光电技术习题与思考题及解答
光电技术习题
λ 止＝
hc Eg
= 12.4 ×103电子伏 • 埃＝6.63×10−34 × 3 ×108
0 ⋅ 09电子伏
0.09 ×1.6 ×10−19
= 1.38 ×10−（5米）
7． 已知某光探测器的等效噪声功率 NEP＝ 2 ×10−9 w，且已知光探测器的光敏面面积
Ad = 0.5cm2 ，如果测量系统的带宽 Δf = 1KHZ ，试计算此光探测器的探测率 D 和比
探测率 D* 各为多少？
解：据公式： D = 1 及D∗ = NEP
D=
1 2 ×10−9
= 5 ×108 (W −1 )
Ad ⋅ Δf 代入，并得出结果 NEP
D∗ =
0.5 ×103 2 ×10−9
1
= 1.12 ×1010 (w−1 ⋅ cm ⋅ Hz 2 )
1
答：该探测器的探测率 D 为 5 ×108 w−1 。 比探测率 D∗ 为1.12 ×1010 cm ⋅ Hz 2 ⋅ w−1
⎜⎝ 3.不变⎟⎠
⎛1.大于 ⎞
4．
本征光电导
⎜ ⎜
2.等于
⎟ ⎟
非本征光电导，这是因为从吸收跃迁的结果来看
⎜⎝ 3.小于 ⎟⎠
⎛1.本征 ⎞
⎜ ⎝
2.非本征
⎟ ⎠
光电导同时产生
⎛1.不同⎜ ⎝Fra bibliotek2.相同
⎞ ⎟ ⎠
的自由电子和空穴的结果。
⎛1.高的多 ⎞
5．
对于所有纯净的半导体材料来说，
hν
比禁带宽度
15． 已知某金属光电子发射体的逸出功 wΦ = 5eV ，波长 λ = 10μm 的中红外辐射入射
到该金属光电子发射体上，试问在这种情况下能否产生光电子发射？为什么？
光电技术习题解
教材：安毓英，刘继芳，李庆辉编著《光电子技术》，北京：电子工业出版社，2002《光电子技术》习题解答习 题11.1 设在半径为R c 的圆盘中心法线上，距盘圆中心为l 0处有一个辐射强度为I e 的点源S ，如图所示。
试计算该点源发射到盘圆的辐射功率。
解答：根据辐射功率的定义及立体角的计算公式：ΩΦd d ee I =，202πd l R c =Ω 202e πd d l R I I c e e ==ΩΦ1.2 如图所示，设小面源的面积为∆A s ，辐射亮度为L e ，面源法线与l 0的夹角为θs ；被照面的面积为∆A c ，到面源∆A s 的距离为l 0。
若θc 为辐射在被照面∆A c 的入射角，试计算小面源在∆A c 上产生的辐射照度。
第1题图第2题图用定义r r e e A dI L θ∆cos =和A E ee d d Φ=求解。
1.4 霓虹灯发的光是热辐射吗？ 不是热辐射。
是电致发光。
1.6 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 。
解答：普朗克热辐射公式求一阶导数，令其等于0，即可求的。
教材P81.7 黑体辐射曲线下的面积等于等于在相应温度下黑体的辐射出射度M 。
试有普朗克的辐射公式导出M 与温度T 的四次方成正比，即4T ⨯=常数M这一关系式称斯特藩-波耳兹曼定律，其中常数为5.67⨯10-8W/m 2K 4 解答：教材P9，并参见大学物理相关内容。
1.9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。
1.10 dv v ρ为频率在dv v v +~间黑体辐射能量密度，λρλd 为波长在λλλd +~ 间黑体辐射能量密度。
已知 ()[]1exp 833-=T k hv c hv B v πρ ，试求λρ。
《光电技术》章节要点思考题
《光电技术》章节要点思考题第01章光辐射探测的基础理论思考题1－1 分别指明光学谱区和可见光区的范围。
1－2 辐射度量与光度量分别适应于电磁波谱的哪个范围？两者之间的换算关系如何？1－3 分别画出本征半导体、P型半导体和N型半导体的能带图，并解释施主能级和受主能级的形成。
1－4 本征半导体和杂质半导体对光的吸收最⼤的区别是什么？1－5 简述光电导效应、光伏效应和光电发射效应。
1－6 解释PN结加反向偏压时结电容变⼩。
1－7 什么叫量⼦效率？它与哪些因素有关？1－8 为什么称光电探测器为平⽅律器件？1－9 光电探测器的噪声主要有哪⼏类？为什么限制探测系统的带宽，可以减⼩噪声？1－10 为什么测量探测器的光谱灵敏度时，测量系统⼀般需要单⾊仪？1－11 探测器的噪声等效功率与哪些因素有关？⼀个探测器的灵敏度很⾼，它的噪声等效功率就⼀定很⼩，从⽽它的探测能⼒就越强？第02章常⽤光辐射源思考题2－1 什么叫⿊体？绝对⿊体⾃然界并不存在，研究⿊体的意义是什么？2－2 指出⿊体、灰体和选择性辐射体的光谱发射率的差别。
