光电技术复习资料

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光电技术第三版复习重点总结2

1.一台氦氖激光器发出波长为0.6328μm 的激光束，其功率为5mW ，光束平面发散角为0.3mrad ，放电毛细管直径为1mm 。

试求： (1) 当V0.6328=0.235时此光束的辐射通量λ,e Φ，光通量λ,v Φ，发光强度λ,v I，光出射度λ,v M等各为多少？(2) 若将其投射到20m 远处的屏幕上，屏幕的光照度为多少？ 1)因3,310()e W λ-Φ=⨯，且0.6328()|0.235m V λμλ== 则：其中683(/)mK Lm w =为峰值波长（555nm ）光视效能。

,4,30.48152.410()0.0210V V I cd λλ-Φ===⨯Ω⨯0.48150.613410()14M Lm Ad πΦ===⨯2）投射10m 处，光斑直径33100.0210110 1.2()D L d mm --=⋅Ω+=⨯⨯+⨯=23048150.48150.426()1(1.210)4V V E Lm A D ππ-Φ===⨯屏幕.＝14如图所示的电路中，已知Rb=820 Ω，Re=3.3k Ω,Uw=4V ，光敏电阻为Rp ，当光照度为40lx 时输出电压为6V ，80lx 时为9V 。

设该光敏电阻在30-100lx 之间的γ值不变。

试求： (1)输出电压为8V 时的照度。

(2) 若Re 增加到6k Ω，输出电压仍然为8V ，求此时的照度。

(3) 若光敏面上的照度为70lx ，求Re=3.3k Ω与Re=6k Ω时的输出电压 (4) 求该电路在输出电压为8V 时的电压灵敏度。

11140.71()3.3W be e c e U U I I mA R --≈===当照度为40lx ，输出电压6V 时，光敏电阻1P R：116bb C P U I R =-⋅当照度为80lx ，输出电压9V 时，光敏电阻2P R ：129bb C P U I R =-⋅设12bbUV =，则16()P R k =，23()P R k =根据光敏电阻线性化关式：1221lg lg lg lg P P R R E E γ-=- 即：1）设输出电压为8V 时，光敏电阻阻值为3P R ，则138bbC P UI R =-⋅得14()P Rk =选择关系式：得：360()E lx =2）当e R 增大到6k 时，则：此时输出电压仍然为8V ，则：248bb C P UI R =-⋅ 得：47.2727()P R k =选择关系式：得：3）当光照为70lx 时，设此时光敏电阻的阻值为5P R，选择关系式：得：43.4286()P Rk =当 3.3eR k =时，输出电压1151212 3.42868.57()o c P U I R V =-⨯=-=当6eR k =时，输出电压4）当 3.3eR k =时，电压灵敏度当6eRk=，光照为40lx 和80lx 时，212()0.55(63) 1.65()c P P U I R R V ∆=-=-=电压灵敏度在室温300K 时，已知2CR21型硅光电池(光敏面积为5m m ×5mm )在辐照度为100mW/cm2时的开路电压微U oc =550mV ，短路电流I SC =6mA 。

光电检测技术复习三(光生伏特器件)

问题四半导体光电器件的特性参数与选择 1 半导体光电器件的特性参数半导体光电器件主要包括光电导器件与光生伏特器件等两大类，要根据具体情况选择不同特性参数的器件。光谱响应（nm）光电器件短波长 400 300 750 400 峰值 640 长波长 900 122 0 灵敏度 (A/W ) 1A/l m 0.30.6 0.30.8 0.30.6 输出电流(mA) 光电响应特性非线性动态特性频率响应 (MHz) 0.001 上升时间 (μ s) 200-10 00 ≤0.1 ≤100 ≤ 0.002 ≤0.1 电源及偏置交、直流三种偏置暗电流与噪声
我的老师说过：光电技术人员应具备不怕黑、不怕冷、不怕密闭的专业素质.
第三章光生伏特器件问题一硅光生伏特器件硅光生伏特器件具有制造工艺简单、成本低等特点使它成为目前应用最广泛的光生伏特器件。问题二硅光电二极管硅光电二极管是最简单、最具有代表性的光生伏特器件，其中，PN 结硅光电二极管为最基本的光生伏特器件。 1 工作原理—基于 PN 结的光伏特效应 2 基本结构 1) 光电二极管可分为以 P 型硅为衬底的 2DU 型与以 N 型硅为衬底的 2CU 型两种结构形式。如图 3-1（a）所示的为 2DU 型光电二极管的原理结构图。 2) 图 3-1（c）所示为光电二极管的电路符号，其中的小箭头表示正向电流的方向（普通整流二极管中规定的正方向），光电流的方向与之相反。图中的前极为光照面，后极为背光面。 3 电流方程—普通二极管的电流方程 qU （反向偏置时）且 |U|>> kT/q 时(室温下 kT/q≈0.26mV， ID 为 U 为负值 I ID e kT 1 很容易满足这个条件)的电流，称为反向电流或暗电流。

