的注意事项
图11-19所示为TLC5540电源系统的连接方法与参考电压端口的滤波电路。A/D转换电路的设计关键在模拟地、数字地、模拟电源与数字电源的设置和连接方法。
2. 高分辨率的A/D转换器 8位A/D转换
器件的分辨率只有1/256，分辨力和动态范围都太低。在光度测量应用中显得力不充心，尤其在光谱探测中常要求 A/D器件具有更高的转换精度和更大的动态范围。为此必须引入分辨率更高的A/D转换器件。

光电技术练习册-第1章-2015-9-11

第1章辐射度学与光度学基础一、选择题（单选或多选）1. 为了描述显示器的每个局部面元在各个方向的辐射能力，最适合的辐射度量是（）A 辐照度B 辐强度C 辐出度D 辐亮度2. 已知某辐射源发出的功率为1W ，该波长对应的光谱光视效率为0.5，则该辐射源辐射的光通量为（）A 683lmB 341.5lmC 1276lmD 638lm3. 电磁波谱中可见光的波长范围为（）A 0.38~0.78umB 0.38~1umC 1~3umD 8~12um4. 下列选项中的参数与接收器有关的有（）A ．曝光量 B.光通量 C.亮度 D.照度5. 100W 标准钨丝灯在0.2sr 范围内所发出的辐射通量为（）A. W 592.1B. lm 223.27C. W 184.3D. W 223.27二、判断题1. 辐射通量与光通量的单位是相同的。

( )2. 朗伯辐射体的辐射出射度等于他的辐射亮度。

（）3. 被照明物体表面的辐射照度和光源与物体表面的距离平方成反比。

（）4. 辐射出射度Me 与辐射照度Ee 的定义式都是：某点处面元的辐通量e d Φ除以改面元的面积dA的商，所以这两个物理量是具有相同的概念。

（）5. 在对具有一定量度和颜色的非黑体辐射体的温度标测中，亮温度与实际温度的偏差最小，色温度次之，辐射温度与实际温度的偏差最大。

（）6. 在弱辐射作用的情况下，半导体的光电导效应与入射辐射通量的关系是线性的。

（）三、计算题1. 试写出v Φ、v M 、v I 、v L 光度量之间的关系式，说明它们与辐射度量之间如何转换。

2. 波长为532nm （V （0.532um ）=0.88）的绿光固体激光器输出功率为15W ，均匀的投射到0.22cm 的白色屏幕上。

问屏幕上的光照度为多少？若屏幕的反射系数为0.9，其光出射度为多少？3. 某半导体激光器发出波长为642nm 的激光束，其功率为100mW ，光斑发射角为0.6mrad ，光束直径为1.22mm 。

光电技术习题及总复习

(1).这支气体激光束的光通量,发光强度,光亮度,光出射度.
(2).该激光束投射在10m远的白色漫反射屏上,漫反射屏的反射比为0.85,求屏上的光亮度
本题1问的关键: 辐射通量和光通量的转换关系要清楚；立体角
概念要清楚；立体角与平面角的关系？
1）光通量
v CVe 683 0.175 2103 0.239lm
第三和第四代像增强器？
28.光源的光谱功率分为哪几种情况？画出每种情况对应的
分布图？
29.光电测量系统中的噪声可分为三类，简述这三类噪声？等效噪声功率的表达式（两个）？
30.光和物质相互作用的三个过程是什么?产生激光的三个必要条件是什么？激光器的类型和激光的特性是什么？
31.硅光电池最大的开路电压是多少？为什么它随温度升高
5.变像管是一种能把各种（）辐射图像转换成为（）图像的真空光电成像器件。
第十六页，编辑于星期六：十六点三十四分。
6. 电荷耦合器（CCD）电荷转移的沟道主要有两大类，一类是（）, 另一类是（）。 7. 光电子技术是（）和（）相结合而形成的一门技术
8. 光源的颜色，包括两方面含义（）和（）。
而降低？
I0 4.22 1014 e0.1539t
32.什么是光纤的V归一化2频a率参n1数2 ？n判22 断单2模a与n非1 单2模光纤的条件？
33.什么是“胖0”电荷？什么是“胖0”工作模式？“胖0”电荷的数量是多少？引入“胖0”电荷的优缺点？
第二十页，编辑于星期六：十六点三十四分。
34.光电探测器的特性参数有？为什么光敏电阻随光照增
πr102
r10=θR=10-3×10=10-2
该白色漫反射屏是不透明的, 其上的光斑是一个漫反射源, 因漫反射光源的视亮度与θ无关,各方向都相同,因此该漫反射源以π的立体角出射光通量0.85Фv ,故视亮度

