南京理工大学1 光电基础
南京理工大学-光电检测技术总结
南京理⼯⼤学-光电检测技术总结习题01⼀、填空题1、通常把对应于真空中波长在（0.38m µ）到（0.78m µ ）范围内的电磁辐射称为光辐射。
2、在光学中，⽤来定量地描述辐射能强度的量有两类，⼀类是（辐射度学量），另⼀类是(光度学量)。
3、光具有波粒⼆象性，既是（电磁波），⼜是（光⼦流）。
光的传播过程中主要表现为（波动性），但当光与物质之间发⽣能量交换时就突出地显⽰出光的（粒⼦性）。
4、光量Q ：?dt φ，s lm ?。
5、光通量φ：光辐射通量对⼈眼所引起的视觉强度值，单位：流明lm 。
6、发光强度I ：光源在给定⽅向上单位⽴体⾓内所发出的光通量，称为光源在该⽅向上的发光强度，ωφd d /，单位：坎德拉)/(sr lm cd 。
7、光出射度M ：光源表⾯单位⾯积向半球⾯空间内发出的光通量，称为光源在该点的光出射度，dA d /φ,单位：2/m lm 。
8、光照度E ：被照明物体单位⾯积上的⼊射光通量，dA d /φ，单位：勒克斯lx 。
9、光亮度L ：光源表⾯⼀点的⾯元dA 在给定⽅向上的发光强度dI 与该⾯元在垂直于给定⽅向的平⾯上的正投影⾯积之⽐，称为光源在该⽅向上的亮度，)cos /(θ?dA dI ，单位：2/m cd。
10、对于理想的散射⾯，有Ee= Me 。
⼆、概念题1、视见函数：国际照明委员会（CIE ）根据对许多⼈的⼤量观察结果，⽤平均值的⽅法，确定了⼈眼对各种波长的光的平均相对灵敏度，称为“标准光度观察者”的光谱光视效率V (λ),或称视见函数。
2、辐射通量e φ：是辐射能的时间变化率，单位为⽡ (1W=1J/s)，是单位时间内发射、传播或接收的辐射能。
3、辐射强度e I ：从⼀个点光源发出的，在单位时间内、给定⽅向上单位⽴体⾓内所辐射出的能量，单位为W ／sr(⽡每球⾯度)。
4、辐射出射度e M ：辐射体在单位⾯积内所辐射的通量，单位为2/m W。
南理工光电检测技术课程光电检测器件
优点：灵敏度高，工作电流大（达数毫安） ， 光谱响应范围宽，所测光强范围宽，，无极性之分。
缺点：响应时间长，频率特性差，强光线性差， 受温度影响大。
主要用于红外的弱光探测与开关控制。
路灯自动点熄原理图如图所示，分析它的工作原理。
二、光电池
★它是利用光生伏特效应制成的将光能转换成电能的 器件。它是一种不需加偏压就能把光能直接转换成电 能P-N结光电器件。
3、优缺点
优点：光电阴极面积大，灵敏度较高；暗电流小，最低 可达10-14A；光电发射弛豫过程极短。
缺点：真空光电管一般体积都比较大、工作电压高达百 伏到数百伏、玻壳容易破碎等。目前已基本被固体光电器 件所代替。
建立在光电效应、二次电子发射和电子光学理论基础上 的，把微弱入射光转换成光电子，并获倍增的器件。
金属材料是否满足良好的光电发射材料的条件？
★金属吸收效率很低 ； ★金属中光电子逸出深度很浅，只有几纳米； ★金属逸出功大多为大于3eV，对λ>410nm的可见光来说，很难 产生光电发射，量子效率低；
半导体材料是否满足良好的光电发射材料的条件？
★光吸收系数比金属大； ★体内自由电子少，散射能量变小——故量子效率比金
光电检测光电池具有光敏面积大，频率响应高，光电流随 照度线性变化。
太阳能光电池耐辐射，转换效率高，成本低，体积小，结 构简单、重量轻、可靠性高、寿命长，在空间能直接利用太 阳能转换成电能的特点。
I
U RL
Ip Ij
I
U RL
符号 连接电路
等效电路
三、光敏二极管
与普通二极管相比:
共同点：一个PN结，单向导电性 不同点：
第二章、光电检测器件
光学工程-南京理工大学研究生院
光学工程Optical Engineering（领域代码：085202）一、培养目标光学工程领域全日制工程硕士培养基础扎实、素质全面、工程实践能力强，并具有一定的创新能力的应用型、复合型高层次工程技术和工程管理人才。
具体要求为：1、在思想上应拥护党的基本路线和方针政策，热爱祖国，遵纪守法，具有良好的职业道德和敬业精神，具有科学严谨和求真务实的学习态度和工作作风。
2、在业务上应掌握光学工程领域较坚实的基础知识，宽广的专门知识，以及必要的管理知识；掌握解决光学工程领域工程问题的先进方法和现代技术手段；具有独立从事科学研究、项目开发、工程设计和工程管理的能力；能够承担解决光学工程领域及其相关技术中的工程实际问题。
3、掌握一门外国语，较熟练地查阅本领域的国内外科技资料和文献，了解本领域的技术现状和发展趋势。