光电技术与实验习题试卷答案复习资料

光电技术与实验习题试卷答案复习资料第⼀章光辐射与光1.光电系统⼯作的电磁波波段，主动光电系统，被动光电系统光电系统⼯作的光波段（电磁波）可见光：0.38µm~0.78µm .(0.4µm~0.76µm )红外： 0.76µm~1000µm紫外：0.001 µm ~0.4µm光电系统（仪器）主动光电系统和被动光电系统。

使⽤⾃然光源的组成被动光电系统；使⽤⼈造光源的组成主动光电系统。

2、辐射度学量（辐射度单位体系）⽤能量描述光辐射能的客观物理量光度学量（光度单位体系）具有标准视觉特性的⼈眼对光辐射能的度量，具有主观性对于单⾊光： 3、维恩位移定律光谱匹配、和选探测器结合起来考虑4、已知照度，求光源的光辐射通量，或光源消耗的电功率（34页习题10）17页公式（1.3-1）和（1.3-2）5、求光源的光谱功率分布与⾊温、分布温度、相关⾊温的关系第⼆～六章光电探测器概述1、光⼦探测器与热探测器的主要区别:光电效应与热效应，对光谱响应有⽆选择性，响应的快慢哪些是光⼦探测器，哪些是热探测器？2、光⼦探测器：外光电效应内光电效应：光电导效应？代表探测器光⽣伏特效应？代表探测器3、长波限的计算：37页内光电效应公式（2.1－1）（2.1－2）（2.1－3）69页外光电效应公式（3.2—3）（3.2－4）表2－1，表2－24、光⼦探测器哪些具有内增益，哪些没有内增益。

5、光伏探测器有哪⼏种⼯作模式？⽤于信号检测有哪⼏种⼯作模式，该模式对应的伏安特性在第⼏象限，画出相应模式下的偏置电路，并标出光电流（光电动势）⽅向，负载电阻的数值⼤⼩如何选择。

光电池模式下有哪两种⽤途，负载电阻的数值⼤⼩如何选择。

6、根据伏安特性设计负载电阻，7、为什么PIN 光电⼆极管⽐PN 结光电⼆极管的频率响应要⾼？8、热探测器：热释电效应? 热释电探测器的频率特性9、由热释电探测器的频率特性怎样求热、电时间常数?170页习题210、光敏电阻和热敏电阻的区别？11、选择探测器时应考虑的主要因素有哪些？12、光电探测器的性能参数NEP 和D*的⽤途、关系? 46页公式(2.2-14)13、光电探测器响应度、灵敏度? 44页公式(2.2-1～4)14、光电探测器量⼦效率的的定义，量⼦效率与电流响应度、灵敏度之间的关系 47页公式(2.2-18)15、光电探测器的噪声有哪些，哪些可以消除，哪些不能消除第⼋章光辐射的调制调幅信号和调频信号的区别，其带宽特点（⽤某⼀频率的正弦信号对⾼频载波进⾏调制） ()()()X K X V V m e λλλ=I I R P =e e I P P h h c ηληυ==(,)0eb m M T λλ?=?()2897.8K m T m λµ=?调幅信号的频谱为调频波的频谱是由载频ω0和⽆数对边频ω0±n Ω（n=1、2、3…）组成，因此调频波占⽤频带较宽。

