光电技术复习资料--2.0版(共46页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业1、何谓光源的色温？何谓光源的色温？辐射源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光的颜色相同，则黑体的辐射源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光的颜色相同，则黑体的这一温度称为该辐射源的色温。这一温度称为该辐射源的色温。2、费米能级的物理意义是什么？、费米能级的物理意义是什么？在绝对零度在绝对零度， 电子占据费米能级电子占据费米能级fE以下的能级以下的能级， 而而fE以上的能级是空的以上的能级是空的，不被电子占据。温度高于绝对零度时，费米能级的电子占据率为不被电子占据。温度高于绝对零度时，费米能级的电子占据率为 50% %，比费，比费米能级能量高得愈多的能

2、级，电子的占据概率愈小。米能级能量高得愈多的能级，电子的占据概率愈小。3、写出辐射度量学的基本物理量，并说明它们的定义。、写出辐射度量学的基本物理量，并说明它们的定义。辐射能：以辐射的形式发射、传播或接受的能量。辐射能：以辐射的形式发射、传播或接受的能量。辐射通量：以辐射形式发射、传播或接受的功率。辐射通量：以辐射形式发射、传播或接受的功率。辐射强度：在给定方向上的单位立体角内，离开点辐射源的辐射通量。辐射强度：在给定方向上的单位立体角内，离开点辐射源的辐射通量。辐射出射度：面辐射源表面单位面积上发射的辐射通量。辐射出射度：面辐射源表面单位面积上发射的辐射通量。辐射照度：接受面上单位面积所照射

3、的辐射通量。辐射照度：接受面上单位面积所照射的辐射通量。辐射亮度：辐射源表面一点处的面元在给定方向上的辐射强度除以该面辐射亮度：辐射源表面一点处的面元在给定方向上的辐射强度除以该面元在垂直于该方向的平面上的正投影面积。元在垂直于该方向的平面上的正投影面积。光谱辐射量光谱辐射量： 辐射源发出的光在波长辐射源发出的光在波长处的单位波长间隔内的辐射物理量处的单位波长间隔内的辐射物理量。4、写出光度学系统的基本物理量，并说明它们的定义。、写出光度学系统的基本物理量，并说明它们的定义。光量：以可见光的形式发射、传播或接受的光的多少的量度。光量：以可见光的形式发射、传播或接受的光的多少的量度。光通量：单位

4、时间内，以可见光的形式发射、传播或接受的光量。光通量：单位时间内，以可见光的形式发射、传播或接受的光量。光强度：在给定方向上的单位立体角内，离开点光源的光通量。光强度：在给定方向上的单位立体角内，离开点光源的光通量。光出射度：面光源表面单位面积上发射的光通量。光出射度：面光源表面单位面积上发射的光通量。光照度：接受面上单位面积所照射的光通量。光照度：接受面上单位面积所照射的光通量。光亮度：辐射源表面一点处的面元在给定方向上的光强度除以该面元在光亮度：辐射源表面一点处的面元在给定方向上的光强度除以该面元在精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业垂直于该方向的平面上的正投影面积。垂直于该方向的平

5、面上的正投影面积。5、什么是光谱光视效率（视见函数）？、什么是光谱光视效率（视见函数）？国际照明委员会根据对许多人的大量观察结果，确定了人眼对各种波长国际照明委员会根据对许多人的大量观察结果，确定了人眼对各种波长光的平均相对灵敏度光的平均相对灵敏度，称为称为“标准光度观察者标准光度观察者”光谱光视效率或光视见函数光谱光视效率或光视见函数。光谱光视效率分明视觉光谱光视效率（光强度大于光谱光视效率分明视觉光谱光视效率（光强度大于 3 坎德拉）和暗视觉坎德拉）和暗视觉光谱光视效率（光强度小于光谱光视效率（光强度小于 0.001 坎德拉坎德拉） ，分别用，分别用)(V和和)(V表示。表示。一般来说，光

6、度学量和对应的辐射度量学量之间有如下关系：一般来说，光度学量和对应的辐射度量学量之间有如下关系：dVKemv)()(78. 039. 0式中式中v是光度学量是光度学量，e是对应的辐射度量学量是对应的辐射度量学量。mK等于等于 683 Lm/W，称为明称为明视觉最大光谱光视效能视觉最大光谱光视效能， 它表示人眼对波长为它表示人眼对波长为 555 nm 的光辐射所产生的视觉的光辐射所产生的视觉刺激值。积分上下限表示该积分从刺激值。积分上下限表示该积分从 0.39 nm 到到 0.78 nm 之间进行。之间进行。6、发光强度的单位发光强度的单位坎德拉坎德拉，是国际单位制中七个基本单位之一是国际单位制