二、学制和学分全日制工程硕士研究生实行为以两年半为主的弹性学制，原则上不超过五年。
工程硕士生学习计划总学分不得少于80学分，其中课程学习不少于34学分，专业实践15学分，论文选题开题1学分，学位论文30学分。
三、研究方向光学工程领域是一个口径宽、覆盖面广、知识与技术密集，覆盖光电子技术与光子学技术、光电信息技术与工程、光学仪器及技术等多个工程技术领域，是信息社会的支柱性工程领域。
本领域主要研究方向有：1、光电子技术与光子学技术2、光电信息技术与工程3、光学仪器及技术四、培养方式1、采用课程学习、实践教学与学位论文相结合的培养方式。
2、课程学习和实践教学实行学分制。
鼓励工程硕士研究生到合作单位进行专业实践，可采取集中实践和分段实践相结合的方式，实践教学原则上在半年以上。
五、课程设置课程学习总学分应不少于34学分，具体设置及要求详见工程领域课程设置表。
六、专业实践专业实践注重培养研究生了解光学工程领域现实技术水平及企业运作的管理方式，通过参加实际课题的研究或企事业的具体工作，培养研究生发现问题、解决工程技术问题及管理问题的能光学工程领域课程设置表力，提高专业素养及就业创业能力。
南京理工大学光电检测-习题解答
南京理工大学光电检测-习题解答南京理工大学光电检测课后习题答案第1章1、举例说明你说知道的检测系统的工作原理。
（1）光电检测技术在工业生产领域中的应用：在线检测：零件尺寸、产品缺陷、装配定位…（2）光电检测技术在日常生活中的应用：家用电器——数码相机、数码摄像机：自动对焦---红外测距传感器自动感应灯：亮度检测---光敏电阻空调、冰箱、电饭煲：温度检测---热敏电阻、热电偶遥控接收：红外检测---光敏二极管、光敏三极管可视对讲、可视电话：图像获取---面阵CCD医疗卫生——数字体温计：接触式---热敏电阻，非接触式---红外传感器办公商务——扫描仪：文档扫描---线阵CCD红外传输数据：红外检测---光敏二极管、光敏三极管（3）光电检测技术在军事上的应用：夜视瞄准机系统：非冷却红外传感器技术激光测距仪：可精确的定位目标光电检测技术应用实例简介点钞机钞票的荧光反映，可判别钞票真假。
（4）纸宽的检测—红外发光二极管及接收二极管的应用主要是用于根据钞票经过此红外发光及接收二极管所用的时间及电机的转速来间接的计算出钞票的宽度，并对机器的运行状态进行判断，比如有无卡纸等；同时也能根据钞票的宽度判断出其面值。
（5）喂钞台、接钞台传感器—红外对管的应用在点钞机的喂钞台和取钞台部分分别有一个作为有无钞票的发射接收红外对管，用来检测是否有钞票放入或取出。
2、如何实现非电量的测量？为实现非电量的电测量，首先要实现从非电量到电量的变换，这一变换是靠传感器来实现的。
传感器接口电路是为了与传感器配合将传感器输出信号转换成低输出电阻的电压信号以方便后续电路的处理。
一般说来，信号都需要进一步放大并滤除噪声。
放大后的信号经模拟/数字变换后得到数字信号，以便于微处理器或微控制器。
微处理器或微控制器是测控系统的核心，它主要有两个作用：一是对数字信号进行进一步处理并将信号输出显示、存储和控制。
二是管理测控系统的各个部分以实现测控系统的智能化，即根据信号和测量条件的变化，自动地改变放大器的增益、滤波器的参数及其它的电路参数。
2020年全国光电信息科学与工程专业大学排名.doc
2020年全国光电信息科学与工程专业大学
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2020年全国光电信息科学与工程专业大学排名
更新：2019-12-24 09:30:45
一、教育部全国光电信息科学与工程专业大学排名光电信息科学与工程专业大学排名学校名称1南开大学2电子科技大学3华中科技大学4哈尔滨工业大学5东南大学6北京理工大学7天津大学8长春理工大学9北京邮电大学10北京交通大学11南京理工大学12西安电子科技大学13复旦大学14华南师范大学15山西大学16上海理工大学17中山大学18浙江大学19燕山大学20南京大学二、光电信息科学与工程专业相关介绍光电信息科学与工程专业是教育部在2012年9月下发文件将原属于电子信息科学类的光信息科学与技术、光电子技术科学专业与原属于电气信息类的信息显示与光电技术、光电信息工程、光电子材料与器件五个专业统一修订后而成的。
本专业培养具有现代科学意识、理论基础扎实、知识面宽、创新能力强,可从事光学工程、光通信、图像与信息处理等技术领域的科学研究,以及相关领域