2－3 什么是⾊温？2－4 分别指出⽤⿊体和⽩炽灯作标准光源的⼯作光谱范围。
2－5 在半导体激光器⼯作⼯程中，是如何实现粒⼦数反转的？第03章光电导探测器思考题3－1 本征光电导探测器和杂质光电导探测器在光谱响应有什么区别？为什么杂质光电导探测器常较低的温度⼯作？3－2 光敏电阻输出电路的负载电阻阻值过⼩，可能会出现什么问题？3－3 画图表⽰本征光电导探测器和杂质光电导探测器能够覆盖的光谱响应⼤致范围。
3－4 光敏电阻的响应时间由什么决定？第04章光伏探测器思考题4－1 光伏探测器⼯作在PN结的伏安特性曲线的哪些区域？4－2 什么叫光伏探测器的“短路电流”和“开路电压”？怎样测量？4－3 光伏探测器的噪声主要有哪些？4－4 光伏探测器的响应时间由哪些因素决定？4－5 光电池和光电⼆极管有哪些主要区别？4－6 简述APD 的⼯作原理。
光电检测习题解答
幕每秒钟接受旳光子为
N Φe Φe 0.6328106 6 103 1.911016 h hc 6.626 1034 3108
（个/秒）
光敏电阻
3 、在如图所示旳恒流偏置电路中，已知Re=3.3kΩ，UW=4V， Ubb=12V；光敏电阻为RP，当光照度为30lx时输出电压为6V，80 lx时为9V。（设该光敏电阻在30到100lx之间旳值不变）
二 填空题 1 描述光电探测器光电转化能力旳是 量子效率 。 2 任何物质，只要温度高于绝对零度，都具有发射辐射旳能力。 3 氦氖激光器以 直流 电源驱动。
4 发光二极管是 注入式电致发光器件 器件。 7 光伏器件有光伏工作模式和光导工作模式两种工作模式。
三 简答题
1、 掺杂对半导体导电性能旳影响是什么？ 答：半导体中不同旳掺杂或缺陷都能在禁带中产生附加旳能级 ，价带中旳电子若先跃迁到这些能级上然后再跃迁到导带中去 ，要比电子直接从价带跃迁到导带轻易得多。所以虽然只有少 许杂质，却会明显地变化导带中旳电子和价带中旳空穴数目， 从而明显地影响半导体旳电导率。
光电技术综合习题解答
一、单项选择题
① 在光电倍增管中，产生光电效应旳是（ ）。
A．阴极 C．二次发射极 ② 光电二极管旳工作条件是（ ）。
B．阳极 D．光窗
A．加热 C．加反向偏压
B．加正向偏压 D． 零偏压
光电技术综合习题解答
一、单项选择题
① 在光电倍增管中，产生光电效应旳是（A）。
A．阴极
B．阳极
G
I a min IK
2.439 24 106
1.02105
光电技术课后答案第五章
第五章 作业题答案5.7解：最小可探测功率为：W 1074.11103001038.11067.5101161611523122215min 21----⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆=ασf kT A P 5.8解：(1) 当T =300K 时最小可探测功率为：W 1038.18.013001038.11067.510516161152312221521----⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆=ασf kT A P NE比探测率为：/W H cm 1062.11038.1)1105()(*2121z 1011221⋅⨯=⨯⨯⨯=∆=--NE P f A D 热传导为：W/K1045.23001067.58.010544531223---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==T A G ασ(2) 当T =280K 时最小可探测功率为：W 1016.18.012801038.11067.510516161152312221521----⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆=ασf kT A P NE比探测率为：/W H cm 1093.11016.1)1105()(*2121z 1011221⋅⨯=⨯⨯⨯=∆=--NE P f A D 热传导为：W/K1099.12801067.58.010544531223---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==T A G ασ5.9 热释电器件为什么不能工作在直流状态？答：当红外辐射照射到已经极化的铁电体薄片上时，引起薄片温度升高，表面电荷减少，相当于热“释放”了部分电荷。