光电检测技术复习总结

3. 极微弱光信号的探测---光子计数的原理如图所示：
如上图为光子计数器的原理图，当光子入射到光电探测器上时，倍增管的光阴极释放的电子在管内电场作用下运动至阳极，在阳极的负载电阻上出现光电子脉冲，然后经处理把光信号从噪声中以数字化的方式提取出来。弱辐射信号是时间上离散的光子流，因而检测器输出的是自然离散化的电信号，采用脉冲放大、脉冲甄别和计数技术可以有效提高弱光探测的灵敏度。
2) 光敏电阻的分类：本征光敏电阻和掺杂光敏电阻； N 型半导体的光敏特性较好，所以一般使用较多的就是 N 型半导体光敏电阻； 3. 光敏电阻应用电路---用光敏电阻设计一个光控电路组成分析：如图所示就是一个光控开关的控制电路应用；在图中，是从 220V 高压接过来的电路，所以电路可以分为两个部分，第一部分：电阻 R、二极管 VD、电容 C 组成的半波整流滤波电路；还有第二部分就是光敏电阻、继电器 J、开关组成的控制部分； ② 电路功能分析：光照弱阻值大继电器 J 无法启动灯路电阻小，电流走灯路灯亮了；光照强阻值小电流都流过来了继电器 J 启动工作开关常闭了灯灭了 4. 习题： 4.1 光敏电阻有哪些优点：可靠性好、体积小、灵敏度高、反应速度快、光谱特性好 4.4 光敏电阻 R 与 Rl=2KΩ 的负载电阻串联后接于 Ub=12V 的直流电源上，无光照时负载上的输出电压为 U1=20mv，有光照时负载上的输出电压 U2=2v，求（1）光敏电阻的暗电阻和亮电阻值；（2）若光敏电阻的光电导灵敏度 Sg=6*10^-6 s/lx，求光敏电阻所受的照度。解:
n0
在如图所示的光纤传输示意图中，一束光以 θ0 入射到端面，折射成θ1，之后在纤芯内以ψ1 的角度产生全反射，并且以相同的角度反复全反射向前传输，直至从光纤的另一端射出，这就是光纤的传光原理；图中的虚线表示入射角θ0 过大而不能产生全反射，直接溢出了，这叫光纤的漏光；

光电测试技术复习资料

光电测试技术复习资料PPT 中简答题汇总1. 价带、导带、禁带的定义及它们之间的关系。

施主能级和受主能级的定义及符号。

答：施主能级：易释放电⼦的原⼦称为施主，施主束缚电⼦的能量状态。

受主能级：容易获取电⼦的原⼦称为受主，受主获取电⼦的能量状态。

2. 半导体对光的吸收主要表现为什么？它产⽣的条件及其定义。

半导体对光的吸收主要表现为本征吸收。

半导体吸收光⼦的能量使价带中的电⼦激发到导带，在价带中留下空⽳，产⽣等量的电⼦与空⽳，这种吸收过程叫本征吸收。

产⽣本征吸收的条件：⼊射光⼦的能量（ h V 要⼤于等于材料的禁带宽度⽈3. 扩散长度的定义。

扩散系数和迁移率的爱因斯坦关系式。

多⼦和少⼦在扩散和漂移中的作⽤。

扩散长度：表⽰⾮平衡载流⼦复合前在半导体中扩散的平均深度。

扩散系数D （表⽰扩散的难易）与迁移率⼙（表⽰迁移的快慢）的爱因斯坦关系式:D=（kT/q ）⼙ kT/q 为⽐例系数漂移主要是多⼦的贡献，扩散主要是少⼦的贡献。

4. 叙述 p-n 结光伏效应原理。

当 P-N 结受光照时，多⼦（ P 区的空⽳， N 区的电⼦）被势垒挡住⽽不能过结，只有少⼦（ P 区的电⼦和 N 区的空⽳和结区的电⼦空⽳对）在内建电场作⽤下漂移过结,这导致在 N 区有光⽣电⼦积累，在 P 区有光⽣空⽳积累，产⽣⼀个与内建电场⽅向相反的光⽣电场，其⽅向由P 区指向 N 区。

5. 热释电效应应怎样解释？热释电探测器为什么只能探测调制辐射？在某些绝缘物质中，由于温度的变化引起极化状态改变的现象称为热释电效应。

因为在恒定光辐射作⽤下探测器的输出信号电压为零，既热释电探测器对未经调制的光辐射不会有响应。

6. 简述红外变象管和象增强器的基本⼯作原理。

红外变象管：红外光通过光电导技术成象到光电导靶⾯上，形成电势分布图象，利⽤调制的电⼦流使荧光⾯发光。

象增强器：光电阴极发射的电⼦图像经电⼦透镜聚焦在微通道板上，电⼦图像倍增后在均匀电场作⽤下投射到荧光屏上。

光电技术复习资料

1.半导体对光的吸收可分为本征吸收，杂质吸收，激子吸收，自由载流子吸收和晶格吸收。

2.光与物质作用产生的光电效应分为内光电效应与外光电效应两类。

3. 发光二极管(LED)是一种注入电致发光器件，他由P型和N型半导体组合而成。

其发光机理可以分为PN结注入发光与异质结注入发光两种类型。

4. 光电信息变换的基本形式信息载荷于光源的方式，信息载荷于透明体的方式，信息载荷于反射光的方式，信息载荷于遮挡光的方式，信息载荷于光学量化器的方式，光通信方式的信息变换。