7、中七个基本单位之一。给出它给出它的科学含义及操作性定义。的科学含义及操作性定义。它相当于它相当于 1lm 的光通量均匀照射在的光通量均匀照射在 1 面积上所产生的光照度面积上所产生的光照度科学定义：光源发出频率为科学定义：光源发出频率为 5401012Hz 的单色辐射，在给定方向上的的单色辐射，在给定方向上的辐射强度为辐射强度为 1/683W Sr-1时，在该方向上发光强度为时，在该方向上发光强度为 1cd。操作性定义操作性定义： 在牛顿在牛顿/平方米的压力下平方米的压力下，处于铂凝固点温度处于铂凝固点温度（2024K）的的绝对黑体的绝对黑体的 1/平方米表面沿法线方向的发光强度为平方米表面沿

8、法线方向的发光强度为 1 坎德拉坎德拉 （其亮度为其亮度为 60 熙熙提，提，1 熙提熙提=1 烛光烛光/厘米厘米） 。7、什么是朗伯辐射体？、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在任意发射方向上辐射亮度不变的表面，即对任何即对任何角角Le为恒定值为恒定值（理想理想辐射表面辐射表面） 。 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精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业角的余弦成正比。角的余弦成正比。cos0II 8、写出黑体辐射的基尔霍夫定律。、写出黑体辐射的基尔霍夫定律。所有物体的光谱辐射出射度与吸收比

9、的比值是相同的，并等于绝对黑体所有物体的光谱辐射出射度与吸收比的比值是相同的，并等于绝对黑体的光谱辐射出射度的光谱辐射出射度),(TMeb。9、说明维恩位移定律说明维恩位移定律、斯蒂芬斯蒂芬玻尔兹曼定律与普朗克黑体辐射公式之间玻尔兹曼定律与普朗克黑体辐射公式之间的关系。的关系。普朗克黑体辐射公式：普朗克黑体辐射公式：) 1(4),(/53kThcebehcTM) 1(4),(/3kThebehTM（一）维恩位移定律（一）维恩位移定律令：令：0),(dTdMeb，得：，得：2897Tm m K。这就是维恩位移定律。这就是维恩位移定律。（二）（二）斯蒂芬斯蒂芬玻尔兹曼定律玻尔兹曼定律40),(Td

10、TMMebeb式中，式中，21067. 5W cm-2K-41010、写出光源的基本特性参数。、写出光源的基本特性参数。（1）辐射效率和发光效率）辐射效率和发光效率在给定波长范围内在给定波长范围内， 某一光源发出的辐射通量与产生这些辐射通量所需的某一光源发出的辐射通量与产生这些辐射通量所需的电功率之比，称为光源在规定光谱范围内的辐射效率，于是电功率之比，称为光源在规定光谱范围内的辐射效率，于是? 2?2?（?）?如果光电探测量系统的光谱范围为如果光电探测量系统的光谱范围为12，那么应经可能选，那么应经可能选用用? 较高的光源。较高的光源。某一光源所发射的光通量与产生这些光通量所需要的电功率之比

11、某一光源所发射的光通量与产生这些光通量所需要的电功率之比， 就是该就是该光源的光效率，即光源的光效率，即?t 2?t?2?t? ? ?（?）?单位为单位为 lm/W。在照明领域。在照明领域精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业或光度量系统中，一般应选用或光度量系统中，一般应选用?t较高的光源。较高的光源。（2）光谱功率分布）光谱功率分布不同光源在不同光谱上辐射出不同的光谱功率不同光源在不同光谱上辐射出不同的光谱功率， 常用光谱功率分布来描述。常用光谱功率分布来描述。（3）空间光强分布空间光强分布:对于各向异性光源对于各向异性光源，其发光强度在空间各方向上是不其发光强度在空间各方向上是不相同

12、的。若在空间某一截面上，自原点向各径向取矢量，矢量的长度与该方相同的。若在空间某一截面上，自原点向各径向取矢量，矢量的长度与该方向的发光强度成正比。将各矢量的端点连起来，就得到光源在该截面上的发向的发光强度成正比。将各矢量的端点连起来，就得到光源在该截面上的发光强度曲线，即配光曲线。光强度曲线，即配光曲线。（4）光源的色温光源的色温:辐射源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光的颜色辐射源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光的颜色相同，则黑体的这一温度称为该辐射源的色温。相同，则黑体的这一温度称为该辐射源的色温。（5）光源的颜色）光源的颜色光源的颜色包含了俩方面的含义光源的颜色包含了俩方面的含义

