2022年南京理工大学光电检测技术复习题.docx

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1、2022光电检测技术复习题一、选择题1、 关于光度量，正确的选项是 第 1 页 共 5 页A、 C的单位为WB、I 的单位为cde、 的单位为lmD、E 的单位为lx2、关于辐射度量，错误的选项是 A、Ee 是描述扩展辐射源向外放射的辐射特性B、Ie 为从一个点光源发出的，给定方向上单位立体角内所辐射出的辐射通量C、对于抱负的散射面，有 Ee= MeD、e是辐射能的时间变化率 3、 光电检测系统的核心是 A、处理电路B、光电管C、透镜D、光电探测器4、关于 PMT，错误的选项是 A、使用时不宜用强光照B、抗震性好C、工作电流不宜过大D、选大负载电阻来扩展频带 5、关于良好的光电放射材料，正确的

2、选项是 A、光吸取系数要大B、溢出深度要大C、材料的溢出功要大D、有肯定的电导率6、雪崩光电二极管是利用 效应制作的器件。A、光电放射B、压电C、热电D、内光电7、外光电效应的光电探测器有 A、光电三极管B、光电池C、PMTD、雪崩光电二极管8、具有光电倍增的器件有 A、PMTB、LEDC、雪崩光电二极管D、PSD 9、探测微弱、响应速率较高的光信号，应承受 A、光电二极管B、PMTC、热释电探测器D、光电三极管 10、某一材料在 297K 下其禁带宽度 Eg = 0.5(eV )，该材料制作的光电探测器的截止波长为 A、2.48 微米B、248 纳米C、1.24 微米D、124 纳米11、发

3、光强度的单位为 A、流明B、坎德拉C、勒克斯D、瓦12、导带是 A、满带B、禁带C、允许带D、价带13、弱光注入是指 A、非平衡载流子个数多于热平衡载流子个数 B、非平衡载流子个数少于热平衡载流子个数C、非平衡载流子个数多于热平衡载流子多子个数 D、非平衡载流子个数少于热平衡载流子多子个数14、关于非平衡载流子中的电子和空穴个数，正确的选项是 A、电子和空穴的个数相等B、对 N 型半导体，电子的个数多于空穴的个数C、对 P 型半导体，电子的个数少于空穴的个数D、以上都正确15、一块半导体样品,有光照时电阻为 100 欧姆，无光照时为 10 兆欧姆,样品的光电导为 A、0.01B、0.01SC、

4、100mSD、10016、 关于光度量，正确的选项是A、F的单位为cdB、I 的单位为cdeC、的单位为lmD、 E 的单位为lx 17、关于 PMT，正确的选项是A、使用时不宜用强光照B、抗震性好C、工作电流不宜过大D、选大负载电阻来扩展频带18、关于良好的光电放射材料，错误的选项是A、光吸取系数要小B、溢出深度要小 C、材料的溢出功要小D、有肯定的电导率19、内光电效应的光电探测器有A、LEDB、PSD20、具有光电倍增的器件有C、PMTD、APDA、PMTB、LED21、关于辐射度量，正确的选项是C、APDD、PSDA、 Ee是描述扩展辐射源向外放射的辐射特性B、 I为从一个点光源发出的

5、，给定方向上单位立体角内所辐射出的辐射能eC、 Me是描述扩展辐射源向外放射的辐射特性D、fe是辐射能的时间变化率二、名词解释及简答题1、简述光电倍增管的构造？答：光电倍增管由光入射窗、光电阴极，电子光学输入系统(光电阴极到第一倍增极 D1 之间的系统)、二次放射倍增系统及阳极等构成。2、光电探测器的响应度oo答：光电探测器的输出电压 V 或输出电流 I 与入射光功率 P 之比。3、辐射照度与辐射出射度的区分？答：辐射照度和辐射出射度的单位一样，其区分仅在于前者是描述辐射接收面所接收的辐射特性，而后者 则为描述扩展辐射源向外放射的辐射特性。4、爱因斯坦定律答：放射出光电子的最大动能随入射光频率

6、的增高而线性地增大，而与入射光的光强无关。5、产生本征吸取的条件是什么？答：入射光子的能量h至少要等于材料的禁带宽度。即：三、分析题1、相机电子快门工作原理分析答：R1/RW1/RW2/R/C1/S组成电压比较器；R/RW2/C1/S 组成充电电路，打算曝光时间；R2/D/M/T 组成执行电路。在初始状态，开关处于图中所示的位置，运放的反相输入端的电压高于同相输入端的电压，运放输出低电平，T 截止，电磁铁不吸合，开门叶片闭合。当按动快门的按钮S 时，电容两端的电压不能突变，所以C 两端的电压为零，运放的反相输入端的电压低于同相输入端的电压，运放输出高电平，T 导通，电磁铁吸合，开门叶片翻开，照