释放的电荷可用放大器转变成电压输出。
如果辐射持续作用，表面电荷将达到新的平衡，不再释放电荷，也不再有电压信号输出。
因此，热释电器件不同于其他光电器件，在恒定辐射作用的情况下其输出电压为零。
只有在交变辐射的作用下才会有信号输出。
5.13 为什么热释电器件的工作温度不能在居里点？当工作温度远离居里点时热释电器件的电压灵敏度会怎样？工作温度接近居里点时又会怎样？答：随着温度的升高，极化强度减低，当温度升高到一定值(居里点)时，自发极化突然消失，热释电效应消失，热释电器件无法工作。
《光电技术》测试题及参考答案
7、光敏电阻光谱特性的峰值波长，低温时向短波方向移动。
（答案：n）
8、光敏电阻的阻值与环境温度有关，温度升高光敏电阻的阻值也随
之升高。
（答案：y）
9、 光敏电阻在恒压偏置电路比恒流偏置电路的电压灵敏度要高一些。 （答案：n）
（以上是第三章）
1、光伏器件的自偏置电路主要用于（ ）器件
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 （ ）
（答案：D）
D、辐射亮度
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（ ）
（答案：B）
B、341.5lm
3、半导体（）电子吸收光子能量跃迁入（），产生电子—空穴对的
5、假设某只 CdS 光敏电阻的最大功耗是 30mW，光电导灵敏度
Sg=0.5uS/lx，暗电导 g0=0。当 CdS 光敏电阻上的偏置电压为 20V 是
的极限照度为（）。
（答案：D）
D、150lx 和 22500lx
6、光电导探测器的特性受工作温度影响（ ）。
点位置敏感的光电器件。
（答案：y）
4、光电池通常工作在自偏置状态，用作弱光信号的线性测量或强光
信号的存在探测。
（答案：y）
5、硅光电池需要加偏压才能把光能转换成电能。
（答案：n）
6、用双结光电二极管作颜色测量时，可以测出其中两个硅光电二极
管的短路电流比的对数值与入射光波长的关系。
1、可以引起光电效应的光吸收包括本征吸收，杂质吸收，激子吸收，
自由载流子吸收和晶格吸收。
科学出版社 江文杰编著《光电技术》习题答案
4-7 说明 PIN 管、雪崩光电二极管的工作原理和各自特点。PIN 管的频率特性为什么比普通 光电二极管好? 答：（一）PIN 光电二极管
工作原理：PIN 光电二极管是一种快速光电二极管，PIN 光电二极管在掺杂浓度很高的 P 型半导体和 N 型半导体之间夹着一层较厚的高阻本征半导体 I，其基本原理与光电二极管 相同。但由于其结构特点，PIN 光电二极管具有其独特的特性。如下图所示。
=
SΦ m
R1 RL
=
SΦ m
Rb Rb + RL
=
0.6 × 5 × 125 125 + 125
= 1.5μA
交流输出电压 UL 的有效值
UL = ILmRL / 2 = 1.5μA ×125kΩ/ 2 = 132.6mV
(3)上限截止频率
f HC
=
1 2πR1C1
=
1 2 × 3.14 × 125 ×103 × 6 ×10−12
科学出版社《光电技术》第 1 版习题与思考题及参考解答
第 4 章 光伏探测器
4-1 （1）证明：光电二极管输出的光电流 Ip = eηΦ0 / (hν ) ，式中：Ф0 为入射辐射功率，e
为电子电量，η为量子效率，hv 为入射光子能量；（2）通常光电二极管的内增益 M=1，不会 出现 M>1。试从光伏效应的机理上加以解释。
压，负载电阻 50Ω 自身的噪声电压）：
U
2 in
=
2eiΔf
⋅
R2
+
4kT Δf
⋅
R
=
光电技术习题及总复习
(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
光电检测思考题和部分答案
思考题及部分答案:1.什么是光电检测系统？其基本组成部分有哪些？答：指对待测光学量或由非光学待测物理量转换的光学量，通过光电变换和电路处理的方法进行检测的系统。
组成部分：光源；被检测对象及光信号的形成；光信号的匹配处理；光电转换；电信号的放大与处理；微机；控制系统；显示。
2.简要说明光电检测技术的重要应用范围？答：辐射度量和光度量的检测；光电元器件及光电成像系统特性的检测；光学材料、元件及系统特性的检测；非光学量的光电检测。