D电极的基本结构应包括转移电极结构，转移沟道结构，信号输入单元结构和信号检测单元结构。

1. 对于P型半导体来说，以下说法正确的是（D）A 电子为多子B 空穴为少子C 能带图中施主能级靠近于导带底D 能带图中受主能级靠近于价带顶2. 下列光电器件, 哪种器件正常工作时需加100-200V的高反压（C）A Si光电二极管B PIN光电二极管C 雪崩光电二极管D 光电三极管3. 对于光敏电阻，下列说法不正确的是：（D）A 弱光照下，光电流与照度之间具有良好的线性关系B 光敏面作成蛇形，有利于提高灵敏度C 光敏电阻具有前历效应D 光敏电阻光谱特性的峰值波长，低温时向短波方向移动4. 在直接探测系统中, (B)A 探测器能响应光波的波动性质, 输出的电信号间接表征光波的振幅、频率和相位B 探测器只响应入射其上的平均光功率C 具有空间滤波能力D 具有光谱滤波能力5. 对于激光二极管（LD）和发光二极管（LED）来说，下列说法正确的是（D）A LD只能连续发光B LED的单色性比LD要好C LD内部可没有谐振腔D LED辐射光的波长决定于材料的禁带宽6. 对于N型半导体来说，以下说法正确的是（A）A 费米能级靠近导带底B 空穴为多子C 电子为少子D 费米能级靠近靠近于价带顶7. 依据光电器件伏安特性, 下列哪些器件不能视为恒流源: （D）A 光电二极管B 光电三极管C 光电倍增管D 光电池8. 硅光二极管在适当偏置时，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。

光纤与光电技术综合实验复习资料

光电系统设计复习提纲基本概念1.根据系统工作的基本目的，通常光电系统可以分为哪两大类？1.信息光电系统。

例如：光电测绘仪器仪表、光电成像系统、光电搜索与跟踪系统、光电检测系统、光通信系统。

2.能量光电系统。

例如：激光武器、激光加工设备、太阳能光伏发电、“绿色”照明系统。

2.光电系统的研发过程需要哪些学科理论与技术的相互配合？光电系统的研发需要多种学科互相配合，它是物理学、光学、光谱学、电子学、微电子学、半导体技术、自动控制、精密机械、材料学等学科的相互促进和渗透。

3.光学系统设计基本要求包括哪些？基本要求包括：性能、构型选择、和可制造性三个方面。

4.光学系统设计技术要求包括哪些？技术要求包括：基本结构参数（物距、成像形式、像距、F数或数值孔径、放大率、全视场、透过率、焦距、渐晕）；成像性质要求（探测器类型、主波长、光谱范围、光谱权重、调制传递函数、RMS波前素衰减、能量中心度、畸变）；机械和包装要求；其他具体要求。

5.望远物镜设计中需要校正的像差主要是哪些？球差、慧差和轴向色差6.目镜设计中需要校正的像差主要是哪些？像散、垂轴色差和慧差7.显微物镜设计中需要校正的像差主要是哪些？球差、轴向色差和正弦差，特别是减小高级像差8.几何像差主要有哪些？几何像差主要有七种：球差、慧差、象散、场曲、畸变、轴向色差和垂轴色差。

9.用于一般辐射测量的探头有哪些？光电二极管10.可用于微弱辐射测量的探头有哪些？光电倍增管11.常用光源中哪些灯的显色性较好？常用光源中，白炽灯、卤钨灯、氙灯的显色性较好；12.何谓太阳常数？太阳常数——在地球-太阳的年平均距离，大气层外太阳对地球的的辐照度(1367±7) W·m-213.太阳对地球的辐照能量在哪个光谱区比例最大？太阳对地球的辐照度值在不同光谱区的比例为：紫外区6.46%；可见区46.25%；红外区47.29%14.对用于可见光和近红外的光学系统，主要是什么因素影响其像质？因波长较短，影响像质的主要是各种像差；15.对用于中远红外的光学系统，主要是什么因素影响其像质？用于中远红外的光学系统，影响像质的主要因素是衍射可见光和近红外的光学系统，16.对非线性光电探测器件的电路设计计算常用的方法有哪些？由于光电检测器件伏安特性是非线性的，一般采用非线性电路的图解法和分段线性化的解析法来计算。

光电检测技术复习五(热辐射探测器件)

