07级光电技术复习题

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光电技术期末复习综合习题与解答共22页文档

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光电技术期末复习综合习题与解答
6、法律的基础有两个,而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力,那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序,有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起,可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的,因为好人用不着它们,而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
46、我们若已接受最坏的,就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会,使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首,不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功,谁就会和我一样成功。——莫扎特

光电检测技术期末试卷试题大全复习资料

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。

光电工程考试题及答案

光电工程考试题及答案

光电工程考试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 光的波粒二象性是由哪位科学家提出的?A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 普朗克D. 麦克斯韦答案:B2. 光电效应中,光电子的最大动能与入射光的频率成正比,这是哪位科学家的发现?A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 普朗克D. 麦克斯韦答案:B3. 下列哪种材料不适合用于制造光电探测器?A. 硅B. 锗C. 铜D. 硒答案:C4. 光纤通信中,光信号的传输介质是什么?A. 空气B. 真空C. 玻璃D. 水答案:C5. 激光的产生原理是基于哪种物理现象?A. 光电效应B. 康普顿散射C. 受激辐射D. 多普勒效应答案:C二、填空题(每题2分,共10分)1. 光的波长、频率和速度之间的关系可以用公式______来表示。

答案:c = λν2. 光电效应中,当入射光的频率大于金属的截止频率时,会发生______。

答案:光电效应3. 光纤的折射率分布通常采用______型结构。

答案:梯度折射率4. 激光器中,工作物质被泵浦到高能级后,通过______过程释放能量。

答案:受激辐射5. 光电探测器的响应时间通常与材料的______有关。

答案:载流子寿命三、简答题(每题10分,共20分)1. 简述光电效应的基本原理及其应用。

答案:光电效应是指光照射到物质表面时,物质中的电子被光子激发出来的现象。

其基本原理是光子的能量被物质表面的电子吸收,当光子的能量大于电子的逸出功时,电子就能从物质表面逸出。

光电效应的应用非常广泛,包括光电探测器、光电倍增管、太阳能电池等。

2. 描述光纤通信的基本原理及其优缺点。

答案:光纤通信是利用激光在光纤中传播的特性进行信息传输的一种通信方式。

其基本原理是将激光信号通过光纤传输到接收端,然后通过光电探测器将光信号转换为电信号。

光纤通信的优点包括高带宽、低损耗、抗干扰能力强等;缺点则包括成本较高、需要专业的安装和维护等。

四、计算题(每题15分,共30分)1. 已知激光器的输出功率为100mW,求其对应的光子数流强度。

光电技术复习题

光电技术复习题

光电技术复习题
1. 光电效应的基本原理是什么?请简述其发现过程。

2. 描述光电效应的方程式,并解释其中各参数的物理意义。

3. 什么是光生伏打效应?它与光电效应有何不同?
4. 简述光电倍增管的工作原理及其在实验中的应用。

5. 何为光敏电阻?其工作原理是什么?
6. 列举几种常见的光电传感器,并说明它们的应用领域。

7. 描述光纤通信的基本原理,并解释光纤的传输特性。

8. 光纤通信中,如何实现信号的编码和解码?
9. 简述光通信系统中的光放大器的作用及其工作原理。

10. 何为激光?激光的产生原理是什么?
11. 描述激光器的基本结构,并解释各部分的功能。

12. 激光在医学领域的应用有哪些?请举例说明。

13. 简述激光在工业加工中的应用,如切割、焊接等。

14. 描述光通信系统中的光调制技术及其重要性。

15. 何为光纤布拉格光栅?其工作原理是什么?
16. 简述光纤传感器的工作原理及其在环境监测中的应用。

17. 描述光电子器件在信息存储技术中的应用。

18. 何为光子晶体?它在光电子学中有何应用?
19. 简述光电子学在能源转换和传输中的应用。

20. 论述光电技术在现代通信技术中的重要性及其发展趋势。

光电技术习题.doc

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第一章习题1、解释概念:辐射出射度,辐射强度,辐射亮度乙 e ,照度,稳定腔和非稳定腔,,光激励,放电激励,朗伯辐射体(或余弦辐射体)// 2、如图所示,设点源的辐射强度为/,它与被照面上x点处面积/—tv/-)元办的距离为/,泌的法线与/的夹角为。