3.光电探测器的原理有几种效应？分别是什么？内容是什么？答：四种。
光电子发射效应：在光辐射作用下，电子逸出材料表面，产生光电子发射。
光电导效应：光照射某些半导体材料，某些电子吸收光子变成导电自由态，在外电场的作用下，半导体的电导增大。
光生伏特效应：光照射在PN结及其附近，在结区中因电场作用，产生附加电动势。
光磁电效应：半导体置于磁场中，用激光垂直照射，由于磁场产生洛伦兹力，形成电位差。
4. 光电探测器的种类及相应的光电器件？答：光电子发射器件：光电管、光电倍增管；光电导器件：光敏电阻；光生伏特器件：雪崩光电管、光电池、光电二极管、光电三极管。
5. 光电探测器的性能参数有哪些？详细叙述之。
答：量子效率：响应度：光谱响应：响应时间和频率响应：噪生等效功率：探测度：线性度：。
6. 光电探测器的噪声主要来源于什么？答：热噪声；暗电流噪声；散粒噪声；低频噪声。
7.作为性能优良的光电探测器应具有哪三项基本条件？答：光吸收系数好；电子亲和力小；光电子在体内传输过程中受到的能量损失应该小，使其逸出深度大。
8.常见的光阴极材料有哪些？答：银氧铯；锑钾；锑铯。
9.真空二极管与充气二极管的工作原理与结构以及它的优缺点比较。
答：充气的暗电流与照射比真空大很多；充气的频率响应比真空的较差；充气的噪声响应比真空的较大。
10.光电倍增管的工作原理及结构（组成部分），他有什么特点？答：工作原理：光照射在光电阴极上，从光阴极激发出的光电子，在电场U1的加速下，打在第一个倍增级D1上，由于光电子能量很大，它打在倍增极上时就又激发出数个二次光电子，在电场U2的作用下，二次光电子又打在第二个倍增极上，又引起电子发射，如此下去，电子流迅速倍增，最后被阳极收集。
光电技术(王庆有)习题参考答案完整版(不包含题目)
而乙厂光电器件的光照灵敏度是 S v = 0.4 A
显然 S v1 S v ，所以乙厂光电器件灵敏度高。
15.解：依题意， I 1 =50uA， I 2 =300uA， I D =1uA
而 PN 结两端的开路电压为 U oc
I kT ln( 1) q ID
由于 T 不是定值，故只有当 T=273K 条件下才有：
e
Kw
则其辐射灵敏度 S e =200×17.1=3.42mA/lm。
13.解：依题意，辐射通量为 100W，则它的辐射强度为 I e 100
对应于 0.2sr 范围的辐射通量为 e I e 0.2 7.96 0.2 1.592W
4
4
=7.96cd
由 Kw
v ,
A
=
0.4815 1.35 10 4 lx 5 3.56 10
7．解：由题意有 e, =3mW，又查表得 V（0.5145um）=0.6082
光通量 v , = K mV e, =683×0.6082×3=1.246×103 lm，
3
屏幕上的光照度 E v =
16.解：由 L
hc 1.24 Eg Eg
1.24 1.03um 1.2 17.答：在微弱辐射作用下，半导体的光电导为 q g e , hvl 2
又 E g =1.2 eV ，则 L 可见此时半导体材料的光电导与入射辐射通量 辐射作用下的光电灵敏度为
Sg dg q d e , hcl 2
所以杂质电离能 i 1.24
Ei
L =1.24/13=0.095ev
V
，而辐射灵敏度 S e I
12.解：光照灵敏度 SV I
光电检测技术课程作业及答案(打印版)
光电检测技术课程作业及答案(打印版)思考题及其答案习题01一、填空题1、通常把对应于真空中波长在（0.38mμ）范围内的电磁辐μ）到（0.78m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）。
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：辐射通量又称辐射功率，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、辐射亮度：由辐射表面定向发射的的辐射强度，除于该面元在垂直于该方向的平面上的正投影面积。
单位为(瓦每球面度平方米) 。
4、辐射强度：辐射强度定义为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)。
三、简答题辐射照度和辐射出射度的区别是什么？答：辐射照度和辐射出射度的单位相同，其区别仅在于前者是描述辐射接收面所接收的辐射特性，而后者则为描述扩展辐射源向外发射的辐射特性。