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我的老师说过：光电技术人员应具备不怕黑、不怕冷、不怕密闭的专业素质.
5.1 热辐射探测器通常分为哪两个阶段？哪个阶段能够产生热电效应？答：热辐射探测器将入射到器件上的辐射能转换成热能，然后再把热能转换成电能的器件。第二个阶段能产生热电效应。 5.2 热释电器件为什么不能工作在直流状态？工作频率等于何值时，热释电器件的电压灵敏度达到最大值？答： 5.3 为什么热释电器件总是工作在 ѡe >> 1 的状态？在 ѡe >> 1 的情况下热释电器件的电压灵敏度如何？
问题二热释电器件一、【核心】热释电效应 1. 探测原理： 1) 电介质内部没有自由载流子，没有导电能力。在外加电场作用下，带电粒子受电场力作用，电子在电场力作用下发生定向移动，产生位移电流，如图 5-12 所示，电介质产生极化现象，
我的老师说过：光电技术人员应具备不怕黑、不怕冷、不怕密闭的专业素质.
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注意：多数热敏电阻具有负的温度系数，即当温度升高时，其电阻值下降，同时灵敏度也下降。由于这个原因，限制了它在高温情况下的使用。二、 1. 2. 热电偶探测器热电偶的工作原理：利用物质温差产生电动势的效应探测入射辐射的。图示：利用半导体材料构成的辐射热电偶成本低，具有更高的温差电位差。
热辐射的特点--基于光辐射与物质相互作用的热效应而制成的器件光谱响应范围宽，无波长选择性，对于从紫外到毫米量级的电磁辐射几乎都有相同的响应。而且响应度都很高，但响应速度较低。因此，具体选用器件时，要扬长避短，综合考虑。 3.
2
3.
Sv
i. ii. iii. iv. v. 问题三课外思考题
AR G(1 ) (1 2 e2 )1/2

光电检测技术期末试卷试题大全复习资料

1、光电器件的基本参数特性有哪些?（响应特性噪声特性量子效率线性度工作温度）@响应特性分为电压响应度电流响应度光谱响应度积分响应度响应时间频率响应@噪声分类：热噪声散粒噪声产生-复合噪声 1/f噪声信噪比S/N 噪声等效功率NEP2、光电信息技术是以什么为基础，以什么为主体，研究和发展光电信息的形成、传输、接收、变换、处理和应用。

（光电子学光电子器件）3、光电检测系统通常由哪三部分组成（光学变换光电变换电路处理）4、光电效应包括哪些外光电效应和内光电效应）外光电效应：物体受光照后向外发射电子——多发生于金属和金属氧化物。

内光电效应：物体受到光照后所产生的光电子只在物质内部而不会逸出物体外部——多发生在半导体。

内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应。

光电导效应：半导体受光照后，内部产生光生载流子，使半导体中载流子数显著增加而电阻减少的现象。

光生伏特效应：光照在半导体PN结或金属—半导体接触面上时，会在PN结或金属—半导体接触的两侧产生光生电动势。

5、光电池是根据什么效应制成的将光能转换成电能的器件，按用途可分为哪几种？（光生伏特效应太阳能光电池和测量光电池）6、激光的定义，产生激光的必要条件有什么？（定义：激光是受激辐射的光放大粒子数反转光泵谐振腔）7、热释电器件必须在什么样的信号的作用下才会有电信号输出？（交变辐射）8、CCD是一种电荷耦合器件，CCD的突出特点是以什么作为信号，CCD的基本功能是什么？（电荷 CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。

）9根据检查原理，光电检测的方法有哪四种。

（直接作用法差动测量法补偿测量法脉冲测量法）10、光热效应应包括哪三种。

（热释电效应辐射热计效应温差电效应）11、一般PSD分为两类，一维PSD和二维PSD，他们各自用途是什么？（一维PSD主要用来测量光点在一维方向的位置；二维PSD用来测定光点在平面上的坐标。