求点源在被照面办!,, 上产生的辐射照度。

L―.一/3、如下图所示,面积为的小面元为朗伯辐射体,辐射亮度为 5的“" 心,面源法线与/()的夹角为4;被照小面元的面积为AA”到面源勺距离为 Zoo若/o与面元A4c的法线夹角为计算小面源Ms在上产生的辐射照度。

4第3题图4、已知波长/l=400nm光的光视效率*= 0.0004 ,该波长上1W的光功率可以产生的光通量为多少?5、假设人体辐射符合黑体辐射规律,人体的温度为310K,求其峰值辐射波长和辐射出射度。

6^简述题:维恩位移定律;普朗克定律(公式);斯忒藩•玻尔兹曼定律;7、什么是光视效能?什么是光视效率?在哪个波长光视效能最大?该波长的光视效能和光视效率各是多少?8、简述激光产生的条件、激光器各部分的作用是什么?9、何谓激光的纵模和横模?基模激光束有什么特点?10、固体激光器主要采用哪种泵浦方式?举几个固体激光器例子。

气体激光器主要采用哪种泵浦方式?举几个气体激光器例子。

11、何谓激光器的Q值?调Q实质上是调节什么?调Q的目的是什么?12、半导体激光器主要有哪些特性?第二章习题1、解释概念:大气窗口、电光效应、半波电压、声光效应、法拉第效应、弱导光纤;2、简述大气对光辐射的衰减因素和主要吸收气体。

在红外波段有哪几个窗口?位于哪些波段?3、何为大气湍流效应,大气湍流对光电探测系统有什么影响?4、请设计一个电光光开关(详细组成),并说明其工作原理。

5、简述拉曼-纳斯衍射和布喇格衍射产生的条件及其特点。

6、简述引起光纤衰减的原因。

光纤的衰减特性用什么指标来衡量?它是如何定义的?石英光纤衰减最小的波长是多少?7、光纤的折射率分布主要有那两种?平方律折射率分布光纤有什么特点?阶跃光纤单模传输的条件是什么?KDP P2 4H电光调Q1S 件 连埃电微电光调Q 激光器8、 什么是光纤色散?色散对光纤通信系统有什么影响?简述产生光纤色散的原 因有哪些。

光电技术B答案

光电技术B答案

2007《光电技术》期末B卷参考答案一、选择题(21分,每题3分)(选错一个扣2分,扣完为止)1、C2、A3、CD4、ABC5、B6、ABC.7、D二、填空题(22分)1、(2分)0.1 2002、(2分)17.1 lm/w3、(3分)0.001μW,1000μW-14、(2分)电荷产生、电荷存储、电荷转移、电荷检测5、(3分)1.2206、(3分)直接调制、模拟调制、数字调制7、(2分)正、负8、(3分)声波频率较高,声光作用长度L较大,光束与声波波面间以一定的角度斜入射9、(2分)光电流正比于光电场振幅的平方;电输出功率正比于入射光功率的平方三、名词解释(6分)1、(3分)电光效应:某些晶体在外加电场的作用下,其折射率将发生变化,当光波通过此介质时,其传播特性就受到影响而改变,这种现象称为电光效应。