7、相机开头曝光。于此同时，电容 C 开头充电，运放反相输入端的电压开头上升，当电压上升至大于同相输入端电压时运放输出低电平，T 截止，电磁铁失去吸合，开门叶片闭合，曝光完毕。2、照明灯的光控原理图如下图，分析工作原理。答：二极管 D 和电容C 组成半波整流滤波电路，为光电掌握电路供给直流电源；电阻 R、光敏电阻和继电器绕组组成测光与掌握电路；继电器常闭触头构成执行电路，它掌握照明灯的开关。光敏电阻在有强光照时白天，电阻值降低，通过 光敏电阻的电流增大，继电器工作，常闭触头断开，路灯熄灭。当弱光照时，光敏电阻的电阻值很大，电路中的电流很小，而缺乏以驱动继电器工作，常闭触头保持， 路灯点亮。3、主动

8、红外报警电路如下图，分析它的工作原理 ？答：当光信号被阻挡时，光敏三极管处于截止状态，光敏三极管的集电极为高电平，即三极管基极为高电平，三极管饱和导通，三极管的集电极为低电平，驱动继电器 J 工作，使开关闭合，电路形成回路，晶闸管掌握端有效，晶闸管导通，报警器正常工作。S 为复位键。当有光信号时，光敏三极管处于导通状态，光敏三极管的集电极为低电平，即三极管基极为低电平，三极管截止，三极管的集电极为高电平，驱动继电器不工作，开关保持断开状态，晶闸管掌握端无效，报警器不工作。4、分析浮置集中放大器输出的工作原理。答：V1为复位管，R1为限流电阻，V1为输出管，R 为负L载电阻，C 为等效电容。电荷

9、包输出前，要先给 V1的栅极加一窄的复位脉冲，这时，VR1导通，C 被充电到电源电压，V 管的源极S22的电压也跟随上升接近于电源电压。变为低R电平以后，V1截止，但 V2在栅极电压的掌握下仍为导通状态。当电荷包经过输出栅OG 流过来时，C 被放电，V2的源极电压也跟随下降，下降的程度则正比于电荷包所携带的电量，即构成输出信号。5、光电耦合器件测试电路如下图，分析它的工作原理。答：S1 开关接通后：S2 开关没有接通，正常状况下 LED 是不发光的。假设它是发光的，则说明光电耦合器的接收端已经短路。S2 开关接通，正常状况下 LED 发光，它的发光强度可以用电位器RP 来调整。假设 LED 没

10、有发光，则说明光电耦合器是坏的。四、计算题1、CdS 光敏电阻的最大功耗为 40mW,光电导灵敏度 Sg=0.510-6S/lx，暗电导g 0.05mS，d假设给其加偏置电压 20V，此时入射到光敏电阻上的极限照度为多少？2、硅光电二极管的结间漏置电导 G=0.02S，最正确负载电阻 RL2M，转折点电压Uo=10V，入射光功率从 min=10W 变到 max=39.6W，供电偏电压为 U =50V。求：b求初始电导 G0求探测器的电流灵敏度 Si输出电压 U3、证明点光源照度的距离平方反比定律，两个相距 10 倍的一样探测器上的照度相差多少倍？设点光源的辐射强度为 I.在抱负状况下，点光源的

11、总辐射通量为 j4p I又 半径为R的球面上的辐射照度为 E = dj jdj E =4p I=IdA4p R2dA4p R2R2设第一个探测器到点光源的距离为L ，其次个探测器到点光源的距离为LL = 10L12又 E =II E =R21L 211I= (10L )22I= 100L 22又由于E =22IL E = 100E22124、光敏电阻 R 与 RL20k 的负载电阻串联后接于 Ub12V 的直流电源上，无光照时负载2上的输出电压为 U120mV，有光照时负载上的输出电压为 U 2V，求：光敏电阻的暗电阻和亮电阻值。假设光敏电阻的光电导灵敏度 Sg6106S/lx,求光敏电阻所受

12、的照度。5、现有 GDB-423 光电倍增管的阴极有效面积为 2cm2 ，阴极灵敏度为 25A/lm，倍增系统的放大倍数 105，阳极额定电流为 20A，求允许的最大照度。五、设计题1、设计一套测量材料透过率的光电测试自动装置，要求消退光源的不稳定性因素的影响。绘出工作原理图。绘出原理框图。说明工作原理。答：工作原理图原理框图工作原理：在装上被测样品 4 之前，光屏处于最大吸取位置，并使二通道的输出光通量相等，处于平衡状态。当插入被测样品之后，测量通道的光通量削减。此时假设移动光屏转变透过率值使光屏上透过增大恰好等 于被测样品的吸取值，这就可以使二个通道重到达平衡。光屏的移动由与之相连的指针机构9 显示，指针的位置和不同被测样品的透过率相对应。这样，光屏或指针的位置就是被测透过率的量度值，并在二通道的输出光通量相等时读出。