13、，即色表和显色性即色表和显色性。用眼睛直接观察光源用眼睛直接观察光源时所看到的颜色称为光源的色表。当用这种光源照射物体时，物体呈现的颜时所看到的颜色称为光源的色表。当用这种光源照射物体时，物体呈现的颜色与物体在完全辐射体照射下所呈现的颜色的一致性色与物体在完全辐射体照射下所呈现的颜色的一致性， 称为该光源的显色性称为该光源的显色性。1111、光电探测器常用的光源有哪些？、光电探测器常用的光源有哪些？热辐射光源热辐射光源： 太阳太阳； 白炽灯白炽灯， 卤钨灯卤钨灯； 黑体辐射器黑体辐射器 （模拟黑体模拟黑体， 动物活体动物活体） 。气体放电光源：汞灯，钠灯，氙灯，荧光灯等。气体放电光源：汞灯，钠

14、灯，氙灯，荧光灯等。固体发光光源：场致发光灯，发光二极管等。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，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。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画出发光二极管的结构图并说明其工作原理。作原理。发光二极管的基本结构是半导体发光二极管的基本结构是半导体SiO2铝电极背电极PN题 12 图发光二极管的结构图精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业P-N 结。结。工作原理：工作原理：n 型半导体中多数载流子是电子，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型半导体中多数载流

15、子是空穴。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，结未加电压时构成一定势垒。加正向偏压时，内电场减弱，p 区区空穴和空穴和 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，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。光二极管的光辐射。13、说明发光二极管的基本特

16、性参数有哪些、说明发光二极管的基本特性参数有哪些。（1）量子效率：）量子效率：1）内发光效率：）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。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。）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：）发光强度的空间分布：（3）发光强度与电流关系发光强度与电流关系：电压低于开启电压时电压低于开启电压时，没有电流没有电流，也不发光也不发光。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

17、度与通过的电流成正比。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。）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）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。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。当亮度减小到初始值的）寿命：亮度随时间的增加而减小。当亮度减小到初始值的 e-1时所时所延续的时间。延续的时间。1414、说明半导体激光器的工作原理及特性参数、说明半导体激光器的工作原理及特性参数半

18、导体半导体 P-N 结是激活介质，两个与结面垂直的晶体边界构成谐振腔，结是激活介质，两个与结面垂直的晶体边界构成谐振腔，当当精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业P-N 结正向导通时结正向导通时，可激发激光可激发激光，阈值电流产生激光输出所需最小注入电流阈值电流产生激光输出所需最小注入电流。工作电压、电流，发光功率，发光功率的空间分布，光谱范围与峰值波工作电压、电流，发光功率，发光功率的空间分布，光谱范围与峰值波长，电流阈值，频率特性，寿命等。长，电流阈值，频率特性，寿命等。1515、场致发光有哪三种形态？各有什么特点？、场致发光有哪三种形态？各有什么特点？场致发光的三种形态，即粉末，薄膜

19、和结型。场致发光的三种形态，即粉末，薄膜和结型。交流粉末场致发光光源：交流粉末场致发光光源：（1 1）固体化，平板化，因而可靠，安全，占地小，易安装；）固体化，平板化，因而可靠，安全，占地小，易安装；（2 2）面积面积，形状几乎不受限制形状几乎不受限制，因此可以通过光刻因此可以通过光刻，透明导电膜和金属透明导电膜和金属电极掩蔽镀膜的方法，制成任意发光图形；电极掩蔽镀膜的方法，制成任意发光图形；（3 3）无红外辐射的冷光源，因而隐蔽性好，对周围环境没有影响；）无红外辐射的冷光源，因而隐蔽性好，对周围环境没有影响；（4 4）视角大光线柔和，易于观察；）视角大光线柔和，易于观察；（5 5）寿命长。可