2、(3分)热释电效应:热电晶体的自发极化矢量随温度的变化,从而使入射光可引起电容器电容的改变的现象称为热释电效应。

四、简答题1、(5分)光电三极管的工作原理分为两个过程:一是光电转换;二是光电流放大。

就是将两个pn 结组合起来使用。

基极和集电极之间处于反偏状态,内建电场由集电极指向基极。

光照射p 区,产生光生载流子对,电子漂移到集电极,空穴留在基极,使基极与发射极之间电位升高,发射极便有大量电子经基极流向集电极,最后形成光电流。

光照越强,由此形成的光电流越大。

2、(6分)(1)高的转换增益。

(2)良好的滤波性能。

(3)良好的空间和偏振鉴别能力。

(4)小的信噪比损失;有利于微弱光信号的探测。

(5)探测灵敏度高(或具有极限灵敏度)。

3、(7分)答:光子探测器和光热探测器分别应用了光子效应和光热效应。

光子效应是指单个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。

探测器吸收光子后,直接引起原子或分子的内部电子状态的改变。

光子能量的大小,直接影响内部电子状态改变的大小。

光子效应就对光波频率表现出选择性,在光子直接与电子相互作用的情况下,其响应速度一般比较快。

光电技术考试试题

光电技术考试试题

光电技术考试试题一、选择题(每题 3 分,共 30 分)1、以下哪种材料不是常见的光电发射材料?()A 金属B 半导体C 绝缘体D 碱金属化合物2、光电二极管在反向偏置时,其电流主要是()A 扩散电流B 漂移电流C 复合电流D 热电流3、下列哪个不是影响光电倍增管增益的因素?()A 倍增极材料B 倍增极级数C 入射光波长D 工作电压4、对于 PIN 光电二极管,其结电容与()有关。

A 反向偏压B 光照强度C 温度D 材料电阻率5、在 CCD 器件中,电荷的转移是依靠()实现的。

A 电场B 磁场C 扩散D 漂移6、能将光信号直接转换为电信号的器件是()A 发光二极管B 光电二极管C 激光二极管D 液晶显示器7、以下哪种光源的相干性最好?()A 白炽灯B 日光灯C 激光D 发光二极管8、光电耦合器的作用是()A 实现光电转换B 隔离输入输出信号C 放大电信号D 滤波9、下列哪种探测器的响应速度最快?()A 热电偶B 热敏电阻C 光电导探测器D 热释电探测器10、在光纤通信中,常用的光源是()A 半导体激光器B 发光二极管C 白炽灯D 氦氖激光器二、填空题(每题 3 分,共 30 分)1、光电效应分为外光电效应、内光电效应和()效应。

2、常见的光电探测器有()、()、()等。

3、光的波长与频率的关系为()。

4、太阳能电池的工作原理是基于()效应。

5、发光二极管的发光颜色取决于()。

6、光电倍增管由()、()和()组成。

7、电荷耦合器件的基本单元是()。

8、光纤的主要参数有()、()和()。

9、激光的特点有()、()、()和()。

10、图像传感器分为()和()两类。

三、简答题(每题 10 分,共 20 分)1、简述光电导效应的工作原理。

答:光电导效应是指在光照下,半导体材料的电导率发生变化的现象。

当半导体材料受到光照时,光子能量大于材料的禁带宽度,价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带,形成自由电子和空穴,从而使材料的电导率增加。

《光电检测技术》大学题集

《光电检测技术》大学题集

《光电检测技术》题集一、选择题(每题2分,共20分)1.光电检测技术是基于哪种物理效应来实现非电量到电量的转换?()A. 压电效应B. 光电效应C. 磁电效应D. 热电效应2.在光电检测系统中,光电传感器的主要作用是什么?()A. 将光信号转换为电信号B. 将电信号转换为光信号C. 放大电信号D. 储存光信号3.下列哪种光电元件是利用外光电效应工作的?()A. 光电二极管B. 光电三极管C. 光电池D. 光敏电阻4.光电检测系统中,为了提高信噪比,常采用哪种技术?()A. 滤波B. 放大C. 调制与解调D. 编码与解码5.在光电耦合器中,光信号是如何传递的?()A. 直接通过导线传递B. 通过空气传递C. 通过光导纤维传递D. 通过发光元件和受光元件之间的空间传递6.下列哪项不是光电检测技术的优点?()A. 非接触式测量B. 高精度C. 易受环境干扰D. 响应速度快7.光电倍增管的主要特点是什么?()A. 高灵敏度B. 低噪声C. 无需外部电源D. 体积小,重量轻8.在光电检测系统中,为了消除背景光的影响,可以采取哪种措施?()A. 增加光源亮度B. 使用滤光片C. 提高检测器灵敏度D. 增大检测距离9.光电二极管在反向偏置时,其主要工作特性是什么?()A. 电阻增大B. 电容减小C. 光电流与入射光强成正比D. 输出电压稳定10.下列哪种光电传感器适用于测量快速变化的光信号?()A. 热释电传感器B. 光敏电阻C. 光电二极管D. 光电池二、填空题(每题2分,共20分)1.光电检测技术是______与______技术相结合的一种检测技术。

