光电检测技术课后部分答案

第一章

1.举例说明你知道的检测系统的工作原理

激光检测一激光光源的应用用一定波长的红外激光照射第五版人民币上的荧光字，会使荧光字产生一定波长的激光，通过对此

激光的检测可辨别钞票的真假。山于仿制困难，故用于辨伪很准确。

2.简述光电检测系统的组成和特点

组成：（1）光学变换：时域变换-------调制振幅，频率，相位，脉宽

空域变换-------光学扫描

光学参量调制：光强，波长，相位，偏振

形成能被光电探测器接收，便于后续电学处理的光学信息。

（2）光电变换，变换电路，前置放大

将信息变为能够驱动电路处理系统的电信息（电信号的放大和处理）（3）电路处理

放大，滤波，调制，解调，A/D，D/A，微机与接口，控制。

第二章

1.试归纳总结原子自发辐射，受激吸收，受激辐射三个过程的基本特征。

自发辐射：处于激发态的原子在激发态能级只能一段很短的时间，就自发地跃迁到较低能级中去，同时辐射出光子。

受激辐射：在外来光的作用下，原子从激发态能级跃迁到低能级，并发射一个与外来光完全相同的光子。

受激吸收：处于低能级的原子，在外来光的作用下，吸收光子的能量向高能级跃迁。

2.场致发光（电致发光）有哪几种形式，各有什么特点

结型电致发光（注入式发光）：在p-n结结构上面加上正向偏压(即p区接电源正极，n区接电源负极)时，引起电子由n区流入(在物理上称为“注入”)p区，空穴由p区流入n区，发生了电子和空穴复合而产生发光。

粉末电致发光：这是在电场作用下，晶体内部电子与空穴受激复合产生的发光现象。两电极夹有发光材料

薄膜电致发光：薄膜电致发光和粉末电致发光相似，也是在两电极间夹有发光材料，但材料是一层根薄的膜，它和电极直接接触，不混和介质。

3.为什么发光二极管的PN结要加正向电压才能发光

加正向偏压时，外加电压削弱内建电场，使空间电荷区变窄，载流子的扩散运动加强，构成少数载流子的注入，产生电子和空穴的复合，从而释放能量，并产生电致发光现象。

4.发光二极管的外量子效率与射出的光子数，电子空穴对数，半导体材料的折射率有

关。

5.简述半导体激光器的工作原理，它有哪些特点，对工作电源有什么要求

6.半导体激光器和发光二极管在结构，发光机理和工作特性上有什么不同

Led没有谐振腔，ld有。Ld是基于受激辐射，led是自发辐射。Ld发射功率较高，光谱较窄，直接调制带宽较宽，led发射功率较小，光谱较宽直接调制带宽较窄。

第三章：

1.调制检测光信号有何优点，常用的调制途径，方法有哪些

2.试述电光调制的工作原理。在实际使用中如何调整电光晶体和偏振器的几何位置，才能实现最佳的光强调制。

晶体在外加电场作用下，其折射率随外加电场的改变而发生变化的现象。

3.何谓声光效应，声光调制器对入射光能实现什么性质的光调制。

声波是一种纵向机械应力波(弹性波)。若把这种应力波作用到声光介质中时会引起介质

密度呈疏密周期性变化，使介质的折射率也发生相应的周期性变化，这样声光介质在超声场的作用下，就变成了一个等效的相位光栅，如果激光作用在该光栅上，就会产生衍射。衍射光的强度，频率和方向将随超声场而变化。光强，频率

第四章：

1. 在微弱辐射下，光电导材料的光电灵敏度有什么特点，为什么要把光敏电阻制成蛇形？

在微弱辐射下，光电导材料的光电灵敏度是定值，光电流与入射光通量成正比，即保持线性关系。

因为产生高增益系数的光敏电阻电极间距需很小（即tdr小），同时光敏电阻集光面积如果太小而不实用，因此把光敏电阻制造成蛇形，既增大了受光面积，又减小了极间距2.已知某光敏电阻在500lx的光照下阻值为550ῼ，而在700lx的光照下阻值为450ῼ，求该光敏电阻在550lx和600lx光照下的阻值

2. 3.

3.

4.

第五章：

1.为什么结型光电器件在正向偏置时没有明显的光电效应，它必须在

哪种偏置状态

因为p-n结在外加正向偏压时，即使没有光照，电流也随着电压指数级在增加，所以有光照时，光电效应不明显。

p-n结必须在反向偏压的状态下，有明显的光电效应产生，这是因为p-n结在反偏电压下产生的电流要饱和，所以光照增加时，得到的光生电流就会明显增加。

2.

第六章：

1.怎样理解光电倍增管的阴极灵敏度和阳极灵敏度，二者的区别是什

么，二者有何关系。

2.

第七章：

1.比较逐行扫描和隔行扫描的优缺点。说明为什么20世纪的电视制式要

采用隔行扫描的方式，我国的PAL电视制式是怎样规定的

2.

2.试说明帧转移型和线阵ccd的信号电荷是如何从像敏区转移出来成为视

频信号的

3.在COMS图像传感器中的像元信号是通过什么方式传输出去的，CMOS

图像传感器的地址译码器的作用是什么

S图像传感器与CCD图像传感器的主要区别是什么

（1）单元结构放大差异

（2）信号寻址读出与信号顺序读出

第九章：

1.直接检测的基本原理是什么，为什么说直接检测又称为包络检测

2.比较四象限光电池和PSD的优缺点

四象限光电池优点：结构简单，电路不复杂

缺点：需要分割，从而产生死区；测量范围，控制范围不大；分辨率和精度受到限制

第十章：

1.简述实现光外差检测必须满足的条件