20、连续使用几千小时，而发光不会突然全部熄灭；）寿命长。可连续使用几千小时，而发光不会突然全部熄灭；（6 6）功耗低，约几毫瓦）功耗低，约几毫瓦/ /厘米厘米?； （7 7）发光易于电控。）发光易于电控。直流粉末场致发光光源：直流粉末场致发光光源：光源亮度高，且亮度随电压上升而迅速上升；制造工艺简单，成本低，光源亮度高，且亮度随电压上升而迅速上升；制造工艺简单，成本低，外部驱动方便。外部驱动方便。薄膜场致发光光源：薄膜场致发光光源：厚度薄厚度薄，没有介质没有介质，均匀细密均匀细密，分辨率高分辨率高，成像质量高成像质量高，对比显示度好对比显示度好，驱动电压低，平板化，可以制成各种形状，视角大。光线柔

21、和，制备工驱动电压低，平板化，可以制成各种形状，视角大。光线柔和，制备工工艺简单，造价便宜。工艺简单，造价便宜。发光二极管发光二极管： （1 1）属于低电压，小电流器件，在室温下即可得到足够的）属于低电压，小电流器件，在室温下即可得到足够的亮度；亮度；精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业（2 2）发光响应速度快（）发光响应速度快（?t?t?） ；（3 3）由于器件在正向偏置下使用，因此性能稳定，寿命长（一般在）由于器件在正向偏置下使用，因此性能稳定，寿命长（一般在?t?小时以上小时以上） ；（4 4）易于和集成电路匹配，且驱动简单；）易于和集成电路匹配，且驱动简单；（5 5）与普通光源相

22、比，单色性好，其发光的半宽度一般为几十纳米；）与普通光源相比，单色性好，其发光的半宽度一般为几十纳米；（6 6）小型，耐冲击。）小型，耐冲击。第三章第三章1616、简述光电导效应。、简述光电导效应。光电导效应是一种内光电效应，是光电导探测器光电转换的基础。当半光电导效应是一种内光电效应，是光电导探测器光电转换的基础。当半导体材料受光照时，对于对光子的吸收引起载流子浓度的增大，因而导致材导体材料受光照时，对于对光子的吸收引起载流子浓度的增大，因而导致材料电导率增大，这种现象称为光电导效应。料电导率增大，这种现象称为光电导效应。1717、简述、简述 PNPN 结光伏效应（分正偏、反偏、零偏三种情况

23、结光伏效应（分正偏、反偏、零偏三种情况） 。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。面三刀边，从而形成光生电动势。1818、简述光电发射效应（分金属与半导体两种情况简述光电发射效应（分金属与半导体两种情况） 。当光照射物质时当光照射物质时，若入射光子能量若入射光子能量 h足够大足够大，它和物质中的电子相互作它和物质中的电子相互作用，使电子吸收光子的能量

24、而逸出物质表面。用，使电子吸收光子的能量而逸出物质表面。（1）第一定律：当入射辐射的光谱分布不变时，饱和光电流与入射的辐）第一定律：当入射辐射的光谱分布不变时，饱和光电流与入射的辐射量射量成正比。成正比。（2）第二定律第二定律：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。加，与入射光强度无关。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业1919、什么是负电子亲合势，它的工作原理、主要用途及优缺点。、什么是负电子亲合势，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，真空能级降到如果给半导体

25、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。负电子亲和势光电阴极。特点：特点：1 1）量子效率高）量子效率高 2 2）光谱响应延伸到红外）光谱响应延伸到红外 3 3）热电子发射小）热电子发射小 4 4）光电）光电子的能量集中子的能量集中2020、探测器噪声主要有哪几种？、探测器噪声主要有哪几种？（1 1）热噪声：载流子在一定温度下做无规则热运动，载流子热运动引起）热噪声：载流子在一定温度下做无规则热运动，载流子热运动引起的电流起伏或电压

26、起伏。的电流起伏或电压起伏。（2 2）复合噪声：载流子产生复合瞬间有起伏。）复合噪声：载流子产生复合瞬间有起伏。（3 3）散粒噪声：随机起伏所形成的噪声。）散粒噪声：随机起伏所形成的噪声。（4 4）1/F1/F 噪声：噪声功率谱与频率与反比。主要由于材料表面态和内部噪声：噪声功率谱与频率与反比。主要由于材料表面态和内部缺陷引起电子散射而产生。缺陷引起电子散射而产生。（5 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。）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。2121、写出电阻热噪声的电压、电流、功率表达式。、写出电阻热噪声的电压、电流、功率表达式。热噪声均方电