2.光电效应分为______、______和______三种类型。

3.在光电检测系统中,______是将光信号转换为电信号的关键元件。

4.光电倍增管的工作原理是基于______效应,具有极高的______。

5.为了提高光电检测系统的抗干扰能力,常采用______和______技术。

光电技术习题及总复习

光电技术习题及总复习

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(
9. 常用的光电阴极有( )和( 光电阴极有哪些?
)和(
)。
),正电子亲和势材料
10.根据衬底材料的不同,硅光电二极管可分为( ( )型两种。
本题的关键是:要搞清楚光通量和光照度之间的关系. 解: 光通量:
Φ E S
E 30l4r 2 4 3.14 2 2 50.24 m 2
所以:
Φ 30lm / m 2 50.24 m 2 1507 .2lm
第3章
习题
3-5. 一理想的运算放大器组成的放大电路,RF=1.5MΩ 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。 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Sg为0.8µA/lx,光 照是多少?
CdS 12V
j
解 1.
Rd=10MΩ
gd=0.1×10-6S
R=5kΩ
g=0.2×10-3S=200×10-6S sg=gp/E≈2×10-6s/lx
gp=g-gd≈200×10-6S
当继电器的吸合电流为2mA时: g=I/V=2×10-3/4=0.5×10-3S
g=Sg· d=500×10-6S E+g
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( ( 和 )。 )效应的器件,它包括 )效应制成的,最

光电技术复习题

光电技术复习题

光电技术复习题1. 定义与原理- 什么是光电效应?请简述其基本原理。

- 光电二极管和光电晶体管的主要区别是什么?2. 光电探测器- 列举几种常见的光电探测器,并简要说明它们各自的工作原理。

- 什么是雪崩二极管(APD)?它在哪些应用中具有优势?3. 光纤通信- 描述光纤的基本结构,并解释光是如何在光纤中传播的。

- 解释单模光纤和多模光纤的区别。

4. 光电传感器- 光电传感器有哪些类型?它们各自适用于哪些测量场景?- 什么是光电编码器?它如何工作?5. 光电显示技术- 液晶显示(LCD)和有机发光二极管(OLED)显示技术有何不同? - 简述LED的工作原理及其在显示技术中的应用。

6. 光电信号处理- 什么是锁相环(PLL)?它在光电信号处理中起什么作用?- 解释光电混频器的工作原理及其在信号处理中的应用。

7. 光电技术的应用- 光电技术在医疗领域有哪些应用?请举例说明。

- 描述光电技术在工业自动化中的应用场景。

8. 问题解决- 如果一个光电探测器的响应速度不够快,可能是什么原因?如何解决?- 在光纤通信中,信号衰减的原因有哪些?如何减少信号衰减?9. 实验与实践- 描述一个简单的光电效应实验,并解释如何通过实验结果来验证光电效应。

