光电技术习题及总复习分解
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。
光电技术复习资料
1.半导体对光的吸收可分为本征吸收，杂质吸收，激子吸收，自由载流子吸收和晶格吸收。
2.光与物质作用产生的光电效应分为内光电效应与外光电效应两类。
3. 发光二极管(LED)是一种注入电致发光器件，他由P型和N型半导体组合而成。
其发光机理可以分为PN结注入发光与异质结注入发光两种类型。
4. 光电信息变换的基本形式信息载荷于光源的方式，信息载荷于透明体的方式，信息载荷于反射光的方式，信息载荷于遮挡光的方式，信息载荷于光学量化器的方式，光通信方式的信息变换。
D电极的基本结构应包括转移电极结构，转移沟道结构，信号输入单元结构和信号检测单元结构。
1. 对于P型半导体来说，以下说法正确的是 （D）A 电子为多子B 空穴为少子C 能带图中施主能级靠近于导带底D 能带图中受主能级靠近于价带顶2. 下列光电器件, 哪种器件正常工作时需加100-200V的高反压 （C）A Si光电二极管B PIN光电二极管C 雪崩光电二极管D 光电三极管3. 对于光敏电阻，下列说法不正确的是： （D）A 弱光照下，光电流与照度之间具有良好的线性关系B 光敏面作成蛇形，有利于提高灵敏度C 光敏电阻具有前历效应D 光敏电阻光谱特性的峰值波长，低温时向短波方向移动4. 在直接探测系统中, (B)A 探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B 探测器只响应入射其上的平均光功率C 具有空间滤波能力D 具有光谱滤波能力5. 对于激光二极管（LD）和发光二极管（LED）来说，下列说法正确的是（D）A LD只能连续发光B LED的单色性比LD要好C LD内部可没有谐振腔D LED辐射光的波长决定于材料的禁带宽6. 对于N型半导体来说，以下说法正确的是 （A）A 费米能级靠近导带底B 空穴为多子C 电子为少子D 费米能级靠近靠近于价带顶7. 依据光电器件伏安特性, 下列哪些器件不能视为恒流源: （D）A 光电二极管B 光电三极管C 光电倍增管D 光电池8. 硅光二极管在适当偏置时，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。
光电技术课后习题和答案
光出射度 M v,
=
v,
d 2
2
= 0.4815/（π×（0.001/2）2）=6.13×105lx
（ 2 ） 激 光 投 射 到 10m 远 处 屏 幕 上 ， 可 得 接 受 面 半 径
r
10
tan
2
1
10 2
3
10
2
1
10 2
3
0.003366m
面积 A=r 2 =3.56105
屏幕的光照度为 Ev
6 ϔৄ⇺⇪▔఼ܝথߎ⊶䭓Ў 0.6328Pm ⱘ▔ܝᴳˈ݊ࡳ⥛Ў3mWˈܝᴳᑇ䴶থᬷ
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由维恩位移定律， m
2898 T
=9.36um
当发烧到
38.5
时，T=38.5+273=311.5K，此时 m
2898 T
=9.303um
峰值光谱辐射出射度 M e,s,m 1.309T 5 1015 =3.84 mW .cm2 .um1 11.解：依题意，由杂质吸收条件，则杂质吸收的长波限 L 1.24 Ei 所以杂质电离能 i 1.24 L =1.24/13=0.095ev 12.解：光照灵敏度 SV I V ，而辐射灵敏度 Se I e ，
发光强度 I v, = v, ，由空间立体角的定义， 将光束平面发散角转换 α= 0.02×10-3
由于这个角度很小，可以把其所对应的球面度近似的看作锥面圆的面积，且半径
光电技术复习资料_22页(新) 2
▲13、说明发光二极管的基本特性参数有哪些。 （1）量子效率：
题 12 图发光二极管的结
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
1）直流补偿 2）选频和锁相放大 3）制冷 4）电磁屏蔽法 5）磁场散焦法 ▲30、实践中，我们采取什么措施以保证光电倍增管的线性与增益稳定性？ ▲31、光电倍增管中的倍增极有哪几种结构？主要特点各是什么？ ▲32、端窗式光电倍增管的光电阴极做成球面有何优点？ 第五章 ▲33、解释光电导增益。 光电导增益是表征光敏电阻特性的一个重要参数，它表示⻓度为 L 的光电导体两端加上电压后，由光照产生 的光生载流子在电场作用下所形成的外部光电流与光电子形成的内部电流之间的比值。 ▲34、什么是前历效应？它对我们的测量工作有何影响？ ▲35、说明光敏电阻的几种基本偏置电路。 第六章 ▲36、为什么结型光电器件在正向偏置时没有明显的光电效应？他们应工作在哪种偏置状态？ 1）当其工作于零偏置的开路状态时，将产生光生伏特效应。这种工作原理称为光伏工作模式。 2）若其工作在反偏置状态，无光照时，电阻很大，电流很小；有光照时电阻变小，电流变大。且流过的电流 随照度变化而变化。这就是光电导工作模式。 3）工作在正偏置状态时，正向导通电流很大，远远大于由于光照而产生的光电流，我们感受不到光电流。 所以，结型光电器件应工作在零偏置或反偏置偏置状态。
▲21、写出电阻热噪声的电压、电流、功率表达式。[P55]
