光电技术习题及总复习
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。
光电技术 复习题
1．利用晶体自发极化特性的光电探测器是 [热释电探测器 ]2．以下各量中不属于辐射度量的是 [ ]A. 辐出度。
B.发光强度。
C. 辐照度。
D. 辐亮度。
3．利用外光电效应的光子探测器是 [ 光电子发射探测器 ]4．以下各物中不属于光伏探测器的是[ ]光电二极管、发光二极管、pin管、雪崩二极管二、简单回答1．光电池有哪些性能参数？(1)光照特性。
(2)光谱特性。
(3)温度特性。
〔4〕频率特性。
（开路电压、内阻、电容量、寿命）。
2．光电倍增管的放大倍数[电流增益]与哪些因素有关？放大倍数[电流增益] G=f（gδ）n。
与第—倍增极对阴极发射电子的收集率f、倍增极间的传递效率g、倍增极的倍增系数δ以及倍增极个数n有关。
3．光子探测器有哪几种？（1）光电子发射探测器。
(2) 光电导探测器。
(3) 光伏探测器。
(4)光电磁探测器。
4．温差电效应包含哪几种效应？（1）塞贝克效应。
（2）珀耳帖效应。
（3）汤姆逊效应·5光伏探测器按照对光照敏感结的种类可分为哪几种类型？光伏探测器按照对光照敏感结的种类可分为pn 结型、pin结型、金属半导体结型（肖特基势垒型）和异质结型。
三、简单叙述题）2．简述热释电探测器的热释电效应。
（1）某些物质自发极化选择性，表面带电，成为极性晶体。
（2）平时被自由电荷补偿而不显极性。
（3）自发极化与温度有关，当物质吸收光辐射升温时，自发极化加强。
（4）而自由电荷补偿需要较长时间。
如果温度快速变化，则表面有随之变化的电荷。
3．光子探测器和热探测器特性上有何差别。
光子探测器热探测器机理光子效应光热效应光谱响应选择性非选择性响应量电压、电流和温度有关量响应时间 快 慢4．简述光电导探测器的光电导效应。
光子作用于光电导材料，形成本征吸收或杂质吸收，产生附加的光生载流子．从而使半导体的电导率发生变化，这就是光电导效应。
价带种的电子吸收光子进入导带成为导电电子，留下的空穴也导电，这就是本征吸收所产生的本征光电导。
光电显示技术练习题(期末)
一、填空题1.彩色CRT是通过红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色组合产生彩色视觉效果。
荧光屏上的每一个像素由产生红(R)、绿(G)、蓝(B)的三种荧光体组成,同时电子枪中设有个阴极。
为了防止每个电子束轰击另外两个颜色的荧光体,在荧光面内侧设有。
2.液晶的电光效应包括4个:,,,。
3. LCD驱动方式中,有源矩阵方式利用LCD所具有的存储作用,以一次性的扫描,即可进行图像显示。
4.利用人眼的视觉暂留特性,采用反复通断电的方式使LED器件点燃的方法就是法,该技术的优点在于:能够提供高质量的白光、应用简单、效率高。
但有一个致命的缺点是容易产生,有时甚至会产生人耳能听见的噪声。
5.等离子体显示板是由几百万个像素单元构成的,每个像素单元中涂有荧光层并充有气体。
它主要利用电极加电压、惰性气体游离产生的激发荧光粉发光制成显示屏。
6.激光电视机有3种光线处理方式:一种是技术,此项技术需要很精细的镜片加工和装配;另外两种是技术和激光技术。
是非判断题1.对比度指画面上最大亮度和最小亮度之比,该指标与环境光线有很大关系()2.电子枪是由灯丝和阴极构成的()3. 液晶的双折射效应只有在加电的情况下才能表现出来()4.TFT液晶和TN液晶显示原理的最大不同是TFT液晶FET晶体管具有电容效应,而TN液晶没有()5.OLED与LCD一样,也有主动式和被动式之分,被动方式下由行列地址选中的单元被点亮;主动方式下,发光单元在TFT驱动下点亮()6.LED屏不能播放视频()7.PDP显示器前玻璃板结构在前玻璃板上,成对地制作有扫描和维持透明电极, 其上覆盖一层电介质,MgO保护层覆盖在电介质上()8. PDP的亮度控制通过改变等离子体放电时间实现,即子场驱动技术()9. 场致发射显示就是CRT显示的改进()10. CRT显示,电视机扫描一帧图像要返回525次,但实际上要少于525次()二.选择题1.显示器件的主要性能指标不包括()A像素B亮度、对比度、灰度C分辨力、清晰度D驱动电源2.描述彩色光的3个基本参量不包括()A色调 B 饱和度C 明度 D 灰度3.CRT显示器工作时,电子枪中()大量发射电子。