- 设计一个实验来测量光纤的衰减系数。

10. 前沿技术与发展趋势- 目前光电技术领域的一些前沿技术有哪些?- 预测光电技术在未来可能的发展趋势。

结束语:光电技术是一个不断发展的领域,它在多个学科和技术中扮演着重要角色。

通过复习这些题目,希望能够加深对光电技术原理和应用的理解,为进一步的学习和研究打下坚实的基础。

光电技术复习题

光电技术复习题

光电技术复习题光电技术复习题光电技术是一门涉及光与电的相互转化的学科,广泛应用于光电子器件、光通信、光储存等领域。

它是现代科技的重要组成部分,对于推动科学技术的发展起到了关键作用。

下面是一些光电技术的复习题,希望能够帮助大家温故知新。

1. 什么是光电效应?它的基本原理是什么?光电效应是指当光照射到某些物质表面时,会引起电子的发射现象。

其基本原理是光子能量与物质中的电子相互作用,光子的能量被电子吸收后,使电子获得足够的能量从而跃迁到导带中,形成电流。

2. 光电效应的应用有哪些?光电效应广泛应用于光电子器件中,如光电二极管、光电倍增管等。

此外,光电效应还被用于光通信、光储存等领域。

在光通信中,光电效应被用于接收光信号,将光信号转化为电信号;而在光储存中,光电效应被用于读取和写入信息。

3. 光电二极管是什么?它的工作原理是什么?光电二极管是一种能够将光信号转化为电信号的器件。

它的工作原理是基于光电效应,当光照射到光电二极管的P-N结上时,光子的能量被电子吸收,使电子从价带跃迁到导带中,形成电流。

通过测量这个电流的大小,可以得到光信号的强度。

4. 光电倍增管是什么?它的工作原理是什么?光电倍增管是一种能够将光信号放大的器件。

它的工作原理是基于光电效应和电子倍增效应。

当光照射到光电倍增管的光阴极上时,光子的能量被电子吸收,使电子从光阴极发射出来。

这些电子经过电子倍增管的电子倍增过程,最终形成大量的电子,从而放大光信号。

5. 光通信的基本原理是什么?光通信是一种利用光信号传输信息的通信方式。

其基本原理是将信息转化为光信号,通过光纤传输光信号,再将光信号转化为电信号进行接收和处理。

在发送端,使用激光器将电信号转化为光信号;在接收端,使用光电二极管将光信号转化为电信号。

6. 光储存的基本原理是什么?光储存是一种利用光信号存储信息的技术。

其基本原理是利用光电效应,将信息转化为光信号并写入储存介质中。

在读取时,使用激光器将光信号照射到储存介质上,通过光电效应将光信号转化为电信号进行读取。

光电技术简答题复习资料

光电技术简答题复习资料

光电技术简答题复习资料“光电技术简答题”复习资料一、回答问题:7、什么是朗伯辐射体?在任意发射方向上辐射亮度不变的表面,即对任何θ角Le 为恒定值(理想辐射表面)。

朗伯辐射表面在某方向上的辐射强度与该方向和表面法线之间夹角的余弦成正比。

θc o s 0I I =10、写出光源的基本特性参数。

(1)辐射效率和发光效率(2)光谱功率分布(3)空间光强分布(4)光源的色温(5)光源的颜色11、光电探测器常用的光源有哪些?热辐射光源:太阳;白炽灯,卤钨灯;黑体辐射器(模拟黑体,动物活体)。

气体放电光源:汞灯,钠灯,氙灯,荧光灯等。

固体发光光源:场致发光灯,发光二极管等。

激光器:气体激光器,固体激光器,染料激光器,半导体激光器等。

12、画出发光二极管的结构图并说明其工作原理。

发光二极管的基本结构是半导体P-N 结。

工作原理:n 型半导体中多数载流子是电子,p 型半导体中多数载流子是空穴。

P-N 结未加电压时构成一定势垒。

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p-n 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。

以光能形式释放的能量就构成了发光二极管的光辐射。

13、说明发光二极管的基本特性参数有哪些。

(1)量子效率:1)内发光效率:PN 结产生的光子数与通过器件的电子数的比例。

2)外发光效率:发射出来的光子数与通过器件的电子数的比例。

(2)发光强度的空间分布:(3)发光强度与电流关系:电压低于开启电压时,没有电流,也不发光。

电压高于开启电压时显示出欧姆导通性。

在额定电流范围内,发光强度与通过的电流成正比。

(4)光谱特性:发射功率随光波波长(或频率)的变化关系。

(5)响应时间:从注入电流到发光二极管稳定发光或停止电流到发光二极管熄灭所用的时间。

表达了发光二极管的频率特性。

(6)寿命:亮度随时间的增加而减小。

光电技术试题及答案2.doc

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五、计算与论述题(30分)1、 (6分)己知从铝金属逸出一个电子至少需要A = 4.2eV 的能量,若用可见 光投射到铝的表面,能否产生光电效应?为什么?(普朗克常量/z=6.63X10_34J • s,基本电荷 e=1.60X10_19C )2、 (8分)在两个激光放大器之间,通常加入隔离器,使光束只沿一个方向 传播。