四、计算及证明题证明点光源照度的距离平方反比定律，两个相距10倍的相同探测器上的照度相差多少倍？答：2224444R I R I dA d E R dA d E R II===∴=ππφπφφπφ＝的球面上的辐射照度为半径为又＝的总辐射通量为在理想情况下，点光源设点光源的辐射强度为 ()122222222211221211001001010E E L IE L I L I L I E R I E L L L L =∴====∴== 又的距离为第二个探测器到点光源，源的距离为设第一个探测器到点光 习题02一、填空题1、物体按导电能力分（绝缘体）（半导体）（导体）。
光电技术题目及答案 电科
I 区，RL<RLm 负载电阻的变化将引起输出电压的大幅度变化,而输出电流基本不变 II 区，RL>RLm 负载电阻的变化将引起输出电流的大幅度变化,而输出电压基本不变 如果 I 区为工作区，根据信号的输出方式又分为两种情况：1）如果是电流输出 有短路电流 与光功率成正比 i = isc = iϕ = SE E 这种输出方式下要求负载电阻（或放大器的输入阻抗）尽量小。 2）如果是电压输出 由于有最佳负载与其两端电压和光电流的关系 输出线性度要求，必须使负载电阻（或放大器的输入阻抗）稍低于 Rm 值。常取 RL=0.85Rm。 由于最佳负载随光照功率增大而减小，因此每个光电池的最佳负载线是一簇射线
中，为运算简便起见，令 C1 = 2πhc ， x =
2
hc k B λT
则 dx =
k hc dλ = − B Tx 2 dλ 2 hc kBλ T
5 5 C1 x 5 k B T h 5 c 5 (e x − 1)
将上述各量代入普朗克公式中，得到： M eλb (T ) =
根据维恩位移定：
5 5 dM eλb (T ) C1 k B T (e x − 1).5 x 4 − x 5 e x = =0 dx h5c5 (e x − 1)2
二、简答题 P52 1.大气湍流对光速传播有哪些影响？分别加以说明？ 答： （是一种无规则的漩涡流动，流体质点的运动轨迹十分复杂，既有横向运动，又有纵向 运动， 空间每一点的运动速度围绕某一平均值随机起伏。 这种湍流状态将使激光辐射在传播 过程中随机地改变其光波参量， 使光束质量受到严重影响， 出现所谓光束截面内的强度闪烁、 光束的弯曲和漂移（亦称方向抖动） 、光束弥散畸变以及空间相干性退化等现象，统称为大 气湍流效应） 大气湍流对光束传播的影响有：光束漂移、光束弯曲、光束强度闪烁、光束弥散畸变以及空 间相干性退化。 大气湍流对光束传播的影响与光束直径 dB 和湍流尺度 l 之比密切相关。 当 dB<<l 时，湍流的主要作用是使光束整体随机偏折，在远处接收平面上，光束中心得投射
《光电技术》测试题及参考答案
（答案：y）
3、辐射通量与光通量的单位是相同的。
（答案：n）
4、外光电效应是半导体光电器件、真空光电倍增管、摄像管、变像
管和像增强器的核心技术。
（答案：n）
5、 噪声等效功率是信噪比为 1 时， 入射到探测器上的信号辐射通量。 （答案：y）
多项选择题(每题 5 分,共 9 题。少选视正确答案多少酹情给分，多选不得分)
1、光伏探测器在正常使用时，常用的偏置方式有（ ）
（答案：A, B, C）
A、自偏置
B、零偏置
C、反向偏置
2、光伏探测器的光电特性主要与（ ）有关
（答案：A, B, C, D）
A、材料
（答案：B）
B、西门子
2、光电导探测器的特性受工作温度影响（ ）。
（答案：B）
B、很大
3、设某光敏电阻在 100lx 光照下的阻值为 2000 欧姆，且已知它在
90~120lx 范围内的光电转换因子 0.9。 则该光敏电阻在 110lx 光照下
的阻值为（ ）。
90~120lx 范围内的光电转换因子 0.9。 则该光敏电阻在 110lx 光照下
的阻值为（ ）。
（答案：C）
C、1873.8 欧姆
2、常温碲化铟光电导器件的光谱响应范围为（ ）
（答案：C）
C、1~7.5um
3、硫化镉光电导器件的光谱响应范围为（ ）
谱光视效率为 0.24，则该激光器发出的光通量为（）
（答案：D）
D、1.31lm
多项选择题(每题 6 分,共 7 题。少选视正确答案多少酹情给分，多选不得分)
1、光电探测器中的噪声主要包括( )。
光电技术课后答案第二章