27、流：热噪声均方电流：热噪声均方电压：热噪声均方电压：fkTRun 422222、何谓等效噪声带宽？、何谓等效噪声带宽？通常在通常在 D*后附加测量条件后附加测量条件 D*（500K，900，5）表示用表示用 500K 黑体黑体，调制频调制频率率 900Hz，测量系统带宽，测量系统带宽 5Hz 测量得到的值。测量得到的值。2323、何谓等效噪声功率？何谓探测率？何谓归一化等效噪声功率？、何谓等效噪声功率？何谓探测率？何谓归一化等效噪声功率？如果入射到探测器的辐通量按某一频率变化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当探测器输出信号电流 I Is s等于噪声均方根电流时等于噪

28、声均方根电流时，所对应的入射辐通量所对应的入射辐通量e e 称为等效噪声功率称为等效噪声功率 NEPNEP。等等24NjkfiR精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业效噪声功率效噪声功率 NEPNEP 的倒数为探测率的倒数为探测率 D D。NEPNEP 常与探测器面积常与探测器面积dA和测量系统带宽和测量系统带宽f的乘积的平方根成正比。为比的乘积的平方根成正比。为比较探测器性能，需除去较探测器性能，需除去dA和和f的影响，用归一化参数表示。的影响，用归一化参数表示。fADDd2424、何谓、何谓“白噪声白噪声”？何谓？何谓“1/f1/f 噪声噪声”？要降低电阻的热噪声应采取什么？要降低电阻

29、的热噪声应采取什么措施？措施？热噪声与测量仪器的电子带宽热噪声与测量仪器的电子带宽f 成正比，而与频率无关，这说明热噪声成正比，而与频率无关，这说明热噪声频谱无限宽频谱无限宽，功率谱密度功率谱密度 4KT 为常数为常数，类似于白光由各种频率的光合成类似于白光由各种频率的光合成，所所以热噪声又称以热噪声又称“白噪声白噪声” 。1/f1/f 噪声噪声: :这种噪声的功率谱与频率成反比变化，故称这种噪声的功率谱与频率成反比变化，故称 1/f1/f 噪声噪声降低温度，选择带通小的电阻。降低温度，选择带通小的电阻。2525、说明光电导器件说明光电导器件、PNPN 结光电器件和光电发射器件的禁带宽度和截止

30、波长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。之间的关系。光电效应发生的条件：光电效应发生的条件：E=hE=h EgEg( (EgEg 为半导体禁带宽度为半导体禁带宽度) )截止波长：截止波长：第四章第四章2626、常用的光电阴极有哪些？各有何特点？常用的光电阴极有哪些？各有何特点？（1 1）银氧铯）银氧铯 Ag-O-CsAg-O-Cs 光电阴极光电阴极（2 2）单碱锑化物光电阴极，在可见短波区和近紫外区响应率最高）单碱锑化物光电阴极，在可见短波区和近紫外区响应率最高（3 3）多碱锑化物光电阴极，耐高温）多碱锑化物光电阴极，耐高温（4 4）紫外光电阴极：只对探测的紫外信号灵敏）紫

31、外光电阴极：只对探测的紫外信号灵敏（5 5）负电子亲和势光电阴极负电子亲和势光电阴极：量子效率高量子效率高，光谱响应延伸到红外光谱响应延伸到红外，势电势电子发射小，光电子能量集中子发射小，光电子能量集中2727、简述光电倍增管的工作原理。、简述光电倍增管的工作原理。1.24()cgghcEEev精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业1 1）光子透过入射窗口入射在光电阴极）光子透过入射窗口入射在光电阴极 K 上。上。2 2）光电阴极电子受光子激发，离开表面发射到真空中。）光电阴极电子受光子激发，离开表面发射到真空中。3 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光电子通过电子加

32、速和电子光学系统聚焦入射到第一倍增极 D1 上上，倍增倍增极将发射出比入射电子数目更多的二次电子极将发射出比入射电子数目更多的二次电子，入射电子经入射电子经 N 级倍增极倍增后级倍增极倍增后光电子就放大光电子就放大 N 次方倍。次方倍。4 4）经过倍增后的二次电子由阳极）经过倍增后的二次电子由阳极 P P 收集起来，形成阳极光电流，在负载收集起来，形成阳极光电流，在负载 RL上产生信号电压。上产生信号电压。2828、光电倍增管的特性参数？、光电倍增管的特性参数？灵敏度、增益、暗电流、噪声、伏安特性、线性、漂移与滞后、时间响灵敏度、增益、暗电流、噪声、伏安特性、线性、漂移与滞后、时间响应、温度特