光电技术 (王庆有课后答案

光电技术简介光电技术是光学技术和电子技术相结合的一种技术，它利用光的物理特性和电子器件对光进行传感、检测、测量和控制。

目前，光电技术已广泛应用于各个领域，包括通信、医疗、能源等，并取得了重要的科技进展。

本文将介绍光电技术的基本原理、应用领域以及未来发展趋势。

基本原理光电技术的基本原理是将光信号转换为电信号，或将电信号转换为光信号。

主要有以下几种基本原理：1.光电效应：光电效应是指光照射到某些物质表面时，物质表面的电子被激发并跃迁到导带，形成电流。

这种效应被广泛应用于光电传感器和太阳能电池等领域。

2.光电二极管：光电二极管是一种将光信号转换为电信号的器件。

当光照射到光电二极管上时，光能被吸收并转换为电能，引发电流流动。

3.光电晶体管：光电晶体管是一种将光信号放大的器件。

它结合了光电效应和晶体管的工作原理，具有放大效应。

4.光电显示技术：光电显示技术利用LED（发光二极管）或LCD（液晶显示器）等器件将电信号转换为可见光信号，实现图像显示。

应用领域光电技术的应用非常广泛，涉及到许多领域。

以下是光电技术在一些领域的应用示例：1.通信领域：光纤通信是一种基于光传输的通信技术，利用光纤将信息以光的形式传输，具有高带宽、低衰减的特点，被广泛应用于远距离通信。

2.医疗领域：光电技术在医疗诊断、治疗和监测中发挥着重要作用。

例如，光电传感器可用于血氧测量仪，用于检测患者的血氧饱和度；激光技术可用于激光手术和激光治疗等。

3.能源领域：光电技术在能源领域的应用主要体现在太阳能电池方面。

太阳能电池将太阳光转换为电能，实现可再生能源的利用。

4.智能交通：光电技术在智能交通系统中起着重要作用，例如交通信号灯、车辆检测和远程监控等。

未来发展趋势随着科技的不断进步，光电技术也在不断发展和创新。

以下是光电技术未来的一些发展趋势：1.纳米光电技术：随着纳米技术的发展，光电技术也将应用于纳米领域，实现更小尺寸、更高灵敏度的光电器件。

光电技术简答题复习资料

光电倍增管工作原理：
1）光子透过入射窗口入射在光电阴极K上。
2）光电阴极电子受光子激发，离开表面发射到真空中。
3）光电子通过电子加速和电子光学系统聚焦入射到第一倍增极D1上，倍增极将发射出比入射电子数目更多的二次电子，入射电子经N级倍增极倍增后光电子就放大N次方倍。
4）经过倍增后的二次电子由阳极P收集起来，形成阳极光电流，在负载RL上产生信号电压。
是一种内光电效应，当光子产生时，能产生一个光生电动势，基于两种材料相接触形成的内建势垒，光子激发的光生载流子被内建电场扫向势垒两面三刀边，从而形成光生电动势。
18、简述光电发射效应（分金属与半导体两种情况）。
当光照射物质时，若入射光子能量hν足够大，它和物质中的电子相互作用，使电子吸收光子的能量而逸出物质表面。
74、写出光照下PN结的电流方程。
78、简述温差电偶的工作原理。
80、为了减小背景光和杂散光的影响，需对进入光电接收系统的光进行滤波。试说明对入射光进行空间滤波和光谱滤波的基本方法和作用。
一、空间滤波的基本方法和作用
（1）如果信号光的输入空间角有一定的大小，如远处的点光源，可以给接受光学系统加遮光罩、减小视场光阑、减小通光孔径的方法，压缩进入光学系统的空间立体角。
83、说明对光源选择的基本要求。
二、计算题：
4、一块半导体样品，时间常数为，在弱光照下停止光照0.2 后，光电子浓度衰减为原来的多少倍？
解：
6、设某种光电倍增管一共有10个倍增极，每个倍增极的二次电子发射系数均为，阴极灵敏度，阳极电流不得超过100 ，试估算入射于阴极的光通量的上限。
解：阳极电流IA满足：，所以入射光通量
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pn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