光电复习题
任何温度下对任何波长的入射辐射能的吸收比都等于1，称为（ A ）.A．黑体B．灰体C．黑洞D．绝对黑体半导体中施主能级的位置位于（ A ）中.A. 禁带B. 价带C. 导带D. 满带热效应较大的光是（ C ）.A. 紫光B. 红光C. 红外D. 紫外为了实现均匀倍增，雪崩光电二极管衬底掺杂材料要求( A ).A.浓度均匀B. 浓度大C. 浓度小D. 浓度适中光纤折射率纤芯n1、包层n2、外套n 3的关系是（ B ）.A. n1> n2> n3B. n1> n3> n2C. n3> n2> n1D. n2> n3> n1硅光电二极管与硅光电池比较，前者（ A ）．A．掺杂浓度低B．电阻率低C．零偏工作D．光敏面积大卤钨灯是一种( B ).A.气体光源B. 热光源C. 冷光源D. 激光光源在光电倍增管中，产生光电效应的是( A ).A．阴极 B. 阳极 C. 倍增极 D. 玻璃窗像管中（ D ）的出现和使用，成为了第一代像管出现的标志性部件。
A. 负电子亲和势阴极；B. 电子光学系统；C．微通道板MCP； D. 光纤面板半导体结中并不存在（ D ）．A. PN结B. PIN结C. 肖特基结D.光电结光通量是辐射通量的（ A ）倍.A. 683B. 1/683C. 863D. 1/863面阵CCD主要是通过（ A ）工作.A. 电荷B. 电压C. 电流D. 电阻光度量是辐射度量的（ C ）倍．A.683B. V（λ）C.683 V（λ） D . 1/683 V（λ）任何温度下对任何波长的入射辐射能的吸收比都小于1，称为（ B ）.A．黑体B．灰体C．黑洞D．绝对黑体半导体中受主能级的位置位于（ A ）中.A. 禁带B. 价带C. 导带D. 满带属于成像的器件是（ C ）.A. LDB. LEDC. CCDD. PMT充气卤钨灯是一种( B ).A.气体光源B. 热光源C. 冷光源D. 激光光源热效应较小的光是（ D ）.A. 紫光B. 红光C. 红外D. 紫外在光电倍增管中，产生二次电子发射的是( C ).A．阴极 B.阳极 C. 倍增极 D. 玻璃窗光纤纤芯、包层、外套的折射率n1、n2、n0的关系是（ D ）.A. n1> n2> n0B. n2> n0> n1C. n0> n2> n1D. n1> n0> n2光照一定，短路电流与入射光波长的关系，属光电池的( C )特性：A. 频率;B. 伏安;C. 光谱;D. 温度．像管中（ C ）的出现和使用，成为了第二代像管出现的标志性部件。
光电显示技术复习题
光电显示技术复习题复习题一、填空题1. 调Q技术是为了使达到MW级以上，而使分散在数百个小尖峰中辐射出来的能量集中在很短的一个时间间隔内释放。
2. 形成的位相光栅是固定在空间的，可以认为是两个相向的行波的结果。
3. 、和一起构成一个电子透镜，使电子束汇聚成一束轰击荧光屏荧光粉层。
3. LED显示屏上数据的传输方式主要有和两种，目前广为采用的是控制技术。
4. 激光电视机有三种光线处理方式：、和。
5.所谓就是对色度曲线的选择，色度曲线的不同对图像颜色、亮度、对比及色度有极大影响6.亮度是指显示器荧光屏上荧光粉发光的与其接受的电子束能量之比。
7. CRT屏幕的亮度取决于荧光粉的、及电子的。
8.利用人眼的视觉暂留特性，采用反复通断电的方式使LED器件点燃的方法就是。
9.一个电视场的8位数字视频复合信号通过8子场再现，每一子场的的时间相同，但是每一子场的的时间不同。
10. 是指每秒钟电子枪扫描过图像的个数，以为单位。