第二章 作业题答案2.3解：由公式：U I P p =得)mA (5.1)A (105.120103033=⨯=⨯==--U P I p 由公式：E US I g p =得)lx (150105.020105.163=⨯⨯⨯==--g pUS I E 2.4解：因电路中有半波整流，电源电压为：)V (9922045.045.0=⨯==U U pp 所以光敏电阻两端电压为： )V (87)101105(10299)(333=⨯+⨯⨯⨯-=+-=-线R R I U U p pp 由公式：E US I g p =得：)lx (98.45105.08710263≈⨯⨯⨯==--g pUS I E 若lx 3=E 时，)105(10299)(33⨯+'⨯⨯-='+'-=-R R R I U U p pp 线由公式：E US I g p =得：3105.0)]105(10299[1026333⨯⨯⨯⨯+'⨯⨯-=⨯---R 解得：)K (83.288Ω-='R所以，这种情况不存在，即照度为3lx 时永远无法吸合。
2.5解：由公式：1221lg lg lg lg E E R R --=γ得： 2638.3)100lg 110(lg 9.02000lg )lg (lg lg lg 1212=-⨯-=--=E E R R γ 所以：Ω=Ω=K 836.118362R 2.6解：光敏电阻在500lx~700lx 时的γ值为：6.0500lg 700lg 450lg 550lg lg lg lg lg 1221≈--=--=E E R R γ 由公式：1221lg lg lg lg E E R R --=γ解得：当lx 550=E 时，Ω=519R ； 当lx 600=E 时，Ω=493R 。
2.7解：(1)首先看稳压二极管是否工作在稳压状态，9.8(mA)820412b w bb w =-=-=R U U I 稳压二极管工作在稳压区；再求流过恒流偏置光敏电阻的电流I p ,I p =I e =(U w －U be )/R e =1(mA)计算在不同照度下光敏电阻的阻值光照度为30lx 时, R 1=(U bb －U o1)/ I p =6( kΩ);光照度为80lx 时, R 2=(U bb －U o2)/ I p =3( kΩ);光照度为E 3时, R 3=(U bb －U o3)/ I p =4( kΩ); 由于7.0lg lg lg lg 1221≈--=E E R R γ， 且光敏电阻在30到100lx 之间的γ值不变 因此，可由7.0lg lg lg lg 3223≈--=E E R R γ求得E 3为 lg E 3=( lg3- lg4)/0.7+lg80=1.7246E 3=53（lx ）(2) 当Ω=k 6e R 时，流过恒流偏置光敏电阻的电流为： )mA (55.01067.0430=⨯-=-==e W e p R U U I I 所以：)k (273.71055.081230Ω=⨯-=-=-p bb p I U U R 由公式：1221lg lg lg lg E E R R --=γ得： 3537.180lg 7.07273lg 3000lg lg lg lg lg 224=+-=+-=E R R E p γ所以：lx 58.224=E(3) 当lx 70=E 时，由1221lg lg lg lg E E R R --=γ得： 5177.3)70lg 80(lg 7.03000lg lg =-⨯+=p R 所以：Ω=3294p R由：p p bb R I U U +=0可得： 当：Ω=k 3.3e R 时，I P =1mA ，所以：)V (7.832941011230≈⨯⨯-=-=-p p bb R I U U 当：Ω=k 6e R 时，I P =0.55mA ， 所以：)V (2.1032941055.01230≈⨯⨯-=-=-p p bb R I U U(4) 输出电压在8V 时，变换电路的电压灵敏度为： )0.037(V/lx 271 230203==--=∆∆=E E U U E U S V。
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。
光电技术试题和答案
光电技术试题和答案文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]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。
光电技术课后习题和答案