33、性、磁场特性与空间均匀性等。应、温度特性、磁场特性与空间均匀性等。2929、实践中，我们采取什么措施以降低光电倍增管的暗电流与噪声？、实践中，我们采取什么措施以降低光电倍增管的暗电流与噪声？减少暗电流的方法：减少暗电流的方法：1 1）直流补偿）直流补偿 2 2）选频和锁相放大）选频和锁相放大 3 3）制冷）制冷 4 4）电磁屏蔽法）电磁屏蔽法5 5）磁场散焦法）磁场散焦法3030、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？、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？保证线性保证线性：1）使光电倍增管得阳极和最后几级倍增极之间的电压保持较使光电倍增管得阳极和最

34、后几级倍增极之间的电压保持较高，而让管内的电流密度尽可能小一些，防止空间电荷引起的非线性化。高，而让管内的电流密度尽可能小一些，防止空间电荷引起的非线性化。2）增大阴极电阻的照射面积增大阴极电阻的照射面积。3）选择合适的倍增极结构选择合适的倍增极结构。4）应用运算应用运算放大器作为电流电压转换器。放大器作为电流电压转换器。5）电阻链中的电流至少应大于）电阻链中的电流至少应大于 1000 倍的最大倍的最大阳极光电流。阳极光电流。保证增益稳定性：保证增益稳定性：1）稳定性要求比较高的场合，阳极光电流应控制）稳定性要求比较高的场合，阳极光电流应控制在在1? 以下以下。 2）采用采用“抗滞后设计抗滞后

35、设计” ，在倍增极陶瓷支架上镀上一层络在倍增极陶瓷支架上镀上一层络，并使并使精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业其与阴极处于同一电位，从而排斥杂散电子，消除滞后效应。其与阴极处于同一电位，从而排斥杂散电子，消除滞后效应。3131、光电倍增管中的倍增极有哪几种结构？主要特点各是什么？、光电倍增管中的倍增极有哪几种结构？主要特点各是什么？1）鼠笼式）鼠笼式结构紧凑，时间响应快；结构紧凑，时间响应快；2）直线聚焦式）直线聚焦式时间响应快，线时间响应快，线性好；性好；3）盒栅式）盒栅式均匀性和稳定性较好，但时间响应稍慢一些；均匀性和稳定性较好，但时间响应稍慢一些；4）百叶窗）百叶窗式式管子的均匀

36、性好，输出电流大并且稳定。响应时间较慢，最高响应频率管子的均匀性好，输出电流大并且稳定。响应时间较慢，最高响应频率仅几十兆赫；仅几十兆赫；5）近贴栅网式）近贴栅网式极好的均匀性和脉冲线性，抗磁场影响能力极好的均匀性和脉冲线性，抗磁场影响能力强；强；6）微通道板式）微通道板式响应速度极快，抗磁场能力强，线性好。响应速度极快，抗磁场能力强，线性好。3232、端窗式光电倍增管的光电阴极做成球面有何优点？、端窗式光电倍增管的光电阴极做成球面有何优点？使各处的灵敏度一致。使各处的灵敏度一致。3333、解释光电导增益。、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，它表示长度为光电导增益是表

37、征光敏电阻特性的一个重要参数，它表示长度为 L L 的光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。部光电流与光电子形成的内部电流之间的比值。3434、什么是前历效应？它对我们的测量工作有何影响？、什么是前历效应？它对我们的测量工作有何影响？顾名思义，就是测试前光敏电阻所处的状态（无光照或有光照）对光敏顾名思义，就是测试前光敏电阻所处的状态（无光照或有光照）对光敏特性的影响特性的影响，大多数的光敏电阻在稳定的光照下大多数的光敏电阻在稳定的光照下，其阻值有明显的漂

38、移现象其阻值有明显的漂移现象，而且经过一段时间间隔后复测阻值还有变化，这种现象称为光敏电阻的前历而且经过一段时间间隔后复测阻值还有变化，这种现象称为光敏电阻的前历效应。效应。一般说来，在光度，色度测量和照相机中用的光敏电阻，要求前历效应一般说来，在光度，色度测量和照相机中用的光敏电阻，要求前历效应尽可能小。在强光和连续光测量中，前历效应不予以考虑。尽可能小。在强光和连续光测量中，前历效应不予以考虑。第五章第五章精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业3535、说明光敏电阻的几种基本偏置电路。、说明光敏电阻的几种基本偏置电路。1）恒流偏置：负载电阻）恒流偏置：负载电阻 Rl 比光敏电阻比光敏电

