光电技术和光纤基础

基本定律
一、黑体辐射定律（概念）
1、基尔霍夫定律 2、普朗克辐射公式 3、斯忒藩－玻耳兹曼定律 4、维恩位移定律
基本定律
二、光电效应
1、内光电效应
光电导效应、光伏效应
2、外光电效应
阈值波长
光电探测器的噪声和特性参数
一、噪声（了解）
1、热噪声（无规热运动）
2、散粒噪声（电荷的量子性）
3、产生－复合噪声
• 热平衡状态下的PN结
– 外加偏压、反向饱和电流
• 光照下的PN结
– 光伏效应 – 电流方程分析负载电路（如图3-2）
IL Ip ID
qU
Ip I（0 e kT 1）
SEE
硅光电池
• 不加外电压！
Rs
E=0
ID
I Cj Rsh U
RL IL
E1 E2
P
IL
光伏工作区
U
RL2
RL1
qU
IL IpI0(ek T1)
硅光电池
• 特性参数
– 光照特性——开路时、短路时、有限负载时
线性区
IL
Uoc1 Uoc2 Uoc3 Uoc4
Isc1 Isc2
Isc3
E1
U
E2
E3 E4
RL2
Isc4
RL1
硅光电二极管和三极管
• 一般在反向偏压下工作
I
E=0
U
E1
E2 光导工作区
qU
ILIpI0(ekT1) IPI0IPSEE
与光电池的比较
IL
Ub Ub=0
E=0
E1
RL
E2
光电二极管工作区
U RL
光电池工作区
Ub
IP
RL
RL
特殊结型光电二极管
• PIN型光电二极管
– 结构、原理
• 光电位置传感器
– 原理 – 位置表Biblioteka Baidu式
I1 IL x A 2 L I2 IL x A 2 L
• 雪崩光电二极管
x L I 2 I 1 I 1 I 2
光电技术与光纤基础 总复习（一）
内容
• 第一章：光电检测应用中的基础知识 • 第二章：光电检测中的常用光源 • 第三章：结型光电器件 • 第四章：光电导器件 • 第五章：真空光电器件 • 第六章：真空成像器件 • 第七章：固体成像器件 • 第八章：红外辐射与红外探测器 • 第九章：光导纤维与光纤传感器 • 第十章：太赫兹的产生与检测
–求
e ,v
• 光谱功率分布 • 光源的颜色 • 光源的温度
概念！
热辐射源（能举例）
• 太阳 • 黑体模拟器 • 白炽灯
了解！
气体放电光源（能举例）
• 脉冲灯 • 原子光谱灯 • 汞灯
了解！
固体发光光源
• 结型发光光源
– 发光二极管工作原理及量子效率
激光器
• 激光原理
– 三种跃迁过程、必要条件
5、辐照度 E e 单位：W/m2
辐射度学和光度学的基本概念
二、光度学基本物理量
1、视见函数
555nm时最大！
2、基本物理量
表1－2，注意单位、相互之间关系
辐射度学和光度学的基本概念
三、其他基本概念
1、点源
平方反比律
半导体基础知识
一、基本概念
1、能带结构 2、杂质半导体 3、非平衡载流子 4、扩散和漂移
第一章 基础知识
一．辐射度学和光度学的基本概念 二．半导体基础知识 三．基本定律 四．光电探测器的噪声和特性参数
辐射度学和光度学的基本概念
一、辐射度学基本物理量
1、辐射功率（辐射通量） e 单位：W（瓦特）
2、辐射强度 I e 单位 W / sr
3、辐射亮度 L e 单位：W/srm2
4、辐射出射度 M e 单位：W/m2
• 激光器的结构及其作用 • 激光器的类型 • 激光的特性
– 单色、方向、亮度、相干性
第三章 结型光电器件
一．结型光电器件的工作原理 二．硅光电池 三．硅光电二极管和硅光电三极管 四．结型光电器件的放大电路 五．特殊结型的光电二极管 六．结型光电器件的应用实例——光电耦合
器件
结型光电器件的工作原理
4、1/f噪声
5、温度噪声（温度变化）
整体情况：
i
2 n
1/f噪声
产生－复合噪声 散粒、温度和热噪声 f/Hz
光电探测器的噪声和特性参数
一、特性
1、响应率 2、光谱响应率
第二章 常用光源
一．光源的特性参数 二．热辐射源 三．气体放电光源 四．固体发光光源 五．激光器
光源的特性参数
• 辐射效率和发光效率