[均方电流：
均方电压：
均方功率：
]
▲22、何谓等效噪声带宽？ 若光电系统中的放大器或网络的功率增益为 A(f),功率增益的最大值为 Am，则噪声带宽为
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。
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
=
光电技术复习资料
1.半导体对光的吸收可分为本征吸收，杂质吸收，激子吸收，自由载流子吸收和晶格吸收。
2.光与物质作用产生的光电效应分为内光电效应与外光电效应两类。
3. 发光二极管(LED)是一种注入电致发光器件，他由P型和N型半导体组合而成。
其发光机理可以分为PN结注入发光与异质结注入发光两种类型。
4. 光电信息变换的基本形式信息载荷于光源的方式，信息载荷于透明体的方式，信息载荷于反射光的方式，信息载荷于遮挡光的方式，信息载荷于光学量化器的方式，光通信方式的信息变换。
D电极的基本结构应包括转移电极结构，转移沟道结构，信号输入单元结构和信号检测单元结构。
1. 对于P型半导体来说，以下说法正确的是（D）A 电子为多子B 空穴为少子C 能带图中施主能级靠近于导带底D 能带图中受主能级靠近于价带顶2. 下列光电器件, 哪种器件正常工作时需加100-200V的高反压（C）A Si光电二极管B PIN光电二极管C 雪崩光电二极管D 光电三极管3. 对于光敏电阻，下列说法不正确的是：（D）A 弱光照下，光电流与照度之间具有良好的线性关系B 光敏面作成蛇形，有利于提高灵敏度C 光敏电阻具有前历效应D 光敏电阻光谱特性的峰值波长，低温时向短波方向移动4. 在直接探测系统中, (B)A 探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B 探测器只响应入射其上的平均光功率C 具有空间滤波能力D 具有光谱滤波能力5. 对于激光二极管（LD）和发光二极管（LED）来说，下列说法正确的是（D）A LD只能连续发光B LED的单色性比LD要好C LD内部可没有谐振腔D LED辐射光的波长决定于材料的禁带宽6. 对于N型半导体来说，以下说法正确的是（A）A 费米能级靠近导带底B 空穴为多子C 电子为少子D 费米能级靠近靠近于价带顶7. 依据光电器件伏安特性, 下列哪些器件不能视为恒流源: （D）A 光电二极管B 光电三极管C 光电倍增管D 光电池8. 硅光二极管在适当偏置时，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。
光电技术复习资料汇总
1、设受光表面的光照度为100lx ，能量反射系数0.6，求该表面的光出射度和光亮度（假定该表面为朗伯辐射体）。
（θcos dS dI L vv =）解：设受光表面光谱反射率相同，则每单位表面反射的光通量为601006.0=⨯==入反ρφφLm/m 2这也就是该表面的光出射度M v。
对朗伯辐射体，其光亮度v L 与方向无关，沿任意方向（与法线方向成θ角）的发光强度θI 与法线方向发光强度0I 之间的关系为θθcos 0I I = 每单位面积辐射出的光通量除以π即为其光亮度：1.1914.360cos 1======πφθv S v v v dSdI dS dI L C d /m 2sr 附：朗伯体法向发光强度I 0与光通量v Φ的关系 由定义，发光强度ΩΦ=d d I v，所以在立体角Ωd 内的光通量：ϕθθθd d I Id d v sin cos 0=Ω=Φ在半球面内的光通量 ⎰⎰==Φπππϕθθθ2002/0sin cos I d d Iv2、计算电子占据比F E 高2KT 、10KT 的能级的几率和空穴占据比F E 低2KT 、10KT 能级的几率。
解：能量为E 的能级被电子占据的概率为)exp(11)(kTE E E f Fn -+=E 比E f 高2kT 时，电子占据比：1192.011)2exp(112=+=+=ekTkT f e E 比E f 高10kT 时，电子占据比：5101054.411-⨯=+=e f eE 比E f 低2kT 时，空穴占据比：1192.011)exp(112=+=-+=e kTE E f f pE 比E f 低10kT 时，空穴占据比：5101054.411-⨯=+=e f p3、设N －Si 中310105.1-⨯=cm n i ，掺杂浓度31610-=cm N D ，少子寿命s μτ10=。
如果由于外界作用，少子浓度P ＝0（加大反向偏压时的PN 结附近就是这种情况），问这时电子一空穴的产生率是多少？（复合率τPR ∆=，当复合率为负值时即为产生率）解：在本征硅中，2021025.2⨯==ii in p n ，在N 型硅中，少子浓度：产生率为： R `=9641025.210101025.2⨯=⨯⨯=∆-=--τP R每秒钟每立方厘米体积内可产生2.25×109个。
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。
光电技术习题讲解分解共31页
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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CdS