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。 2 试写出 e 、 M e 、 e 、 Le 等辐射度量参数之间的关系式，说明它们与辐射源的关系。 答：辐（射）能 Qe ：以辐射形式发射、传播或接收的能量称为辐（射）能，用 符号 Qe 表示，其计量单位为焦耳（J） 。 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 1
v ,
2
所以发光强度 I v , = 光出射度 M v , =
v ,
= 0.4815/（8.17×10-7）=5.89×105cd
v ,
d 2
2
= 0.4815/（π×（0.001/2）2）=6.13×105lx
光电技术期末复习综合习题与解答
三 简答题
1 辐射度学和光度学有何区别与联系？如何转换？可见光 的波长范围为多少？ 2 黑体的定义，简述一种黑体模型的制作方法。 3 光子探测器与热探测器的优缺点比较 4 简述光电倍增管的原理。 5 光电倍增管由哪几部分组成。 6 简述热释电探测器的原理。 7 光调制的目的是什么？有哪些方法 8 光电倍增管的主要噪声是什么？在什么情况下热噪声可 以被忽略? 9 写出硅光电二极管的全电流方程，并说明其物理意义。 10 影响光生伏特器件频率响应的主要因素有哪些？ 11 为什么光照度增加到一定强度以后，光电池的开路电 压不再随光强增大 12 光电系统由哪些部分构成，简述每部分的作用。
要求，找到入射光通量
的最大值与最小值
φmax=55+40=95 lm φmin=55－40=15 lm 在特性曲线中画出光通 量的变化波形，补充必 要的特性曲线。
再根据题目对输出信号电压的要求，确定光电三极管集电 极电压的变化范围，本题要求输出5V，指的是有效值，集电极电 压变化范围应为双峰值。即
4 4 3 Φv Ev A 5.0 10 5000(lm) 5 1.25 10
第一章第2题、某输出功率为6mW的氦氖激光器，发出波长为 0.6328μ m的光束，均匀地投射到0.8cm2的白色屏幕上。已知屏幕 的反射系数为0.96，设光速C= 3108m/s，普朗克常数 h = 6.62610-34j· ，氦氖激光的视见函数V(6328) = 0.268， s
由于G N ，N=8，因此，每一级的增益δ =4.227，另外， SbCs倍增极材料的增益δ 与极间电压UDD有， 0.2(U DD )0.7 ， 可以计算出δ =4.227时的极间电压UDD 0.7
U DD 0.2 78V
光电技术习题解
教材：安毓英，刘继芳，李庆辉编著《光电子技术》，北京：电子工业出版社，2002《光电子技术》习题解答习 题11.1 设在半径为R c 的圆盘中心法线上，距盘圆中心为l 0处有一个辐射强度为I e 的点源S ，如图所示。
试计算该点源发射到盘圆的辐射功率。
解答：根据辐射功率的定义及立体角的计算公式：ΩΦd d ee I =，202πd l R c =Ω 202e πd d l R I I c e e ==ΩΦ1.2 如图所示，设小面源的面积为∆A s ，辐射亮度为L e ，面源法线与l 0的夹角为θs ；被照面的面积为∆A c ，到面源∆A s 的距离为l 0。
若θc 为辐射在被照面∆A c 的入射角，试计算小面源在∆A c 上产生的辐射照度。
第1题图第2题图用定义rr ee A dI L θ∆cos =和A E ee d d Φ=求解。
1.4 霓虹灯发的光是热辐射吗？ 不是热辐射。
是电致发光。
1.6 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 。
解答：普朗克热辐射公式求一阶导数，令其等于0，即可求的。
教材P81.7 黑体辐射曲线下的面积等于等于在相应温度下黑体的辐射出射度M 。
试有普朗克的辐射公式导出M 与温度T 的四次方成正比，即4T ⨯=常数M这一关系式称斯特藩-波耳兹曼定律，其中常数为5.67⨯10-8W/m 2K 4 解答：教材P9，并参见大学物理相关内容。
1.9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。
1.10 dv v ρ为频率在dv v v +~间黑体辐射能量密度，λρλd 为波长在λλλd +~ 间黑体辐射能量密度。
已知 ()[]1exp 833-=T k hv c hv B v πρ ，试求λρ。