的产品设计与制造、科技开发与应用、运行管理等工作,能够适应当代信息化社会高速发展需要的应用型人才。
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光电专业必学知识点总结
光电专业必学知识点总结第一，光电基础知识：光电技术是用光来传输、处理信息，其基础知识包括光波特性、光学成像、光的干涉和衍射等。
在这部分的学习中，学生需要了解光的波粒二象性、光的传播特性、光的相互作用等基本概念，同时还需要学习光的成像原理、光的干涉和衍射现象等内容。
第二，光电器件与器件制造技术：光电器件是光电技术的核心部分，它包括光电二极管、光电晶体管、光电探测器等。
在这部分的学习中，学生需要了解不同光电器件的结构和工作原理，以及光电器件的性能参数和制造工艺。
此外，还需要学习光电器件的测试方法和应用技术。
第三，光电传感技术：光电传感技术是一种重要的感知技术，它包括光电传感器的种类、工作原理、应用领域以及实际应用案例等内容。
在这部分的学习中，学生需要了解各种光电传感器的结构和特点，以及光电传感技术在工业自动化、环境监测、智能交通等方面的应用。
第四，光电测量与控制技术：光电测量与控制技术是一种重要的检测和控制技术，它包括光电仪器的种类、工作原理、精度和分辨率等。
在这部分的学习中，学生需要了解光电仪器的设计和校准原理，以及光电测量与控制技术在精密测量、自动化控制、医学影像等方面的应用。
第五，光电信息处理技术：光电信息处理技术是一种重要的信息处理技术，它包括光电数字转换技术、光电信号处理技术、光电成像技术等。
在这部分的学习中，学生需要了解光电信息处理技术的基本原理、算法和硬件实现，以及光电信息处理技术在通信、图像处理、光纤传感等方面的应用。
第六，光电系统集成技术：光电系统集成技术是一种重要的系统集成技术，它包括光电器件的组装、调试和测试技术，以及光电系统的设计和优化方法。
在这部分的学习中，学生需要了解光电系统集成技术的基本原理和技术，以及光电系统集成技术在通信网、光学仪器等领域的应用及发展趋势。
以上是光电专业的一些必学知识点总结，其中所涉及到的内容十分庞杂，学生需要在学习光电专业的过程中注重理论知识与实践技能的结合，不断提升自己的动手能力和创新能力，为今后在光电领域的发展和应用做好充分的准备。
2017南京理工光学工程考研资料与专业综合解析——研途宝
研途宝考研/ 2017南京理工光学工程考研资料与专业综合解析——研途宝专业名称、代码：光学工程[080300]专业所属门类、代码：工学（08）所属院系：电光学院光学工程专业介绍：光学工程是一门历史悠久而又年轻的学科。
它的发展表征着人类文明的进程。
它的理论基础--光学，作为物理学的主干学科经历了漫长而曲折的发展道路，铸造了几何光学、波动光学、量子光学及非线性光学，揭示了光的产生和传播的规律和与物质相互作用的关系。
在早期，主要是基于几何光学和波动光学拓宽人的视觉能力，建立了以望远镜、显微镜、照相机、光谱仪和干涉仪等为典型产品的光学仪器工业。
考试科目：[101] 思想政治理论[201] 英语一[301] 数学一819 光学工程820 光电基础845 普通物理B研究方向：01、光电探测与图像工程02、光电信息与混合图像处理03、精密光学测试理论与技术04、红外物理与红外工程05、光电系统设计理论与技术06、光电信号处理与数字视频技术07、光电子信息技术与系统08、光通信与光纤应用技术2017光学工程专业课考研参考书目：《应用光学》张以漠机械工业出版社修订版；《光电子器件》王君容、薛君南国防工业出版社第二版；《光电信号处理》何兆湘华中科技大学出版社第一版；《应用光学与光学设计基础》迟泽英、陈文建东南大学出版社第一版；2017光学工程考研专业课资料：《2017南京理工大学普通物理B考研复习精编》《2017南京理工大学普通物理B考研冲刺宝典》研途宝考研/《2017南理工普通物理B考研模拟五套卷与答案解析》《南京理工大学普通物理（B）2008-2011考研真题试卷（电子版）》专业课资料地址: /zykzl历年考研复试分数线：2014年总分：285，政治/外语：38；业务1/业务2：57；2015年总分：295，政治/外语：40；业务1/业务2：60；【17光学工程考研辅导】2017南京理工大学考研高端保录班2017南理工专业课考研无忧通关班2017南京理工大学专业课考研一对一班2017南理工专业课考研面授集训班南理工光学工程考研经验与技巧分享（15高分学长）又是一年考研时，回首往事，我可以理解通过初试，焦急的准备复试的学弟、学妹的心情，尤其是对于外校的考研生。