光电技术模拟题和答案

试卷（第一卷附答案）（本试卷共4页）一、单项选择（本题满分20分，每小题2分）、下列器件中，可作为恒压源的是A 。

A．光电池B．光电二极管C．光电三极管D．光敏电阻2、下列器件中，运用外光电效应的是A 。

A．光电倍增管B．光电池C．光电二极管D．光敏电阻3、在给定λ1～λ2波长范围内，某一辐射源发出的辐射通量与产生这些辐射通量所需的电功率之比称为 A 。

A．辐射效率B．发光效率C．光谱功率D．空间光强4、光电倍增管中，产生二次电子发射的是 C 。

A．阴极B．阳极C．倍增极D．玻璃窗5、光照一定，短路电流与入射光波长的关系，是光电池的 C 特性。

A．频率B．伏安C．光谱D．温度6、在发光二极管中，产生发光的部位是 C 。

A．P区B．N区C．结区D．都可能7、充气白炽灯主要充入 B 。

A．氢气B．氮C．氖气D．氪气8、光纤传感器的光源不包括D 。

A．激光二极管B．发光二极管C．白炽灯D．光电二极管9、下列器件中，属于受激发射的是 B 。

A．发光二极管B．激光二极管C．电荷耦合器件D．光电倍增管10、光电二极管光电流的大小主要取决于 A 。

A．光照强度B．偏压大小C．负载D．温度二、判断题（正确的在题后的括号内打√，错误的在题Array后的括号内打×。

本题满分10分，每小题1分）2、为了提高光的利用率，一般选择发光强度高的方向作为照明方向。

（√）3、辐射强度是指光源在指定方向上通过单位立体角内的辐射通量。

（√）4、光电三极管的增益比光电二极管高。

（×）5、光度量只在可见光区（380~780nm)才有意义。

（√）6、物体的光谱发射率总等于其光谱吸收比。

即强吸收体必然是强发射体。

（√）7、雪崩光电二极管（APD）是目前响应最快的一种光电二极管。

（√）8、绝对黑体能发射所有波长的辐射。

（√）9、光电二极管工作于反向偏置条件下，也可用在零偏置状态。

（√）10、产生激光的必要条件是：工作物质、谐振腔和泵浦源。

光电检测技术

光电检测技术第一章：信息技术主要包括：1.电子信息技术、2.光学信息技术、3.光电信息技术。

图1-2光电系统框图图1-2中，光源产生的光是信息传递的媒介。

某光源与照明用光学系统一起获得测量所需的光载波，如点照明、平行光照明等。

某光学变换：光载波与被测对象相互作用而将被测量载荷到光载波上。

某光学变换是用各种调制方法来实现的。

某光信息：光学变换后的光载波上载荷的各种被测信息。

某光电转换：光信息经光电器件实现由光向电的信息转换。

某电信息处理：解调、滤波、整形、判向、细分，或计算机处理等。

光学变换与光电转换是光电测量的核心部分。

某光学变换通常是用各种光学元件和光学系统来实现的，如平面镜、光狭缝、光楔、透镜、角锥棱镜、偏振器、波片、码盘、光栅、调制器、光成像系统、光干涉系统等，实现将被测量转换为光参量（振幅、频率、相位、偏振态、传播方向变化等）。