12V
解:
1）暗电流
U负载 20103 V 5 ID 10 A 3 R负载 2 10
暗电阻
U b U 负载 U b 12V RD 5 1.2M ID I D 10 A
2
Hale Waihona Puke S 4r 2 4 3.14 2 2 50.24m 2
所以:
Φ 30lm / m2 50.24m2 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0.8µ A/lx，光 照是多少？
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
L 0.85 Φ /SΩ
2 0.85 0.239/ r10
3.12102 cd/m2
L 0.85 Φ /SΩ
Ls
KE
对于透明的漫反射屏,视亮度计算公式为:
KE Ls ' 2
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？
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 30lx 30lm / m
0 P g
所以：I （gp gd）U Sg EU
I 2mA 所以：E 250lx 6 SgU 0.5 10 S/lx 16V
4-4.有一个光敏电阻R和2kΩ的负载电阻，串接在电压为 12V的电源上，无光照时负载上的输出电压为20mV，有光照 时负载上的输出电压为2V。求：
亮电流
U负载 2V 3 I 10 A=1mA 3 R负载 2 10
亮电阻
CdS
12V
U b U 负载 10V R 3 10k I 10 A
2）光敏电阻所受的光照度
I P Sg U E IP 103 A E 16.67lx 6 S g U 6 10 10
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）
一、光电技术习题 第 1章 习题
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).这支气体激光束的光通量,发光强度,光亮度,光出射 度.
IV dV 0.239lm 5 0 . 761 10 cd 6 d 3.14 10 S r
3）光亮度
LV dV 0.239lm 11 2 0 . 97 10 cd / m dS cos d (0.5 10 3 ) 2 m 2 1 3.14 10 6 S r
(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 CV e 683 0.175 2 10 0.239lm
3
2）发光强度
d 2 3.14 (103 ) 2 3.14106 S r
4）光出射度
MV dV 0.239lm 5 2 3 . 04 10 lm / m dS (0.5 103 ) 2 m 2
本题2问的关键: 要搞清楚透明的反射屏和不透明的 反射屏所对应的立体角是不一样的.
(2).该激光束在10m远的屏上形成的光斑面积为
πr102
r10=θR=10-3×10=10-2
4-5.已知CdS光敏电阻的暗电阻Rd=10MΩ,在照度为 100 lx时亮电阻R=5kΩ,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4kΩ，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? 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?
解:
P max 32mW 本题的关键: 要搞清楚亮电导,暗电 3 P 32 10 W max 导和光电导的含义 ? 要搞清楚亮电导 ,暗 I max 2 103 A Ub 16V 电导和光电导之间的关系 ? 要搞清楚光 照和灵敏度的关系 因为： g 0, g ? S E
RF
Ub R1
+
UO
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?
解:该放大器为反相比例放大器（或者利用虚短和虚断的概 念），所以
RF UO U b RF I D RD
（1）无光照时
ID
I
UO 0.4μA RF
UO 1.73μA RF
2 0.85 0.239/ r10 2
如果该屏是 透光的，该 屏上的光亮 度是多少？
1.56102 cd/m 2
第二种解法:
参看书上7页
因为激光束投射在10m远的白色漫反射屏上, 因此我们 看到的是漫反射屏的亮度,它不是光源发出的亮度,因此,确 切的说应当是视亮度.
对于不透明的漫反射屏,视亮度计算公式为:
注意:反相放大器, 因此输入与输出有 个”-”号,但是,由于 Ub<0,所以,负号消失
（2）有光照时
I P I I D 1.33μA
因为: 所以:
IP Sg E
I P 1.33 E 1.7lx Sg 0.8
第 4章
习题
4-3. 已知CdS光敏电阻的最大功耗为32mW，光电导 灵敏度为Sg=0.5×10-6S/lx，暗电导gd=0S，若给CdS光敏 电阻加偏置电压16V，这时入射到CdS光敏电阻上的极限 照度为多少勒克斯？