光电方面知识点总结
光电方面知识点总结光电技术是光学和电子技术的结合，它利用光子、电子和半导体材料之间的相互作用来实现一系列的应用。
光电技术已经在通信、能源、医疗、娱乐等领域得到了广泛的应用，并且在人们的日常生活中也起着重要的作用。
本文将从光电基础知识、光电器件、光电应用三个方面对光电技术进行总结，希望能够为读者提供一个全面的了解和认识。
一、光电基础知识1. 光的本质光是一种电磁波,它在真空中的速度为约300000 公里/秒。
光波的频率ν与波长λ之间的关系遵循c=νλ,其中c为光速。
光学的波动理论认为光是一种波,而粒子理论则认为光是由光子构成的.量子光学理论认为光既具有波的性质,也具有粒子的性质。
2. 光电效应光电效应是指光的能量被物质吸收后,物质产生电子的现象。
实验结果表明,只有波长小于一定值的光才能引起光电效应。
根据对光的波动性的定性解释,在低频区,光波不具备照射金属产生电子的能力。
而根据光的量子性的定性解释,在高频区,光子的能量大,能将激发金属电子,从而产生光电效应。
3. 光电池光电池是利用光电效应而制成的半导体器件，光照射在光电池上时，光子被吸收并激发出电子，从而产生电流。
光电池主要有太阳能电池和光电探测器两种，太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的设备，而光电探测器是一种可以将光信号转化为电信号的器件。
4. 光电导光电导是指在光照射下,电导率发生变化的现象。
在光电导效应中，光子携带能量被物质吸收后，激发物质内部的电子受限在晶体中移动，使其在外加电场的作用下得到移动。
由于光电导使得材料的电阻率发生变化，因此在一些传感器和光电器件中得到了广泛的应用。
5. 光电子学光电子学是光学与电子学相结合的学科领域，它研究的是光子与电子间相互作用的规律和光电器件的结构设计和应用。
光电子学的研究范围包括从光源的制备、光信号的传输、光信号的检测以及对光信号的处理等多个方面。
二、光电器件1. 光电转换器件光电转换器件是利用光电效应将光信号转换为电信号的器件，主要包括光电池和光电探测器两种。
2019年南京理工大学电子工程与光电技术学院拟录取名单
光学工程
102889100001266 王宏泽
340
248.00
73.87
代 码
学院名称
录取专 业代码
104 电子工程与光电技术学院 080300
104 电子工程与光电技术学院 080300
104 电子工程与光电技术学院 080300
104 电子工程与光电技术学院 080300
104 电子工程与光电技术学院 080300
104 电子工程与光电技术学院 080902
104 电子工程与光电技术学院 080902
104 电子工程与光电技术学院 080902
104 电子工程与光电技术学院 080902
104 电子工程与光电技术学院 080902
录取专业名称
光学工程 光学工程 光学工程 光学工程 光电科学与工程 光电科学与工程 光电科学与工程 物理电子学 物理电子学 物理电子学 物理电子学 物理电子学 物理电子学 物理电子学 电路与系统 电路与系统 电路与系统 电路与系统 电路与系统
姓名
崔倩莹 荣韶华 相智远 刘畅 翟晶晶 刘永魁 王兴国 顾杰 吕志胜 刘晓渊 何全 杨鑫鑫 朱笑生 叶云飞 苏博 刘帅 于新明 马海颖 左苇
初试总分
367 335 337 335 331 363 326 325 341 317 344 343 330 342 366 359 331 345 352
352
260.60
76.99
104 电子工程与光电技术学院 080300
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102889100001218 尹智瑶
352
257.40
76.56
104 电子工程与光电技术学院 080300
光学工程
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南京理工大学光电检测课后习题答案第1章1、举例说明你说知道的检测系统的工作原理。