现有一 45"法拉第旋转器,偏振片若干,运用所学的知识,在如图1 所示的光路屮设计一个简单的磁光隔离器,画出结构示意图,并说明其工作 原理。

图13、(9分)与象限探测器相比PSD 有什么特点?以一维PSD 为例(如图2所 示)说明其工作原理,求出光点A 偏离屮心的位置。

光电技术试题.doc

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光电技术试题.doc光电技术自动成卷系统单选题(10题,20分);简答题(5题,40分);综合题(1题,15分);计算题(1题,10分);设计题(1题,15分)选择题(共10道,每题2分)1、锁定放大器是基于C A.自相关检测理论° B.互相关检测理论C C.直接探测量子限理论C I).相干探测原理2、下列哪一种应用系统为典型的相干探测应用实例C A.照相机自动曝光C B.飞行目标红外辐射探测C C.激光陀螺测量转动角速度C D.子弹射击钢板闪光测量3、依据光电器件伏安特性,下列哪些器件不能视为恒流源:C A.光电二极管C B.光电三极管C C,光电倍增管C D.光电池4、对于P型半导体来说,以下说法不正确的是C A.空穴为多子,电子为少子B.能带图中费米能级靠近价带顶C.光照时内部不可能产生本征吸收J D.弱光照时载流子寿命与热平衡时空穴浓度成反比5、在飞轮转速和方向的光电测量系统中,若光源采用激光二极管,激光波长632nm,输出光调制频率为lkl【z,探测器为CdSe光敏电阻,后接的检测电路为带通滤波放大器,其中心频率为Ikllz,带宽为lOOIlz。

这样,检测系统可以消除光敏电阻哪些噪声的影响?J A. 1/f噪声,热噪声C B.产生-复合噪声,热噪声° C.产生-复合噪声,热噪声C D. 1/f噪声,产生-复合噪声6、在非相干探测系统中J A.检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C B.检测器只响应入射其上的平均光功率° C.具有空间滤波能力C D.具有光谱滤波能力7、关于半导体对光的吸收,下列说法正确的是A.半导体非本征吸收时,产生电子一空穴对C B.杂质半导体本材料不会发生本征吸收C C.半导体对光的吸收与入射光波长有关C D.非本征吸收时,吸收的能量全部转换为材料的热能8、下列关于热电偶和热电堆的说法不正确的是C A.热电堆的测景误差比热电偶小° B,热电堆的测量分辨率比热电偶高C.热电堆的光电灵敏度比热电偶高D.两者均基于光热效应9、下列哪一种探测器的积分灵敏度定标时,要用到色温2856K 的白炽灯标准光源C A.热电偶C B.硫镉汞红外探测器C C. PMTc【).热样电探测器10、克尔盒工作的基础是某些光学介质的C A.电光效应C B.磁光效应° c,声光效应C D.以上都不是简答题(共5道,每题8分)1、光电探测器的物理效应主要有哪几:类?每类有哪些典型效应?2、试说明热释电摄像管中的斩光器的作用。

光电技术期末复习综合习题与解答

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

光电技术期末复习题目总结-精PPT文档34页

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39、没有不老的誓言,没有不变的承 诺,踏 上旅途 ,义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人, 决不会 坚韧勤 勉。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事,无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实,会谈使人敏捷,写作使人精确。——培根
光电技术期末复习题目总结-精
36、“不可能”这个字(法语是一个字 ),只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气,不要看破要突 破,不 要嫉妒 要欣赏 ,不要 托延要 积极, 不要心 动要行 动。 38、勤奋,机会,乐观是成功的三要 素。(注 意:传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素,但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出

光电技术考试题库及答案

光电技术考试题库及答案

光电技术考试题库及答案一、选择题1. 光电效应是指当光照射到金属表面时,金属会释放出电子的现象。

以下哪项不是光电效应的类型?A. 外光电效应B. 内光电效应C. 光热效应D. 光化学效应答案:C2. 下列哪种材料不适合用作光电探测器?A. 硅B. 锗C. 硫化铅D. 石墨答案:D3. 光电二极管的工作原理是什么?A. 利用PN结的整流作用B. 利用PN结的光电效应C. 利用PN结的隧道效应D. 利用PN结的霍尔效应答案:B二、填空题4. 光电倍增管的工作原理是基于________效应。

