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、什么就是朗伯辐射体？

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。

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10、写出光源的基本特性参数。

（1）辐射效率和闪烁效率（2）光谱功率原产（3）空间反射率原产（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（演示黑体，动物活体）。气体振动光源：汞灯，钠灯，氙灯，荧光灯等。液态闪烁光源：场致闪烁灯，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。

铝电极工作原理：n型半导体中多数载流子就是电

sio2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

p＋电场弱化，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，－n从而p-n结附近产生导带电子和价带空穴的背电极复合，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。图发光二极管的结构图

13、表明发光二极管的基本特性参数存有哪些。（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：电压高于打开电压时，没电流，也不闪烁。电压低于打开电压时表明出来欧姆Auron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：亮度随其时间的减少而增大。当亮度增大至初始值的e-1时所沿袭的时间。17、详述pn结光伏效应（分正偏、反偏、零略偏三种情况）。

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、详述光电升空效应（分后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。

（1）第一定律：当入射光电磁辐射的光谱原产维持不变时，饱和状态光电流与入射光的辐射量φ成正比。

（2）第二定律：发射的光子最大动能随入射光子频率的增加而线性的增加，与入射光强度无关。

19、什么就是负电子碱金属势，它的工作原理、主要用途及优缺点。

如果给半导体的表面做特殊处理，使表面区域能带弯曲，真空能级降到导带之下，从而使有效的电子亲和势为负值，经过这种特殊处理的阴极称作负电子亲和势光电阴极。特点：1）量子效率高

2）光谱积极响应延展至红外3）热电子升空大4）光电子的能量分散

20、探测器噪声主要有哪几种？

（1）热噪声：载流子在一定温度下搞无规则热运动，载流子热运动引发的电流曲折或电压曲折。

（2）复合噪声：载流子产生复合瞬间有起伏。（3）散粒噪声：随机起伏所形成的噪声。

（4）1/f噪声：噪声功率五音与频率与静电力。主要由于材料表面态和内部瑕疵引发电子散射而产生。

（5）温度噪声：由于器件本身吸收和传导的热交换，引起的温度起伏。

21、写下电阻热噪声的电压、电流、功率表达式。

22、何谓等效噪声带宽？

23、何谓耦合噪声功率？何谓观测率为？何谓归一化耦合噪声功率？

如果入射到探测器的辐通量按某一频率变化，当探测器输出信号电流is等于噪声均

方根电流时，所对应的入射辐通量φe称为等效噪声功率nep。等效噪声功率nep的倒数

为探测率d。

nep常与探测器面积ad和测量系统频宽?f的乘积的平方根成正比。为比较探测器性能，须要除去ad和?f的影响，用归一化参数则表示。

d??dad?f24、何谓“白噪声”？何谓“

1噪声”？必须减少电阻的热噪声应当实行什么措施？f

25、说明光电导器件、pn结光电器件和光电发射器件的禁带宽度和截止波长之间的关系。

27、详述光电大增管及的工作原理。光电大增管工作原理：

1）光子透过入射窗口入射在光电阴极k上。

2）光电阴极电子受到光子唤起，返回表面升空至真空中。

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）经过大增后的二次电子由阳极p搜集出来，构成阳极光电流，在功率rl上产生信

号电压。

35、说明光敏电阻的几种基本偏置电路。

36、为什么结型光电器件在正向偏置时没显著的光电效应？他们应当工作在哪种偏置

状态？

37、如果硅光电池的负载是rl，画出它的等效电路图，写出流过负载rl的电流方程

及voc、isc的表达式，说明其含义（图中标出电流方向）。

38、硅光电池的开路电压为voc，当照度减小至一定值后，为什么不再随其入射光照

明设备的减少而减小，只是吻合0.6v？在同一照度下，为什么提功率后输入电压总是大于开路电压？

39、硅光电池的开路电压voc为何随温度上升而下降？

40、硅光电池的功率取何值时输出功率最小？如何确认？在什么条件下可以将它看作

恒压源采用？