（1）光电检测技术在工业生产领域中的应用：在线检测：零件尺寸、产品缺陷、装配定位…（2）光电检测技术在日常生活中的应用：家用电器——数码相机、数码摄像机：自动对焦---红外测距传感器自动感应灯：亮度检测---光敏电阻空调、冰箱、电饭煲：温度检测---热敏电阻、热电偶遥控接收：红外检测---光敏二极管、光敏三极管可视对讲、可视电话：图像获取---面阵CCD医疗卫生——数字体温计：接触式---热敏电阻，非接触式---红外传感器办公商务——扫描仪：文档扫描---线阵CCD红外传输数据：红外检测---光敏二极管、光敏三极管（3）光电检测技术在军事上的应用：夜视瞄准机系统：非冷却红外传感器技术激光测距仪：可精确的定位目标光电检测技术应用实例简介点钞机（1）激光检测—激光光源的应用用一定波长的红外激光照射第五版人民币上的荧光字，会使荧光字产生一定波长的激光，通过对此激光的检测可辨别钞票的真假。
由于仿制困难，故用于辨伪很准确。
（2）红外穿透检测—红外信号的检测红外穿透的工作原理是利用人民币的纸张比较坚固、密度较高以及用凹印技术印刷的油墨厚度较高，因而对红外信号的吸收能力较强来辨别钞票的真假。
人民币的纸质特征与假钞的纸质特征有一定的差异，用红外信号对钞票进行穿透检测时，它们对红外信号的吸收能力将会不同，利用这一原理，可以实现辨伪。
（3）荧光反应的检测—荧光信号的检测荧光检测的工作原理是针对人民币的纸质进行检测。
人民币采用专用纸张制造（含85％以上的优质棉花），假钞通常采用经漂白处理后的普通纸进行制造，经漂白处理后的纸张在紫外线（波长为365nm的蓝光）的照射下会出现荧光反应（在紫外线的激发下衍射出波长为420－460nm的蓝光），人民币则没有荧光反应。
所以，用紫外光源对运动钞票进行照射并同时用硅光电池检测钞票的荧光反映，可判别钞票真假。
南京理工大学-研究生入学考试大纲-820光电基础
南京理工大学-研究生入学考试大纲-820光电基础光电基础考试大纲光辐射部分大纲1 辐射理论1.1 引言1.2 基本辐射量1.2.1 △基本辐射量1.2.2 △光谱辐射量和光子辐射量1.2.3 △光度量及其单位1.3 △★各辐射量的之间的关系与实际计算1.3.1 △★各辐射量的之间的关系1.3.2 △★辐射量的实际计算1.4 热辐射及基尔霍夫定律1.4.1 热辐射1.4.2 △基尔霍夫定律1.5 黑体辐射定律1.5.1 黑体1.5.2 △★普朗克定律1.5.3 黑体辐射的近似定律—维恩定律和瑞利—琼斯定律1.5.4 维恩位移定律1.5.5 △斯忒藩——波尔兹曼定律1.5.6 △归一化普朗克函数、辐射效率及辐射对比度1.6 非黑体辐射定律1.6.1 △发射率的定义1.6.2 非黑体辐射的规律2 辐射测量2.1 有关测量的基本概念2.1.1 △物理量及其计量单位2.1.2 测量和测量方法分类2.1.3 测量误差的概念2.1.4 测量结果的描述2.1.5 △测量仪器的标定2.2 测量的基本考虑2.2.1 概述2.2.2 基本辐射计2.2.3 △辐射源的测量2.2.4 背景2.3 标准辐射源2.3.1 辐射源的分类2.3.2 △★标准辐射源2.4 △标准绝对辐射计2.5 辐射测量的标定2.5.1 △辐射源标定2.5.2 △辐射计的标定2.5.3 标定的具体方法3 辐射源光度量的测量3.1 概叙3.1.1 光度测量的基本考虑3.1.2 △★光度基准与光度单位3.2 目视光度计3.3 光照度与光强度的测量3.3.1 △★光照度的测量3.3.2 △★光强度的测量。
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禁带（Forbidden Band）： 价带（Valence Band）： 导带（Conduction Band）：
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第一章 光电检测技术基础
dΦ ′(λ )
吸收的光谱辐射通量
α
(λ
,T
)
=
dΦ ′(λ )
dΦ(λ )
光谱吸收比
α(λ,T ) ⇒ M (λ,T )
M (λ,T ) α (α ,T )
=
M bλ
=
f (λ,T )
物体的光谱辐射出射度和光谱吸收比的比值与物体的性质无关，都 等于同一温度下绝对黑体的光谱辐射出射度
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第一章 光电检测技术基础
2黑体辐射
黑体辐射定律－－－斯忒藩－ 波尔滋曼定律
黑体辐射的总光辐射只和 温度有关
∫ ∫ M =
∞ 0
M λ dλ
=
∞ 2πhc2λ−5 ⋅ 1 dλ
0
e hc2 / kT − 1
∫ = c1T 4
∞ d (λT ) 0 (λT )5 (ec2 / λT
晶体实物图