答案:二次电子发射5. 光电传感器的灵敏度通常与________成正比。

答案:光强度6. 光纤通信中,信号的传输是通过________实现的。

答案:全内反射三、简答题7. 简述光电二极管与光电池的主要区别。

答案:光电二极管主要用于检测光信号,其输出为电流信号,而光电池则用于将光能转换为电能,输出为电压信号。

8. 描述光纤的组成及其在通信中的应用。

答案:光纤由内芯和包层组成,内芯通常由高折射率材料制成,而包层由低折射率材料制成。

在通信中,光纤用于传输光信号,具有传输距离远、带宽大、抗干扰能力强等优点。

四、计算题9. 假设一个光电探测器的响应度为0.5 A/W,当入射光的功率为2 W 时,求探测器的输出电流。

答案:根据响应度的定义,输出电流 I = 响应度× 入射光功率= 0.5 A/W × 2 W = 1 A。

10. 已知光纤的数值孔径(NA)为0.2,折射率为1.5,求光纤的临界角。

答案:临界角θc 可以通过公式NA = n1 / sin(θc) 计算,其中 n1 为光纤包层的折射率。

解得sin(θc) = n1 / NA = 1.5 / 0.2,因此θc = arcsin(0.75)。

五、论述题11. 论述光电技术在现代工业中的应用及其重要性。

答案:光电技术在现代工业中有广泛的应用,包括但不限于自动化控制、精密测量、医疗设备、通信系统等。

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一、选择
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。

p 型半导体,其受主能带靠近价带,价
带中的电子很易从光子吸收能量而跃人受主能带,使价带产生空穴参与导电,这就是杂质吸收
所产生的杂质光电导效应。

1下列缩写的意义(加试)
(1)、PC 光电导,(2)、PV 光伏,(3)、CCD 电荷耦合器件,(4)、SMOS 。

半导体存储操作系统
四、计算题
1.明视觉环境,V (400)=0.0004,V (555)=1,V (460)=0.060。

已知400nm 的光的光通量
V Φ(400)与555nm 的光的光通量V ΦΦe (555)相等,求400nm 的光的辐射通量e Φ(400)与555nm 的光的辐射通量e Φ(555)之比e Φ(400)/e Φ(555)=?
2一个100W 的光源,发出的光由860nm 、555nm 和460nm 三种光组成,辐射通量分别为Φe (860)=5W 、Φe (555)=55W 和Φe (460)=25W ,求(1)发出的光通量Φv ;(2)光源的辐射效率;(3)光源的发光效率。

(1) Φ=683*(5*0+55*0.995+25*0.06)=38401.675
(2) η=(5+55+25)\100=0.85
(3) η1=38401.675\100=384.01675
3一个光电倍增管,共有8个倍增极。

倍增极的倍增系数为5,第—倍增极对阴极发射电子的收集率为0.9,倍增极间的传递效率为1。

求这个光电倍增管的放大倍数[电流增益]G 。

G=f (g δ)n G=0.9(1*5)8
4.估算人体辐射的峰值波长范围。

t=35~40℃
根据维恩位移定律λT=2897.8(µm.K ) T=35+273=308K T=40+273=313K
五、叙述题
1.光谱光视函数的物理意义。

4.结合人眼感光的的生理特征,说明光谱光视函数的物理意义,介绍光谱光视函数的特点。

(1)在相同视觉条件(即亮度相同)下,眼睛的视觉感应灵敏度与波长有关。

在相同视觉条件下人的视神经对各种不同波长光的感光灵敏度是不一样的,人眼对光的视觉感应的相对灵敏度与波长的关系叫光谱光视函数,光谱光视函数是波长的函数。

(2)眼睛的视觉感应灵敏度还与视觉条件有关,即与亮度有关。

同样波长的光在不同视觉条件的视觉感应灵敏度是
η不一样的。

所以光谱光视函数还与视觉条件有关。

(3)各种视觉条件下都有各自最敏感的波长λ
m 。

在同一视觉条件下,如果波长为λ
m
、辐射通量为Φ
eλm
与波长为λ、
辐射通量为Φ

的两束辐射引起的视觉感觉强度相等,将它们的辐射通量之比定义为波长为λ的光在此视觉条件
下的光谱光视效率V。

即有:V
λ= Φeλm / Φeλ,Vλ与与波长的关系叫该视觉条件下的光谱光视函数。

统计结果表明,在暗视觉条件下,眼睛对507 nm光的感光灵敏度最高,记为λmˊ;在明视觉条件下,眼睛对555nm光的感光灵敏度最高,记为λm〞。

2 叙述相干探测器的基本原理。

相干探测将信号光和参考光同时入射到光电探测器的光敏面上,形成光的干涉图样,光电探测器响应两光束的干涉光场,其输出信号不仅与入射光波的强度(或振幅)有关,还与频率和相位等其他波动参数有关。