）12、真空光电器件是基于什么效应的光电探测器，它的结构特点是有一个真空管，其他元件都在真空管中，真空光电器件包括哪两类。

光电信息技术导论复习提纲

光电信息技术导论复习提纲一名词解释：1.LD与LEDLD LD，镭射影碟、激光视盘，用于电视、电影和卡拉OK的双面视频光盘。

LED，发光二极管。

在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。

2. DWDM和CWDMDWDM，密集型光波复用，是一项用来在现有的光纤骨干网上提高带宽的激光技术。

CWDM，稀疏波分复用器，是一种面向城域网接入层的低成本WDM传输技术。

3.LCD、CRT和PDPLCD，液晶显示器。

CRT一种使用阴极射线管的显示器。

PDP，等离子显示板，是一种利用气体放电的显示技术。

4.PWM和FRCPWM，脉冲宽度调制，是对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。

FRC，动画专家，进一步提高电视画面动态清晰度。

D和JfETCCD，电荷耦合元件，能够把光学影像转化为数字信号。

JFET，N沟道(或P沟道)结型场效应管。

6.EDFA和FRAEDFA，掺饵光纤放大器。

FRA，高灵敏探测器。

7.OADM和OXCOADM，光分插复用器，在光域实现支路信号的分插和复用这样一种设备。

OXC，光交叉连接，是一种多功能OTN传输设备。

8.SDH和PDHSDH，同步数字体系，用于在物理传输网上传送经适配的净负荷。

PDH，准同步数字系列。

9.ICCTT和ITUCCITT，国际电报电话咨询委员会，是国际电信联盟（ITU）的常设机构之一。

ITU，国际电信联盟是联合国的一个专门机构。

10.SONET和STMSONET，同步光网络，是使用光纤进行数字化信息通信的一个标准。

STM，同步传送模块，STM是一种信息结构。

二、简答题11.产生激光的必要条件？1.受激幅射。

2.要形成激光，工作物质必须具有亚稳态能级。

3.在常温下，吸收多于发射。

4.有一个振荡腔。

5.使光子在腔中振荡一次产生的光子数比损耗掉的光子多得多。

12.激光医疗研究重点在哪？1.研究激光与生物组织间的作用关系；2.研究弱激光的细胞生物学效应及其作用机制；3深入开展有关光动力疗法机制、激光介入治疗、激光心血管成形术与心肌血管重建机制的研究，积极开拓其他新的激光医疗技术。

光电复习资料及答案

1右图为光敏电阻的驱动电路，在两不同光照条件下，光敏电阻的阻值分别为RG1和RG2，则为使在这两不同光照条件下，输出电压Vo的变化量最大，该如何选择负载电阻的阻值RL？解：2叙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。

为什么光电池的输出与所接的负载有关系？解：（1）工作原理:光电池是一个简单得PN结。

当光线照射PN结时，PN结将吸收入射光子。

如果光子能量超过半导体材料的禁带宽度，则由半导体能带理论可知，在PN结附近会产生电子和空穴。

在内电场的作用下，空穴移向P区，电子移向N区，使N区聚集大量的电子而带上负电，在P区聚集大量的空穴而带上正电。

于是在P区和N区之间产生了电势，成为光生电动势。

如果用导线或电阻把N区和P区连接起来，回路中就会有光电流I流过，电流方向是由P区流向N区。

（6分）（2）光电池的电动势即开路电压与照度成非线性关系，在照度光电池的短路电流与照度成线性关系（4分）（3）当负载电阻较大时，光电流流过负载电阻时，必然使外加电场增大，由于外电场的方向是与内电场方向相反，故要削弱内电场的强度，从而使光生的电子和空穴不能移过PN结，使对外输出的光电流减少。

（5分）3有一正弦调制光照射于光敏二极管，其电路如图所示，R=RL＝100K，光敏二极管的灵敏度S＝0.2μA/LUX。

欲使其输出电压U0＝4V，求所需的照度变化。

若RL由100K变至40K，问输出电压U0变至几伏?解：交流时C相当于短路,R//RL=50kΩ,光电流Ig=U0/50kΩ=0.08mA,照度变化Φ=Ig/s=0.08×0.2=400LUX,因为光敏二极管的电流与负载无关,Ig=0.08mA,此时,R//RL=28.6kΩ,V0=Ig×28.6 kΩ=2.288V.4试用脉冲测量物理量的原理设计一个在线自动测长装置，即对传送带上运动物体进行自动测长。

要求：（1）叙述测长原理。

（2）画出结构原理框图。

复习总结

2013-10-24 13
2 .5设某光敏电阻在100lx的光照下的阻值为2KΩ，且已知它在90~120lx范围内的γ=0.9。试求该光敏电阻在 110lx光照下的阻值？
解：
g =SgEγ
R =1/SgEγ
R /R0=(E0/E)γ
R =(E0/E)γ R0 =(100/110)0.9×2=1.84KΩ 2 .6已知某光敏电阻在500lx的光照下的阻值为550Ω，在 700lx的光照下的阻值为450Ω。试求该光敏电阻在550lx 和600lx光照下的阻值？
2013-10-24 9
1.17 在微弱辐射作用下，光电导材料的光电导灵敏度有什么特点？为什么要把光敏电阻的形状制造成蛇形？
q 在微弱辐射作用下，半导体的光电导 g hl 2 e, 可见此时半导体材料的光电导与入射辐射通量成线性关系。光电导灵敏度为 dg q Sg d e , hcl2
Le, m V ( ) Le,
6
1.7 一束波长为0.5145μｍ输出功率为3W的氩离子激光束均匀地投射到0.2cm2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0.8，其光出射度为多少？屏幕每分钟接收多少个光子？
解：φe,λ =3mW，查表得V（0.5145um）=0.6082
hc 1239 (nm) 解题思路：L Eth Eth
Eth E A
N型半导体
Eth Eg EA
P型半导体
1.11 ΔEi=Eth=1.24/13=0.095ev
1.19 Eth=1239/680=1.82ev
1.20 Eg=1.239/λL=1.239/1.4=0.886ev
光生伏特效应属于内光电效应
q I (1 e d )Φe, h