11.CRT显像管有五部分组成：、、、荧光粉层和玻璃外壳。
12. 是指液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度，即像素由暗转亮或亮转暗的速度，此值越越好。
13.所谓液晶是指在某一温度范围内，从外观看属于具有流动性的，同时又具有光学双折射性的。
14.LCD驱动方式有静态、动态、以及 4种方式。
15.典型LED显示系统一般由、和以及组成。
16．是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质。
17. 颜色包括三个特征参数：、、。
18.将光信息写入LCD的激励方式中有方式、方式和方式。
19.等离子体显示单元的发光过程分为4个阶段：、、放电发光与维持发光和。
20.铁电陶瓷发生极化状态改变时，其-温度特性发生显著变化，出现，并服从Curie-Weiss定律。
21.液晶的物理特性是：当时导通，排列变得有序，使光线容易通过；时排列混乱，阻止光线通过。
12.彩色PDP的电流部分的功耗大致分为3部分：、和部分。
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。
光电技术习题
管的电流灵敏度 Si＝0.4 μ A / μW ,其暗电流小于 0.2μ A ,三极管 3DG60C 的电流放大倍
数 β = 50 ，最高入射辐射功率为 400 μW 时的拐点电压UM = 10V 。求获得最大电压 输出时的 Re 值。若入射辐射功率由 400 μW 减少到 350 μW 时，输出电压变化量为多
⎜⎝ 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
⎜ ⎝
2.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
各倍增极的电子收集率为 0.95，试计算具有 11 级倍增系统的放大倍数和阳极电流。（2） 设计前置放大电路，使输出的信号电压为 200mv，求放大器的有关参数，并画出原理 图。 解：(1)由题意可知：光电倍增管的放大倍数
G = 0.98 ×（ 0.95 × 4）11＝0.98 × 3.811＝2.3×106
Eg
⎜ ⎜
2.低的多⎟⎟
的光都是“透
⎜⎝ 3.差不多⎟⎠
明的”。
6． 已知本征半导体材料 Ge 在 295K 下，其禁带宽度 Eg＝0.67(eV)，现将其掺入杂质
Hg，在锗掺入汞后其成为电离能 Ei＝0.09（eV）的非本征半导体。试计算本征半导体
锗和非本征半导体锗掺汞所制成的光电导探测器的截至波长各为多少？
⎛1.光导效应 ⎞
3．
光电效应知识总结与复习练习题
光电效应知识总结与复习练习题量⼦论初步⼀、光电效应现象⑴定义：物质在光照条件下释放出电⼦的现象，叫做光电效应。
⑵光电⼦和光电流：光电效应中释放出来的电⼦叫光电⼦，产⽣的电流叫光电流、⑶规律：①任何⼀种⾦属都有⼀个极限频率，⼊射光的频率必须⼤于这个极限频率，才能发⽣光电效应，低于这个频率不能发⽣光电效应。
②光电⼦的最⼤初动能与光的强度⽆关，只随着⼊射光频率的增⼤⽽增⼤。
③⼊射光照在⾦属上时，光电⼦的发射，⼏乎是瞬时的。
④当⼊射光的频率⼤于极限频率时，光电流的强度与⼊射光电流的强度成正⽐。
⑷光电管：利⽤光电效应把光信号转化为电信号，动作⾮常迅速灵敏。
1下列对光电效应的解释中正确的是（）A⾦属内每个电⼦要吸收⼀个或⼀个以上的光⼦，当它积累的能量⾜够⼤时，就能溢出⾦属。
B如果⼊射光⼦的能量⼩于⾦属表⾯的电⼦克服原⼦核的引⼒⽽逸出时所需做得最⼩功，便不能发⽣光电效应。
C发⽣光电效应时，⼊射光越强，光⼦的能量就越⼤，光电⼦的最⼤初动能就越⼤。
D由于不同⾦属的逸出功不相同的，因此使不同⾦属产⽣光电效应的⼊射光的最低频率也不同。