39、阻 Rp 大的多，大的多，负载电流负载电流 ? 2 ?负载电流的变化负载电流的变化 ? 2 ?（?（t?特点：信噪比高特点：信噪比高-弱信号检测弱信号检测2)恒压偏置：恒压偏置：3）恒功率偏置：）恒功率偏置：3636、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、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？哪种偏置状态？1 1）当其工作于零偏置的开路状态时当其工作于零偏置的开路状态时，将产生光生伏特效应将产生光生伏特效应。这种工作原这种工作原理称为光伏工作模式。理称为光伏工作模式。2 2）若其工作在反偏置状态若其工作在反偏置状态，无光照时无光照

40、时，电阻很大电阻很大，电流很小电流很小；有光照时有光照时电阻变小，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。模式。3 3）工作在正偏置状态时工作在正偏置状态时，正向导通电流很大正向导通电流很大，远远大于由于光照而产生远远大于由于光照而产生的光电流，我们感受不到光电流。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。所以，结型光电器件应工作在零偏置或反偏置偏置状态。第六章第六章3737、如果硅光电池的负载是如果硅光电池的负载是LR，画出它的等效电路图画出它的等效电路图，写出流过负

41、载写出流过负载LR的电的电流方程及流方程及OCV、SCI的表达式，说明其含义（图中标出电流方向的表达式，说明其含义（图中标出电流方向） 。1)当负载电阻当负载电阻断开时断开时， p p 端对端对 n n 端的端的电压称为开路电压，用电压称为开路电压，用表示表示) 1(/0kTqUPDPLeIIIIILR) 1ln(0IIqkTVPOCOCV精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业2） 当负载电阻短路时当负载电阻短路时， 发生电压接近与零发生电压接近与零， 流过器件的电流叫短路电流流过器件的电流叫短路电流，用用SCI表示：表示：3838、硅光电池的开路电压为硅光电池的开路电压为OCV，当照度增

42、大到一定值后当照度增大到一定值后，为什么不再随入射为什么不再随入射照明的增加而增大照明的增加而增大，只是接近只是接近 0.6V？在同一照度下？在同一照度下，为什么加负载后输出电为什么加负载后输出电压总是小于开路电压？压总是小于开路电压？3939、硅光电池的开路电压、硅光电池的开路电压OCV为何随温度上升而下降？为何随温度上升而下降？4040、硅光电池的负载取何值时输出功率最大？如何确定？在什么条件下可将、硅光电池的负载取何值时输出功率最大？如何确定？在什么条件下可将它看做恒压源使用？它看做恒压源使用？4141、ZDUZDU 型光电二极管设环极的目的是什么？画出正确的线路图。使用时环型光电二极管

43、设环极的目的是什么？画出正确的线路图。使用时环极不接是否可用？为什么？极不接是否可用？为什么？加环极的目的是为了减少暗电流和噪声。不可，在接电源的时候，使环加环极的目的是为了减少暗电流和噪声。不可，在接电源的时候，使环极电位始终高于前极电位，使极大部分的表面漏电流从环极流向后极，不在极电位始终高于前极电位，使极大部分的表面漏电流从环极流向后极，不在流过负载，因而消除了表面效应的影响。流过负载，因而消除了表面效应的影响。4242、一维光电位置探测器是如何测量光点位置的？写出测量方程。、一维光电位置探测器是如何测量光点位置的？写出测量方程。可写出入射光点位于可写出入射光点位于 A 点的坐标位置点的

44、坐标位置,即即总电流为总电流为ESIIEPSCLIIIIxA1212120III精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业4343、说明、说明 PINPIN 管、雪崩光电二极管的工作原理和各自特点。并说明为什么它管、雪崩光电二极管的工作原理和各自特点。并说明为什么它们的频率特性比普通光电二极管好？们的频率特性比普通光电二极管好？1)1)PINPIN 光电二极管工作原理：无光照时，若给光电二极管工作原理：无光照时，若给 p-n 结加一个适当的反结加一个适当的反向电压，则反向电压加强了内建电场，使向电压，则反向电压加强了内建电场，使 p-n 结空间电荷区拉宽结空间电荷区拉宽，势垒增大，流过势垒增大