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

光电总复习

第2章习题答案2-1 采用SI 单位制的一个平面波的表达式如下：)37.0125cos(25.0x t y -=，求它的振幅、角频率、频率、周期、波速与波长值。

解：根据平面波的振动方程)cos()22cos(Kx t A x T t A y -=-=ωλππ 该平面波的振幅：25.0=A m ；角频率：125=ωrad/s ；频率：89.192≈=πωf Hz ；周期：05.01==f T s ；波速：84.337===K T v ωλm/s ；波长：98.162==Kπλm 。

2-2 一个平面波源按照)/2sin(T t A x π=的关系式振动，已知 A=0.06米；T=1.8秒；波速v=2米/秒。

问与波源相距3米、3.5米及4米各质点间的位相差各是多少？解：波长：6.38.12=⨯==vT λ米；与波源相距3米、3.5米两质点间的位相差为：ππλπϕ1855.06.3222112=⨯=-⨯=S S ；与波源相距3米、4米两质点间的位相差为：ππλπϕ9516.3223113=⨯=-⨯=S S ；与波源相距3.5米、4米两质点间的位相差为：ππλπϕ1855.06.3223123=⨯=-⨯=S S 。

2-3 光调制的含义是什么？光调制可分为哪几种？答：光调制的含义是将各种被测物理量的有关信息以信号的形式载到光波上去；光调制可分为：强度调制、相位调制、偏振调制、频率调制和波长调制。

2-4 光强度调制有哪些方式？其应用特点各是什么？答：光强度调制主要有四种方式：辐射式、反射式、遮挡式、投射式。

(1)、辐射式：可测量被测对象所辐射出的功率、光谱分布及温度等参数，以便确定待测物体的存在，所处的方位以及根据其光谱的分布情况来分析它的物质成份及性质，如报火警、侦察、跟踪、武器制导、地形地貌普查分析、光谱分析及太阳能利用等。

(2)、反射式：光的反射形式有镜面反射和漫反射。

对于镜面反射，光按一定方向反射，往往被用来判断光信号的有无，因此可用于光电准直、电机等转动物体的转速测量；对于漫反射，是指一束平行光照到某一表面上时，光向各个方向反射出去的现象。

光电显示技术复习题

第一章绪论名词解释:1.明适应：从黑暗坏境到明亮环境变化的逐渐习惯过程, 成为明适应。

2.像素: 构成图像的最小单元。

3.对比度: 画面上最大亮度和最小亮度之比。

4、灰度: 画面上亮度的等级差别。

5、分辨率: 单位面积显示像素的数量。

1、简述题:2、显示器件的主要性能指标?有像素、亮度、对比度、灰度、分辨力、清晰度等。

3、人眼的视觉特性光谱效率、视觉二重功能、暗适应、明适应、视觉惰性、闪烁直观性光电显示器件, 按照设备的形态可分为:(1)电子束型, 如CRT ；(2)平板型, 如液晶显示器LCD, 等离子显示器 PDP , 电致发光显示器 ELD, 全彩色LED大屏幕显示器等；(3)数码显示器件。

（可供选择: LCD, LED, CRT, ELD, PDP 等）4、光电显示器件有哪些分类？直观型（主动发光型和被动显示型）；投影型（前投式和背投式）；空间成像型.5.光度学中有哪几个主要物理量？它们是如何定义的? 各自的单位是什么? 光通量: 能够被人的视觉系统所感受到的那部分光辐射功率的大小的度量, 单位是流明(lm)。

发光强度: 为了描述光源在某一指定方向上发出光通量能力的大小, 定义在指定方向上的一个很小的立体角元内所包含的光通量值, 除以这个立体角元, 所得的商为光源在此方向上的发光强度。

单位为坎德拉（cd）。

照度：单位面积上的光通量, 单位是勒克斯（lx）。

亮度：单位面积上的发光强度, 单位为坎德拉/平方米（cd/m2）。

6.描述彩色光的3个基本参量是什么？各是什么含义？答: 色调是指在物体反射的光线中以哪种波长占优势来决定的, 不同波长产生不同颜色的感觉。

色调是彩色最重要的特征, 它决定了颜色本质的基本特征。

颜色的饱和度是指一个颜色的鲜明程度。

饱和度是颜色色调的表现程度, 它取决于表面反射光的波长范围的狭窄性(即纯度)。

在物体反射光的组成中, 白色光越少, 则它的色彩饱和度越大。

明度是指刺激物的强度作用于眼睛所发生的效应, 它的大小是由物体反射系数来决定的, 反射系数越大, 则物体的明度越大, 反之越小。

光电复习资料配合杨永才光电信息技术教材

光电复习资料配合杨永才光电信息技术教材(总5页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--光点复习资料1.从能带理论出发解释什么是导体、半导体、绝缘体？（书P2）导体：那些最高能带未被完全填满的固体。