2 光电效应实验的装置如图所⽰，已知紫光频率⼤于锌板的极限频率，则下列说法中正确的有（）A⽤紫光照射锌板，验电器指针会发⽣偏转 B ⽤红⾊光照射锌板，验电器指针会发⽣偏转C锌板带的是负电荷 D使验电器发⽣偏转的是正电荷3在光电管的实验中，发现⽤⼀定频率的A单⾊光照射光电管时，电流表会发⽣偏转，⽽⽤另⼀频率的B单⾊光照射时不发⽣光电效应，那么（）A A光的频率⼤于B光的频率 B光的频率⼤于A光的频率C ⽤A光照射光电管时流过电流表G的电流⽅向是a流向bD ⽤A光照射光电管时流过电流表的电流⽅向是b流向a ⼆光⼦⑴定义：光在空间传播过程中不是连续的，⽽是⼀份⼀份的，每⼀份叫做⼀个光⼦。
⑵光⼦的能量：每个光⼦的能量E=hv。
其中h为普朗克常量，v为光⼦的频率。
三爱因斯坦的光⼦说对光电效应的解释⑴存在极限频率：Vo=W⁄h。
光电技术练习题
光电技术练习题一、选择题1. 光电效应是指（）。
A. 光线经过媒质传播B. 光线不被媒质吸收传播C. 光线与物质相互作用产生电磁波D. 光线与物质相互作用产生电子运动2. 下列关于光电效应的说法错误的是（）。
A. 逸出功与金属种类无关B. 频率越高，逸出电子的动能越大C. 逸出电子动能与光强度成正比D. 光电效应只发生在金属上3. 当光频率不变时，通过光电效应逸出电子的动能与入射光的（）成正比。
A. 光强度B. 波长C. 速度D. 相位4. 下列关于光电效应的解释错误的是（）。
A. 光的粒子性表现为光子B. 光照射在金属上，金属中的电子受到能量转移而逸出C. 波动模型可以解释光电效应D. 逸出速度与光子的能量有关5. 关于光电管的说法正确的是（）。
A. 光电子发射是通过第一级光电倍增效应实现的B. 光电流的强度与入射光的频率无关C. 光电流的强度与入射光的光强度成正比D. 光电子发射是通过光电效应实现的二、填空题1. 光电效应在（）年被爱因斯坦解释。
2. 光电效应是电磁辐射与物质的（）相互作用的结果。
3. 光电效应起源于金属内的（）。
4. 入射光的频率达到临界频率时，逸出电子的动能为（）。
三、计算题1. 入射在铝金属上的光的波长为500nm，计算逸出的电子动能。
（已知铝金属的逸出功为4.08eV）（解答）根据能量守恒定律，光子的能量等于电子的逸出功加上电子的动能。
光子的能量: E = hc/λ，其中h为普朗克常数，c为光速，λ为入射光的波长。
电子的逸出功: W = 4.08 eV逸出电子的动能: K = E - W代入数值计算：E = (6.63e-34 J·s * 3e8 m/s) / (500e-9 m) ≈ 3.98 eVK = 3.98 eV - 4.08 eV ≈ -0.1 eV由于逸出电子动能为负数，说明电子无法逸出。
2. 光照射在钠金属上的波长为400 nm的入射光，计算逸出的电子动能。
光电子技术复习题(一)
一．单项选择题1. 光电转换定律中的光电流与 BA 温度成正比B光功率成正比 C暗电流成正比 D光子的能量成正比2. 发生拉曼—纳斯衍射必须满足的条件是 AA 超声波频率低，光波平行声波面入射，声光作用长度短B 超声波频率高，光波平行声波面入射，声光作用长度短C 超声波频率低，光波平行声波面入射，声光作用长度长D 超声波频率低，光束与声波面间以一定角度入射，声光作用长度短3.光束调制中，下面属于外调制的是 ABDA 声光调制B 电光波导调制C 半导体光源调制D 电光强度调制4.红外辐射的波长为[ d ] A 100-280nm B 380-440 nm C 640-770 nm D 770-1000 nm5.激光具有的优点为相干性好、亮度高与[ b ]A 多色性好B单色性好 C 吸收性强 D吸收性弱6．能发生光电导效应的半导体是 cA本征型和激子型 B本征型和晶格型C本征型和杂质型D本征型和自由载流子型7．光敏电阻的光电特性由光电转换因子γ描述，在强辐射作用下AA. γ=0.5B. γ=1C. γ=1.5D. γ=28.电荷耦合器件分 [ A ]A 线阵CCD和面阵CCDB 线阵CCD和点阵CCDC 面阵CCD和体阵CCD D 体阵CCD和点阵CCD9.