某光电转换是用各种光电变换器件来完成的，如光电检测器件、光电摄像器件、光电热敏器件等。

第二章：2.人眼对光的视觉效能也称为视见函数。

人眼的视网膜上布满了大量的感官细胞：杆状细胞和锥状细胞。

某杆状细胞灵敏度高，能感受微弱光刺激。

某锥状细胞感光灵敏度低，但能很好地区别颜色和辨别被视物的细节。

3.光度学中，为了表示人眼对不同波长辐射的敏感度差别，定义了一个函数V(λ)，称为“视见函数”（“光谱光视效能”）。

在明视情况，即光亮度大于3cd/m2时，人眼的敏感波长λ＝555nm 的视见函数（光谱光视效率）规定为1，即V(555)＝1。

4..照度(EV)：照度是投射到单位面积上的光通量，或者说接受光的面元上单位面积被辐射的光通量。

若辐射光通量为dΦV，接收面元的面积是dA，那么照度EV=dΦV/dA，单位为勒克斯l某=lm·m-2。

5.光通量Φv：光通量又称为光功率，单位：流明［lm］。

光通量是按人眼视觉强度来度量的辐射量。

与电磁辐射的辐射通量Φe相对应。

光通量与辐射通量之间的关系可以用下式表示：0.78VKme()V()dV(λ)是视见函数；0.38Km是光功当量，它表示人眼在明视条件下，在波长为555nm时，光辐射所产生的光感觉效能，按照国际温标IPTS-68理论计算值Km=680(lm/W)。

光电技术部分习题解答(王庆有)

T
Cθ G
6.68 10-4 24.49 10-6
27.28 s
调制的入射光辐射 Φω = 10e j2πt (mW )
选择题
1、热释电探测器本身阻抗，要求前置放大器的输入阻抗。 a. 高，高； b. 高，低； c. 低，高； d. 低，低
2、热释电探测器的基本结构是一个。 a.电阻器； b.电容器；c.恒流源；d.电压源
首先选择阳极电阻： Ra=82kΩ，计算得到最小阳极电流为
I am
Ua Ra
0.3 82 103
3.66 106 A
4.15 当用表4-4所示的光电倍增管GDB-151设计探测光谱强度为 2×10-9lm的光谱时，若要求输出信号电压不小于0.3V，稳定度要求高于0.1%，试设计该光电倍增管的供电电路。
解：根据输出电压的幅度要求和PMT的噪声特性，可选择阳极电阻：Ra≥52 kΩ；查表：N=9； SK=20×10-6 (A/lm)，
Sa=1 A/lm，(800V，电压没确定前此值参考)，计算得：Ia=Sa×ΦV=2×10-9(A)
Ra ≥ Ua/Ia=0.3×10-3/ 2×10-9=150 kΩ
2020/5/23
15
7.6 在图 7- 62 所示的光电变换电路中，若已知 3DU2 的电流灵敏度SI=15 μA/lx，电阻 RL= 51kΩ，三极管 9014 的电流放大倍率120，若要求该光电变换电路在照度变化为 200lx 的范围情况下，输出电压 Uo 的变化不小于 2V，问：
(1)试画出电流I1、I2、IB和IC的方向。 (2)电阻RB与RC应为多少？ (3) 当背景光的照度为 10 lx时，电流 I1
③ 硅光电池在（）偏置时，其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系，且动态范围较大。

《光电检测技术-题库》(2)

