光电成像原理与应用复习资料

光电成像原理与应⽤复习资料
1、光电效应应按部位不同分为内光电效应和外光电效应，内光电效应包括（光电导）和（光伏效应）。

2、真空光电器件是⼀种基于（外光电）效应的器件，它包括（光电管）和（光电倍增管）。

3、光电导器件是基于半导体材料的（光电导）效应制成的，最典型的光电导器件是（光敏电阻）。

4、硅光电⼆极管在反偏置条件下的⼯作模式为（光电导），在零偏置条件下的⼯作模式为（光伏模式）。

5、变象管是⼀种能把各种（不可见）辐射图像转换成为（可见）图像的真空光电成像器件。

6、固体成像器件电荷转移通道主要有两⼤类，⼀类是（SCCD），另⼀类是（BCCD）。

7、光电技术室（光⼦技术）和（电⼦技术）相结合⽽形成的⼀门技术。

8、场致发光有（直流）、（交流）和结型三种形态。

9、常⽤的光电阴极有（正电⼦亲合势光电阴极）和（负电⼦亲合势光电阴极），正电⼦亲和势材料光电阴极有哪些（Ag-O-Cs,单碱锑化物，多碱锑化物）。

10、根据衬底材料的不同，硅光电⼆极管可分为（2DU）型和（2CU）型两种。

11、像增强器是⼀种能把（微弱）增强到可以使⼈眼直接观察的真空光电成像器件，因此也称为（微光管）。

12、光导纤维简称光纤，光纤有（纤芯）、（包层）及（外套）组成。

13、光源按光波在时间，空间上的相位特征可分为（相⼲）和（⾮相⼲）光源。

14、光纤的⾊散有材料⾊散、（波导⾊散）和（多模⾊散）。

15、光纤⾯板按传像性能分为（普通OFP）、（变放⼤率的锥形OFP）和（传递倒像的扭像器）。

16、光纤的数值孔径表达式为（），它是光纤的⼀个基本参数、它反映了光纤的（集光）能⼒。

17、真空光电器件是基于（外光电）效应的光电探测器，他的结构特点是有⼀个（真空管），其他元件都置于（真空管）。

18、根据衬底材料的不同，硅光电电池可分为（2DR）型和（2CR）型两种。

19、根据衬底材料的不同，硅光点⼆、三级管可分为（3DU）型和（3CU）型两种。

20、为了从数量上描述⼈眼对各种波长辐射能的相对敏感度，引⼊视见函数V（f）, 视见函数有（明视见函数）和（暗视见函数）。

21、PMT有哪⼏部分组成？并说明店⼦光学系统的作⽤是什么？PMT的⼯作原理？
PMT主要由⼊射窗⼝、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。

电⼦光学系统的主要作⽤有两点:
1、使光电阴极发射的光电⼦尽可能全部汇聚到第⼀倍增极上，⽽将其他部分的杂散热电⼦散射掉，提⾼信噪⽐.
2
.
PMT的⼯作原理
1．光⼦透过⼊射窗⼝⼊射在光电阴极K上
2．光电阴极K受光照激发，表⾯发射光电⼦
3．光电⼦被电⼦光学系统加速和聚焦后⼊射到第⼀倍增极D1上，将
发射出⽐⼊射电⼦数更多的⼆次电⼦。

⼊射电⼦经N级倍增后，
光电⼦数就放⼤N次.
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I p，在负载R L上产⽣信号电压Ｕ0。

22、PMT的倍增极结构有⼏种形式？个有什么特点？
⿏笼式,盒栅式，直线聚焦型，百叶窗式，近贴栅⽹式，微通道板式。

23、什么是⼆次电⼦？并说明⼆次电⼦发射过程的三个阶段是什么？光电⼦发射过程的三步骤？
答：当具有⾜够动能的电⼦轰击倍增极材料时，倍增极表⾯将发射新的电⼦。

称⼊射的电⼦为⼀次电⼦，从倍增极表⾯发射的电⼦为⼆次电⼦。

⼆次电⼦发射过程的三个阶段：
1) 材料吸收⼀次电⼦的能量，激发体内电⼦到⾼能态，这些受激电⼦称为内⼆次电⼦；
2) 内⼆次电⼦中初速指向表⾯的那⼀部分向表⾯运动，在运动中因散射⽽损失部分能量；
3) 到达界⾯的内⼆次电⼦中能量⼤于表⾯势垒的电⼦发射到真空中，成为⼆次电⼦。

24、简述Si-PIN光电⼆极管的结构特点，并说明Si-PIN管的频率特性为什么⽐普通光电⼆极管好？p69
25、简述常⽤像增强器的类型？并指出什么是第⼀、第⼆和第三代像增强器，第四代像增强器在在第三代基础上突破的两个技术室什么？p130
1). 级联式像增强器2) 第2代像增强器（微通道板像增强器）3).第3代像增强器4).第4代像增强器
26、什么是光电⼦技术?光电⼦技术以什么为特征？
光电⼦技术是：光⼦技术与电⼦技术相结合⽽形成的⼀门技术。