光通亮φ的单位是[ C ]A 焦耳 (J)B 瓦特 (W) C流明 (lm) D坎德拉(cd)10.硅光二极管主要适用于[D]A紫外光与红外光谱区 B可见光与紫外光谱区 C可见光区 D 可见光与红外光谱区13．光视效能Kλ为最大值时的波长是AA．555nm B.666nm C．777nm D.888nm14.可见光的波长范围为[C ]A 200—300nmB 300—380nmC 380—780nmD 780—1500nm15.电荷耦合器件的工作过程主要是信号的产生、存储、传输和C ]A 计算B 显示C 检测D 输出16. 辐射通亮φe的单位是[B ]A 焦耳 (J)B 瓦特 (W) C每球面度 (W/Sr) D坎德拉(cd)二.填空题1. 光在大气中传播，将会使光速的能量衰减，其主要因素来源于大气衰减、大气湍流效应。
光电技术自测题
光电技术自测题(全)(总13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--光电技术复习题第一部分自测题一、多项选择题1.下列选项中的参数与接收器有关的有（ AD ）A．曝光量 B.光通量 C.亮度 D.照度2.光电探测器中的噪声主要包括（ ABCDE ）A．热噪声 B.散粒噪声 C.产生复合噪声 f噪声 E 温度噪声3.光电技术中应用的半导体对光的吸收主要是（ AB ）A．本征吸收 B.杂质吸收 C.激子吸收 D.自由载流子吸收 E 晶格吸收二、单项选择题1.被光激发产生的电子溢出物质表面，形成真空中的电子的现象叫做（B）A．内光电效应 B. 外光电效应 C.光生伏特效应 D.丹培效应2.当黑体的温度升高时，其峰值光谱辐射出射度所对应的波长的移动方向为（A）A.向短波方向移动B.向长波方向移动C.不移动D.均有可能3.已知某He-Ne激光器的输出功率为8mW，正常人眼的明视觉和暗视觉最大光谱光是效能分别为683lm/W和1725lm/W，人眼明视觉光谱光视效率为，则该激光器发出的光通量为（D）半导体（A）电子吸收光子能量跃迁入（），产生电子—空穴对的现象成为本征吸收。
A.价带，导带B.价带，禁带C.禁带，导带D.导带，价带5.一个电阻值为1000欧姆的电阻，在室温下，工作带宽为1Hz时，热噪声均方电压为(B)A 3nVB 4nVC 5nVD 6nV6.用照度计测得某环境下的照度值为1000lx，该环境可能是（B）A阳光直射 B阴天室外 C 工作台 D 晨昏蒙影7.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，则该辐射源辐射的光通量为（B ）A 683lm C 1276lm D 638lm8.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 （D ）A 辐射照度B 辐射强度C 辐射出度D 辐射亮度9. 电磁波谱中可见光的波长范围为(A)~ B ~1um C 1~3um D 8~12um10. 已知一束激光功率为30mW 、波长为，普朗克常数S h ⋅⨯=J 10626.634-则该激光束的光子流速率N 为（A ）。
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。
光电检测复习重点
光电检测复习重点思考题与习题1. 简述常⽤光电信息转换器件的名称，原理，主要特性和实⽤输出电路。
2. 发光⼆极管⼯作时加正向还是反向电压？它输出的光强由什么控制？发光⼆极管和光敏⼆极管电路中的电阻R各起什么作⽤？3．请在光电继电器的亮通控制电路中加⼊施密特触发器电路，并分析其结果，画出当照射光为矩形脉冲时电路各点的电压波形图。
4．请⽤电⼦开关设计⼀个光控电路，要求低压区和⾼压区完全隔离，⽽且能控制⼤功率器件⼯作。
5．在光电测长仪中（图4.1.2－10），如平台⾮单向移动时计数器就要误计脉冲⽽造成测量误差，请设计⼀个⽅案来校正此误差。