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第一半章导光体电基检础测知技识术基础
N 型 半 导 体
N 型 半 导 体 PK P型 半 导 体
P
型
半
导
杂质硅的原子图象和能带图
体
半 导 体
所掺 多数载流子 少数载流子 杂质 （多子） （少子）
特性
N型
施主 杂质
P型
受主 杂质
电子 空穴
空穴 电子
电子浓度nn>>空 穴浓度pn 电子浓度np≤空 穴浓度pp
第一章 光电检测技术基础
1 光辐射量
Ω=
SC R2
=
π (R ⋅ sin
R2
β )2
2
=π
⋅ sin 2
β
2
sin β = β
Sc
22
=π ⋅ β2
Ss
4
β
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第一章 光电检测技术基础
(一) 光辐射量
1.辐射能Q 2.辐射通量φ
Φ = dQ dt
３.辐射强度Ｉ
I = dΦ dΩ
A
L = ρE π
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4 光学系统的光度学 阿贝定律
第一章 光电检测技术基础
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4 光学系统的光度学 阿贝定律
第一章 光电检测技术基础
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4 光学系统的光度学 象面上轴上点的照度
第一章 光电检测技术基础
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4 光学系统的光度学 例
第一章 光电检测技术基础
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光谱量子流速率
dN = dΦ = Φλdλ hν hν
∫ N = ∞ Φλdλ
0 hν
∫ N = 780 Φλλdλ 380 hc
第一章 光电检测技术基础
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2黑体辐射
第一章 光电检测技术基础
基尔霍夫定律
dΦ (λ )
单位波长光谱辐射通量
2黑体辐射
黑体辐射
α (λ,T
)
=
dΦ′(λ )
dΦ(λ )
=
1
第一章 光电检测技术基础
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2黑体辐射
黑体辐射定律－－－普朗克定律
第一章 光电检测技术基础
Mλ
=
2πhc 2 λ5
•
1 e hc / λkT
−1
C1=3.74*10-16 W.M2
= C1λ−5 (ec2 / λT ) −1 −1
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第一章 光电检测技术基础
第一章 光电检测基础
一 辐射度量和光度量
1 光辐射量 2 黑体辐射 3 光度量 4 光学系统的光度学
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1 光辐射量
立体角Ω
dΩ
=
σ
⋅ cosα
R2
球面度Steradian(Ｓr)
Ω = ∫ dΩ = 4π
第一章 光电检测技术基础
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I=Φ Ω
I= Φ
4π
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第一章 光电检测技术基础
4.辐射亮度Ｌ
L = dI =
d 2Φ
dA ⋅ cosθ dΩ ⋅ பைடு நூலகம்A ⋅ cosθ
5.辐射出射度Ｍ
M = dΦ dA
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６.辐射照度Ｅ
E = dΦ dA
7.辐射量H
H = ∫ E(t)dt
H = E⋅t
有ν0≥Eg/h
λ0≤hc/Eg=1.24/Eg （ μm ）
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第一半章导光体电基检础测知技识术基础
几种重要半导体材料的波长阈值
材料 Se Ge Si PbS InSb GaAs Gap