45、，流过 PN 结的反向饱和电流很小，反向电流是由少数载结的反向饱和电流很小，反向电流是由少数载流子的漂移运动形成的。当有光照时，满足条件流子的漂移运动形成的。当有光照时，满足条件 hvEg 时，则在结时，则在结区产生的光生载流子将被内建电场拉开区产生的光生载流子将被内建电场拉开，光生电子被拉向光生电子被拉向 n 区区，光光生空穴被拉向生空穴被拉向 p 区区，于是在外加电场的作用下形成了以少数载流子于是在外加电场的作用下形成了以少数载流子漂移运动为主的光电流漂移运动为主的光电流。光照越强光照越强，产生的光生载流子越多产生的光生载流子越多，光电光电流越大。流越大。特点：特点：p-n 结内电场基本上

46、集中在结内电场基本上集中在 层中，使层中，使 p-n 结的结间间距拉大，结结的结间间距拉大，结电容变小，则频率响应快，量子效率高，灵敏度高，长波响应率大。电容变小，则频率响应快，量子效率高，灵敏度高，长波响应率大。特点：内部增益高；耗尽区宽，能吸收大多数光子，因此量子效率高。特点：内部增益高；耗尽区宽，能吸收大多数光子，因此量子效率高。响应速度快，噪声低。响应速度快，噪声低。4444、雪崩光电二极管的保护环起什么作用？、雪崩光电二极管的保护环起什么作用？增加高阻区宽度，减小表面漏电流避免边缘过早击穿。增加高阻区宽度，减小表面漏电流避免边缘过早击穿。4545、达通型雪崩光电二极管结构上有什么特点

47、？使用这种结构的优点是什、达通型雪崩光电二极管结构上有什么特点？使用这种结构的优点是什么？么？结构特点：把耗尽层分高电场倍增区和低电场漂移区。结构特点：把耗尽层分高电场倍增区和低电场漂移区。优点：当光照射时，漂移区产生的光生载流子（电子）在电场中漂移到优点：当光照射时，漂移区产生的光生载流子（电子）在电场中漂移到高电场区，发生雪崩倍增，从而得到较高的内部增益，耗尽区很宽，能吸收高电场区，发生雪崩倍增，从而得到较高的内部增益，耗尽区很宽，能吸收精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业大多数的光子，因此量子效率也高，另外，达通型雪崩光电二极管还具有更大多数的光子，因此量子效率也高，另外，达通型雪

48、崩光电二极管还具有更高的响应速度和更低的噪声。高的响应速度和更低的噪声。4646、什么是半导体色敏器件，它是依据什么原理来工作的？、什么是半导体色敏器件，它是依据什么原理来工作的？半导体色敏器件是根据人眼视觉的三色原理，利用结深不同的半导体色敏器件是根据人眼视觉的三色原理，利用结深不同的 p-np-n 结光结光电二极管对各种波长的光谱灵敏度的差别，实现对光源或物体的颜色测量电二极管对各种波长的光谱灵敏度的差别，实现对光源或物体的颜色测量半导体色敏器件的工作原理半导体色敏器件的工作原理： 由在同一块硅片上制造两个深浅不同的由在同一块硅片上制造两个深浅不同的 p-p-n n结构成（浅结为结构成（浅

49、结为 PD1，它对波长短的光电灵敏度高，它对波长短的光电灵敏度高，PD2为深结，它对波长为深结，它对波长长的光电灵敏度高长的光电灵敏度高） ，这种结构又称为双结光电二极管这种结构又称为双结光电二极管，通过测量单色光的波通过测量单色光的波长，或者测量光谱功率分布与黑体辐射相接近的光源色温来确定颜色，当用长，或者测量光谱功率分布与黑体辐射相接近的光源色温来确定颜色，当用双结光电二极管作颜色测量时，一般是测出此器件中两个硅光电二极管的短双结光电二极管作颜色测量时，一般是测出此器件中两个硅光电二极管的短路电流比与入射光波长的关系，每一种波长的光都对应于一短路电流比值，路电流比与入射光波长的关系，每一种

50、波长的光都对应于一短路电流比值，再根据短路电流比值的不同来判断入射光的波长以达到识别颜色的目的。再根据短路电流比值的不同来判断入射光的波长以达到识别颜色的目的。47、什么是光电耦合器件？它分为哪两类，特点是什么？各有何用途？、什么是光电耦合器件？它分为哪两类，特点是什么？各有何用途？光电耦合器件是发光器件与接收器件组合的一种器件，它是以光作为媒光电耦合器件是发光器件与接收器件组合的一种器件，它是以光作为媒介把输入端的电信号耦合到输出端介把输入端的电信号耦合到输出端,因此也称为光电耦合器因此也称为光电耦合器光电耦合器件根据结构和用途光电耦合器件根据结构和用途,可分为两类可分为两类:一类称光电隔离