6.如何⽤两台摄像机进⾏测距？设定对应点在两画⾯中的位置和两摄像机的⼏何位置，画出⼏何图形并推导出计算公式。
7．试设计⼀个机器⼈视觉系统中⽤光投影法测距的⽅案，叙述原理，画出对应的波形图和电⼦线路图。
8．试设计⼀个⽤于⽔下作业的光纤开关系统，⽤双向可控硅控制⽤电器。
请画出全部电⼦线路图。
9．试⽤光电元器件实现以下功能（画出电路图）（1）光致发光。
（2）光⽌发光。
（3）光照开启门电路。
（4）光照关闭门电路。
（5）传送带上⼩物体计数电路（画出结构图和电路图,标明杂光⽅向）。
（6）传送带上⼤物体计数电路（画出结构图和电路图,标明杂光⽅向）。
10. 试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。
（3）画出电⼦线路图。
（4）叙述提⾼测量精度的措施。
11. 画出⽤线阵CCD测量运动热钢板长度的结构⽰意图，叙述CCD测长的原理，画出CCD 测长的原理框图。
画出测量时CCD输出信号的波形，并设计出供计数器计数的放⼤⽐较整形电路。
12. 光控电焊眼罩⼯作原理如图4.2.1－11所⽰，当液晶屏P不通电时，液晶是透明.的，眼睛可以通过液晶屏看到焊点的情况。
当液晶屏P通电时,液晶发⽣偏转，透光度⼤⼤减⼩。
电焊光不会对眼睛产⽣危害。
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。
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主要内容第一、习题（布置作业中的计算题）第二、总复习（基本概念、证明和基本设计内容）1-1. 一支气体激光器发出的波长为640nm ，功率为2mW ，如果这支气体激光器的平面发散角为1mrad ，激光器的半径是0.5mm ，已知视见函数V (λ)在λ=640nm 时为0.175。
求: 1）光通量第1章 习题(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(1).这支气体激光束的光通量,发光强度,光亮度,光出射度.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？lm 239.0102175.06833=⨯⨯⨯=Φ=Φ-e v CV λ一、光电技术习题πr 102 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r 10=θR =10-3×10=10-2(2).该激光束在10m远的屏上形成的光斑面积为如果该屏是透光的，该屏上的光亮度是多少？22210cd/m1012.3 0.239/0.85 /0.85⨯=⨯⋅⨯==ππννr SΩΦL 22210cd/m 1056.1 20.239/0.85 /0.85⨯=⨯⋅⨯==ππννr SΩΦL2/3030m lm lx E ==22224.50214.344mrS =⨯⨯==π 1-2.一只白灯，假设各向发光均匀，悬挂在离地面2m 的高处，用照度计测得下方地面上的照度为30lx 。
求出该白灯的光通量？所以:解：光通量:本题的关键是:要搞清楚光通量和光照度之间的关系.SE Φ⋅=νlm2.1507m 24.50m /lm 3022=⨯=νΦ第3章 习题3-5. 一理想的运算放大器组成的放大电路，R F =1.5M Ω其电路的作用是对光电二极管的光电流进行线性放大，如果光电二极管未受光照时，运算放大器的输出电压为0.6V ；如果光电二极管受到光照时，运算放大器的输出电压为2.6V 。