半导体：价带和导带之间的能隙约为1eV或更小，比较容易用加热方法把电子从价带中激发到导带中的一些绝缘体。

绝缘体：它们的最上面的价带是满的，同时和下一个空带之间有几个电子伏特能隙的固体。

2.简述光电发射三大定律及性质。

（书P4）与阴极光电发射第一定律：当入射的频谱成分不变时，光电阴极的饱和光电发射电流IK成正比。

所吸收的光通量ΦK光电发射第二定律：发射出光电子的最大动能随入射光频率的增高而线性地增大，而与入射光的光强无关。

光电发射第三定律：当光照射某一给定金属或某种物质时，无论光的强度如何，如果入，就不会产生光电子发射。

射光的频率小于这一金属的红限ν3.简述各种光电效应及光电器件制作机理。

（书P4和P95）①光电发射效应：在入射光能量作用下，某些物体内的电子逸出物体表面，向外发射电子，用此原理制成的光电信息转换器件有光电倍增管、真空光电管、充气光电管。

②光电导效应：在入射光线的作用下，半导体材料中的电子受到能量大于或等于禁带宽度的光子的激发，将由价带越过禁带跃迁到导带，从而使导带中电子浓度加大，材料的电阻率减小。

基于这种原理的光电信息转换器件有光敏电阻等。

③光生伏特效应：在入射光能量作用下能使物体产生一定方向的电动势。

基于该效应制成的光电转换器件有光电池、光敏二极管、光敏三极管等。

④光电热效应（热释电效应）：光照引起材料温度发生变化而产生电流，如热释电、碲镉汞等，这类器件称为热电探测器。

4.简述辐射度学和光度学的区别。

（书P12）辐射度学就是对光学辐射进行定量评价的一门实验科学。

光度学就是根据人类视觉器官的生理特性和某些约定的规范来评价辐射所产生的视觉效应。

光电技术复习

1. 半导体对光的吸收：本征吸收、杂质吸收、激子吸收、自由载流子吸收、晶格吸收。

只有本征吸收和杂质吸收，能够直接产生非平衡载流子，引起光电效应。

其余是光热效应。

2. 光生伏特器件的偏置电路：自偏置电路、零伏偏置、反向偏置3. 热辐射探测器件：热敏电阻、热电偶探测器、热电堆探测器、热释电器件。

4. 光电信息变换和处理：模拟光电变换和模数光电变换5. 光电倍增管的结构：（1）入射窗结构：端窗式和侧窗式（2）倍增极结构：聚焦型和非聚焦型。

光窗、光电阴极、电子光学系统（电子透镜）、电子倍增系统和阳极。

6.光敏电阻属于光电导器件，广泛应用于微弱辐射信号的探测领域。

7. CCD 勺注入方式：光注入、电注入。

8. 已知禁带宽度Eg 求最大波长入maxhe 1 .24hv 亠 E g ■ LE g E g 9. 光电信息变换的基本形式：① 信息载荷于光源的方式；② 信息载荷于透明体的方式；③ 信息载荷于反射光的形式；④ 信息载荷于遮挡光的形式；⑤ 信息载荷于光学量化器的方式；⑥ 光通信方式的信息变换一类称为模拟量的光电信息变换，例如前 4种变换方式；另一类称为数字量的光电信息变换，例如后2种变换方式。

10. 光电倍增管：阴极灵敏度定义光电倍增管阴极电流Ik 与入射光谱辐射通量之比为阴极的光谱灵敏度，并记为I k S k , t =①ej若入射辐射为白光，则以阴极积分灵敏度，IK 与光谱辐射通量的积分之比，记为SkI k S k = --------------------------------- 阳极灵敏度定义光电倍增管阳极输出电流 Ia 与入射光谱辐射通量之比为阳极的光谱灵敏度，并记为若入射辐射为白光，则定义为阳极积分灵敏度，记为 Sa11. 黑体：能够完全吸收从任何角度入射的任何波长的辐射，并且在每一个方向都能最大可能地发射任意波长辐射能的物体称为黑体。

显然，黑体的吸收系数为1，发射系数也为112. 斯忒藩-波尔兹曼定律I aS a, x = ①e,x l a ：：J e, xd 'S a :: 4 M e,s, d ■ - CT 5 42 n k _8 2 43 7=5.67 10 Wm K 15 h cM es 、 =1.3O9T 5灯0卫 W ・ cm-2 •卩 m-1 - K-5 13. 热释电效应：热电晶体材料因吸收光辐射能量而产生温升，导致晶体表面电荷发生变化的现象。