这种探测方式与无线电外差接收极为相似,故又称为外差探测
2相干探测与直接保测相比,有何持点。

相干探测与直接保测相比
(1)转换增益高。

可达107。

(2)可获得全部信息。

在直接探测中,只探测信号光的振幅或强度变化。

在相干探测
中,可探测信号光的振幅、频率和相依的变化。

(3)好的滤波性能。

相干探测系统对背景光的滤波性能比直接探测系统要高。

(4)有利于微弱光信号的探测。

可测单个光子。

3光伏探测器与光电导探测器相比较有何不同?光伏探测器多用于哪些方面?
(1)产生光电变换的部位不同,光电导探测器是均值型,光无论照在它的哪一部分,受光部分的电导率都要增大,而光伏探测器是结型,只有到达结区附近的光才产生光伏效应。

(2)光电导探测器没有极性,工作时必须外加偏压,而光伏探测器有确定的正负极,不需外加偏压也可以把光信号变为电信号。

(3)光电导探测器的光电效应主要依赖于非平衡载流子中的多子产生与复合运动,弛豫时间较大,同此,响应速度慢,频率响应性能较差。

而光伏探测器的光伏效应主要依赖于结区非平衡载流子中的少子漂移运动,弛豫时间较小,因此,响应速度快,频响响应特性好。

光伏应用:光度测量、光开关、报警系统、图像识别、自动控制
六、叙述题
1.以pn结为例说明势垒效应产生光生伏特效应的原理
2.叙述光子探测器的分类方法,并指出各种光子探测器的探测机理中所依据的物理效应。

(1)电子发射探测器,探测机理为光电于发射效应即外光电效应。

(2)光电导探测器,探测机理为光电导光效应。

(3) 光伏探测器,探测机理为光伏效应。

(4)光电磁探测器,探测机理为光电磁效应。

3.叙述光电探测器的分类方法,并指出各种光电探测器的探测机理中所依据的物理效应。

按探测机理的物理效应分为两大类,一类是利用各种光子效应的光子探测器,另一类是利用温度变化
效应的热探测器。

[1].光子探测器,探测机理为各种光子效应。

(1)电子发射探测器,探测机理为光电于发射效应即外光电效应。

(2)光电导探测器,探测机理为光电导光效应。

(3) 光伏探测器探测机理为光伏效应。

(4)光电磁探测器,探测机理为光电磁效应。

[2].热探测器,探测机理为温度变化效应。

(5)测辐射温差热电偶和热电堆,探测机理为温差电效应。

(6)电阻测辐射热器,探测机理为热敏电阻。

(7)热释电探测器,探测机理为热释电效应。

4光电探测系统的分类方法。

光电探测系统的分类方法类型是很多的,我们可以从不同角度出发把系统进行分类。

(1).按携带信息的光源分,可分为主动系统和被动系统。

被动探测系统所接收到的光信号来自目标的自发辐射。

主动探测系统是发射和接收系统共向配合进行工作的。

(2).按光谱范围分,常分为可见光探测系统和红外探测系统。

可见光探测系统量子效率高,系统设计调试较方便,多用于民用方面。

红外探测系统隐蔽性好,能量的衰减较小,作用距离远,多用于军事目标的探测。

(3).从接收系统分,可分为点探测系统和面探测系统。

(4).从调制方式和信号处理电路的类型分,也可分为模拟系统和数字系统。

(5).从光波对信息信号〔或被测未知量〕的携带方式分,可分为直接探测系统和相干探测系统。

直接探测方式都是利用光源出射光束的强度去携带信息。

而相干探测方式则是利用光波的振幅、频本、相位来携带信息。

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