《光电检测》题库一、填空题1.对于光电器件而言，最重要的参数是、和。

2.光电倍增管由阳极、光入射窗、电子光学输入系统、和等构成。

3.光电三极管的工作过程分为和。

4.激光产生的基本条件是受激辐射、和。

5. 非平衡载流子的复合大致可以分为和。

6.在共价键晶体中，从最内层的电子直到最外层的价电子都正好填满相应的能带，能量最高的是填满的能带，称为价带。

价带以上的能带，其中最低的能带常称为，与之间的区域称为。

7.本征半导体在绝对零度时，又不受光、电、磁等外界条件作用，此时导带中没有，价带中没有，所以不能。

8.载流子的运动有两种型式，和。

9. 发光二极管发出光的颜色是由材料的决定的。

10. 光电检测电路一般情况下由、、组成。

11. 光电效应分为内光电效应和效应，其中内光电效应包括和，光敏电阻属于效应。

12.半导体对光的吸收一般有、、、和这五种形式。

13. 光电器件作为光电开关、光电报警使用时，不考虑其线性，但要考虑。

14.半导体对光的吸收可以分为五种，其中和可以产生光电效应。

15.光电倍增管由阳极、光入射窗、电子光学输入系统、和等构成，光电倍增管的光谱响应曲线主要取决于材料的性质。

16.描述发光二极管的发光光谱的两个主要参量是和。

17.检测器件和放大电路的主要连接类型有、和等。

18..使用莫尔条纹法进行位移-数字量变换有两个优点，分别是和。

19.电荷耦合器件（CCD）的基本功能是和。

20.光电编码器可以按照其构造和数字脉冲的性质进行分类，按照信号性质可以分为和。

21.交替变化的光信号，必须使所选器件的大于输入信号的频率才能测出输入信号的变化。

22.随着光电技术的发展，可以实现前后级电路隔离的较为有效的器件是。

23.硅光电池在偏置时，其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系，且动态范围较大。

24.发光二极管的峰值波长是由决定的。

二、名词解释1. 光亮度：2. 本征半导体：3. N型半导体：4. 载流子的扩散运动：5. 光生伏特效应：6. 内光电效应：7.光电效应8.量子效率9.分辨率10.二次调制11.二值化处理12.光电检测技术13.响应时间14.热电偶15.亮度中心检测法三、判断正误1. A/D变换量化误差不随输入电压变化而变化，是一种偶然误差。

光电技术作业答案

响应时间短、暗电增益高、响应时间短、有非线性、特点流小、灵敏度高、增益受偏压及温度影响大线性度好。应用弱光探测、光子计数、光通信等应用广泛
第五章
补充：图为一光伏探测器和一理想运算放大器构成的光电探测电路，无光照时输出电压0.6伏，在E=100lx的光照下，输出电压 2.4V。求光电探测器的暗电流和光电流灵敏度。 RL=1.5M
光谱响应有长波限响应时间响应时间短响应度响应度高
全波长均匀响应响应时间长响应度低
第二章
P62－2
试以光电导探测器为例，说明为什么光子探测器的工作波长越长，工作温度越低。
工作波长长，长波限长，禁带宽度或杂质电离能小，容易产生热激发，需降低温度，以减少热激发概率，降低暗电流和噪声。
（1）
光阴极 D1 D2 D3 IK
···
阳极 D11
IA ID RL
-1200V
GND
（2）
G=(0.95×δ)11×0.98=2.34×106 IK=SK×E×A=20×0.1×2×10-4μA=4×10-4μA IA=SK×G=936μA
（3） RL=Vo/IA=214Ω
光阴极
D1 D2 D3 IK
RL －
RL
＋
光导模式－反偏光导模式－零偏
光伏模式光导模式偏置自偏（无需偏压）反偏零偏伏安特性第四象限或V轴第三象限 I轴线性度非线性线性线性暗电流无有无名称光电池光电二极管
P151-2
第五章
2.光伏探测器工作于零偏下有哪些优点，工作于反偏下应注意哪些问题。零偏时无暗电流。反偏时，耗尽层宽，结电容小，响应速度有改善。反偏时注意，工作电压小于反向击穿电压，Ip×RL应小于电源电压。