温度/K 300 300 290 295 300 300 300
Eg /eV 1.8 0.81 1.09 0.43 0.18 1.35 2.24
=
0
( ) c2 = 5 1 − e−c2 / λmT
λmT
c2 = 4.965114
λmT
λmT = C2 / 4.965114 = 2897.95
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第一章 光电检测技术基础
2黑体辐射
黑体温度K 峰值波长μm
300 1000 2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000
Iθ = L ⋅ A ⋅ cosθ
I0 = L⋅ A
Iθ = I 0 ⋅ cosθ
第一章 光电检测技术基础
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第一章 光电检测技术基础
3光度量
出射度M
∫ Φ
=
2π
θ2 θ1
I
0
cosθ
⋅ sinθ
⋅ dθ
I=LA
θ1 =0
Φ = πLA
Φ = πI 0 θ2 =90
Φ
=
πI 0
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第一半章导光体电基检础测知技识术基础
非平衡态下的载流子
1．产生与复合
nn＝nn0+Δnn
在非平衡状态下载流子浓度为： pn＝pn0+Δpn
Δnn≈Δpn
光注入
强光注入 弱光注入
nnpn »nn0pn0＝ni2 nn0 <Δnn＝Δpn
nnpn >nn0pn0＝ni2 nn0 >Δnn＝Δpn
Φ = ∫ΩIdΩ
∫ ∫ 2π
Φ=
π I (θ ,ϕ )sinθdθdϕ
00
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1
0.9
0.8
0.7
0.6
视见函数
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
350
400
450
500
第一章 光电检测技术基础
555
600
650
700
750
800
850
波长 (nm)
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3光度量
第一章 光电检测技术基础
3光度量
亮度：单位面积上的发光强度
L = dI dA
L = dI
I = dΦ dΩ
dA cosθ
L = d 2Φ
dΩdA cosθ
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第一章 光电检测技术基础
3光度量
例：Ｈe-Ne激光功率Ｐ＝lmw，波长λ＝ 633nm，光束的截面积A=1mm xmm,光 束的发散角Ω＝10-3sr，求激光的亮度L。
d) 轻掺杂N型 e) 重掺杂N型
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第一半章导光体电基检础测知技识术基础
非平衡态下的载流子
非平衡载流子
电注入：通过半导体界面把载流子注入半导 体，使热平衡受到破坏。
光注入：光注入下产生非平衡载流子表现为 价带中的电子吸收了光子能量从价带跃迁到 导带，同时在价带中留下等量的空穴。
第一半章导光体电基检础测知技识术基础
导电机构
导带
禁带
EC Eg
Ev
价带
绝缘体、半导体、金属的能带图 a) 绝缘体 b) 半导体 c) 金属
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2．本征半导体与杂质半导体
第一半章导光体电基检础测知技识术基础
晶体构造示意图 (a) 金刚石结构（Ge、Si晶体） (b) 闪锌矿结构（GaAs晶体）
C2=1,44*10-2 M.K
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2黑体辐射
光 谱 辐 射 出 射 度
Mb
第一章 光电检测技术基础
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2黑体辐射 黑体辐射定律－－－维恩位移定律
第一章 光电检测技术基础
λm = α /T
( ) dM λ
dλ
=
d
dλ
⎡
⎢ ⎣
λ5
c1 ec2 / λT
−1
⎤ ⎥ ⎦
3 照度及距离平方反比定律
距离平方反比定律