+-U O U bR 1R F本题的关键: 要搞清楚放大电路是一个什么样的放大电路?要搞清楚暗电流的含义?要搞清楚光照和灵敏度的关系?求：（1）光电二极管的暗电流是多少？（2）如果光电二极管的光电灵敏度S g 为0.8µA/lx ，光照是多少？本题的关键: 要搞清楚亮电导,暗电导和光电导之间关系? 要搞清楚光照和灵敏度的关系?搞清楚电阻和电导之间的关系?4-5.已知CdS 光敏电阻的暗电阻R d =10M Ω,在照度为100 lx 时亮电阻R=5k Ω,用此光敏电阻控制继电器,见下图,如果继电器线圈的电阻为4k Ω，继电器的吸合电流为2mA,问需要多少照度才能吸合继电器?如果要在400lx 时继电器才能吸合,那么此电路需作何改进?j CdS12V 解 1.R d =10M Ωg d =0.1×10-6SR=5kΩg=0.2×10-3S=200×10-6Sg p=g-g d≈200×10-6S s g=g p/E≈2×10-6s/lx当继电器的吸合电流为2mA时:g=I/V=2×10-3/4=0.5×10-3Sg=S g·E+g d=500×10-6S E≈250lx2.当E=400lx时g=S g·E+g d≈800×10-6S R≈1.25k 此时,驱动电流为: I=12/(4+1.25)k=2.29mA>2mA因此, 为了在400lx时,继电器才能吸合,电路应串联一个电阻R串12/(5.25+R串)=2mA R串=0.75k二、光电技术总复习(一).基本概念1.光电效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（）和（）。
2.真空光电器件是一种基于（）效应的器件，它包括（和）。
3.光电导器件是基于半导体材料的（）效应制成的，最典型的光电导器件是（）。
4.硅光电二极管在反偏置条件下的工作模式为（），在零偏置条件下的工作模式为（）。
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。
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（）。
9. 常用的光电阴极有（）和（），正电子亲和势材料光电阴极有哪些？10.根据衬底材料的不同，硅光电二极管可分为（）型和（）型两种。
11.像增强器是一种能把（）增强到可使人眼直接观察的真空光电成像器件，因此也称为（）。
12.光导纤维简称光纤，光纤由（）、（）及（）组成。
13.光源按光波在时间、空间上的相位特征分，可分为（）和（）光源。
14.光纤的色散有材料色散、（）和（）。
15.按照光纤在检测系统中所起的作用来分，光纤传感器可分为（）和（）两种；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（）能力。
17.真空光电器件是基于（）效应的光电探测器，它的结构特点是有一个（），其他元件都置于（）。
18.根据衬底材料的不同，硅光电电池可分为（）型和（）型两种。
19.根据衬底材料的不同，硅光电三极管可分为（）型和（）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(λ)，视见函数有（）和（）。
21.什么是光电子技术?简述你对光电子技术发展史的理解？简述光电子技术主要研究什么？光电子技术以什么为特征？22.什么是功能型光纤传感器？什么是非功能型光纤传感器？并举例说明？简述光纤温度、电流传感器工作原理。
23.光电倍增管（PMT）由哪几部分组成？并说明电子光学系统的作用是什么？倍增极结构有几种形式，各有么特点？PMT的工作原理?24.什么是慢电子束扫描？靶网电极的作用是什么？像管由哪几部分组成？成像的三个物理过程的理论依据各是什么？25.什么是二次电子? 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？26.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？简述双结硅色敏器件特点？21题34.光电探测器的特性参数有？为什么光敏电阻随光照增加而降低？D 由几部分组成，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？37.以P 型硅和金属铯为例，简述负电子亲和势的形成过程。