主要研究光与物质中的电⼦相互作⽤及其能量相互转
换的相关技术。

以光源激光化、传输光纤化、⼿段电⼦化、现代电⼦学中的理论模式和电⼦学处理⽅法光学化为特征：是⼀门新兴的综合性交叉学科。

27、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？p29
28、荧光屏表⾯蒸镀铝膜的作⽤是什么？p127
29、从传输模式⾓度考虑，光纤分为哪⼏种？p189
根据传输模式，光纤分为单模和多模两种。

30、硅光电池最⼤的开路电压是多少？为什么她随温度升⾼⼆降低？p59
31、什么是负电⼦亲和势光电阴极？具有哪些优点？p101
32、什么是‘胖0’电荷？什么是‘胖0’⼯作模式？引⼊‘胖0’电荷的优缺点？
“胖0”电荷的引⼊：降低了势阱的深度；减⼩了信号电荷的最⼤存储量；
降低了CCD的动态范围；增⼤了器件的转移噪声。

P158
33、根据物体的辐射发射率，可将物体分为哪⼏种类型？
34、简述⿊体辐射的⼏个定律，并讨论其物理意义。

P14
35、光电探测器特性参数有？为什么光敏电阻随光照增加⽽降低？P24，p91
36、CCD有哪⼏部分组成，并说明每部分的作⽤？为什么说CCD是⾮稳态器件？CCD能否⼯作，其电极间距为？p147
37、对于CCD来说电荷注⼊⽅式有电注⼊和光注⼊，什么是电注⼊？什么是光注⼊？p147,148
38、画出ZnCdTe靶的结构图，并说明每层的作⽤？p138
第1层：ZnSe层属于N型半导体，厚50～100nm；⽆光电效应，其作⽤是增强对短波光的吸收，提⾼整个可见光区的灵敏度。

另外它也阻⽌光⽣空⽳向成象⾯⼀边扩散，有提⾼灵敏度，减⼩暗电流的作⽤；
第2层：碲化锌和碲化镉的固溶体（Zn x Cd1-x Te），属于P型半导体，厚3～5µm；光电效应主要发⽣在该层，x值的⼤⼩对灵敏度、暗电流和光谱特性都有较⼤的影响，x值⼩，灵敏度⾼，体内暗电流增⼤，光谱特性的峰值波长向长波⽅⾯移动；
第3层：⽆定形三硫化⼆锑Sb2S3，厚100nm；其作⽤是减⼩扫描电⼦束的电⼦注⼊效应，减⼩暗电流和惰性第1层与第2层之间形成异质结；第2层与第3层之间不形成结。

39、画出CdSe靶的结构图，并说明每层的作⽤？p138
第1层：沉积在玻璃板上的透明的导电层SnO2，作信号电极,属N+；
第2层：是N型CdSe层,它与N+型层SnO2构成对空⽳的阻挡层；CdSe层是异质结CdSe靶的基体，厚2微⽶；是完成光电转换的光敏层，其禁带宽度为1.7eV，具有良好的光电导特性；
第3层：亚硒酸镉(CdSeO3)层是由CdSe 氧化⽽成,是⼀层绝缘体,有利于降低暗电流,但不影响光电灵敏度；
第4层：As2S3层是靶的扫描⾯，是在⾼空状态下⽓湘沉积⽽成，呈玻璃态，厚0.2微⽶；是⼀个⾼阻层，禁带宽度为2.3eV，具有很⾼的电阻率。

其作⽤是防⽌电⼦进⼊靶内，形成对电⼦的阻挡层，并且承担电荷的积累和储存。

40、什么是MCP？简述微通道板（MCP）的⼯作原理？p130
微通道板是由成千上万根直径为15～40µm、长度为0.6～1.6mm的微通道排成的⼆维列阵，简称MCP。

微通道板（MCP）的⼯作原理：
41、什么是微通道板（MCP）的⾃饱和效应？⼆代像增强器利⽤该效应解决了什么问题？p130
42、以p型N沟道MOS电容器为例，说明势阱存储电荷的原理。

（第七章）
43、什么是光纤⾯板？简述光纤⾯板由哪⼏种玻璃组成？每种玻璃的作⽤？p197
⽤多根单光纤经热压⼯艺⽽制成真空⽓密性良好的光纤棒，然后进⾏切⽚、抛光⽽成的⼀种可传递光学图像的光纤器件；
44、什么是光纤⾯板的三环效应？该效应对传像有什么影响？
三环效应出射⾓最⼩的第⼀环带光；出射⾓相等的第⼆环带光；出射⾓最⼤的第三环带光
45、简述光纤⾯板的传像原理，像管应⽤光纤⾯板有什么优点?
优点是：
●增加了传递图像的传光效率；
●提供了采⽤准球对称电⼦光学系统的可能性，改善了像质；
●可制成锥形OFP或光纤扭像器。