36.画出P 型硅为衬底的CCD 单元结构图，标出各部分名称。
并说明当栅极电压U G <0，U G >0，U G >U TH 时的工作状态？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？38.画出CdSe 靶的结构图，并说明每层的作用？ 40.什么是MCP ？ MCP 工作原理？什么是光纤面板？光纤面板有哪几种玻璃组成的组成？每层作用？38题36题39.从传输模式角度考虑，光纤分为哪几种？从波长角度考虑光纤分为哪几种？E S R R ∆-=∆g 2亚硒酸镉(CdSeO 3)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.光As 2S 3SnO 2玻璃CdS e CdSeO 3电子束N +N画出CdSe 靶的结构图，并说明每层的作用？ CdSe 靶原理图硒化镉靶有四层结构玻璃 透明的导电层SnO 2沉积在玻璃板上,作信号电极. As 2S 3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.CdSe 层是N 型半导体,它与呈N +型透明的导电层SnO 2层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返回1).当 U G <0，为多数载流子的积累状态U G <0当金属电极上加一个负电压时,电场的方向?当金属电极上加一个负电压时,电场的作用?结果:(1).半导体表面可能移动的电子被排斥;(2).半导体内可能移动的空穴被吸引到界面; 在P-Si 和SiO 2的界面形成了多数载流子的积累层,这种状态为积累状态2).当U G >0时,为多数载流子的耗尽状态U G >0当金属电极上加一个正电压但尚处于小电压时,电场的方向?当金属电极上加一个正电压时,电场的作用?结果:(1).半导体表面可能移动的空穴被排斥;(2).半导体表面下方一定宽度内,留下一层离子化的受主离子形成的空间电荷区,为多子耗尽区;该区域对电子来说是一个势能很低的区域,称为势阱 在界面形成了一层由离子化的受主离子形成的空间电荷区,这种状态为多子的耗尽状态3).当 U G >U TH 时,为反型状态U G >0当金属电极上加的正电压继续增加时,电场的方向?大小?当金属电极上加的正电压增加时,电场的作用?结果:(1).半导体表面吸引了一薄层电子,与P型多子反型,此时的反型状态为弱反型状态,此时电压为U TH,反型层与半导体内的P 型导电区之间仍是耗尽层.(2).金属电极上加的正电压>U TH ,界面下电子的浓度和衬底的多子浓度相等此时的反型状态为强反型状态, MOS 结构达到稳定状态; 在界面形成了一层由电子反型层,这种状态为反型状态这时如果没有外界注入电子,反型层中电子来源主要是耗尽区内热激发的电子空穴对,这种过程较慢,所需时间为存储时间(也称弛豫时间)注意:这个时间为存储时间(也称弛豫时间),只有在这个时间内可以对耗尽区存取信号电荷.这个时间大约为0.1~10S2.瞬态情况 当金属电极的电压U G >U TH 的瞬间,电极下的半导体表面的空穴被排斥而形成耗尽区,此时因为热激发的电子-空穴对中的电子进入耗尽区并被填满需一定的时间,因此还不能马上形成反型层,这种状态称为深耗尽.CCD 就是工作在耗尽区形成但是反型层尚未形成的瞬间,因此它属于非稳态器件.返回什么是光电子技术?光电子技术:光子技术与电子技术相结合而形成的一门技术。
电子技术:包括真空电子技术、气体电子技术、固体电子技术等，它们研究电子的特性与行为及其在真空或物质中的运动与控制；光子技术:研究光子的特性及其与物质的相互作用以及光在自由空间或物质中的运动与控制。
光电子技术: 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。