光电检测试题

1、河南大学物理与电子学院200-200学年第学期期末考试光电检测技术题库试卷（一）参考答案考试方式：闭卷考试时间：120分钟卷面总分：100分题号一二二四总成绩合分人得分1. 题号一二三总成绩合分人单项选择题（每题只有一个正确选项，每小题2分，共40分）号学卷试准标院学子电与理物任何温度下对任何波长的入射辐射能的吸收比都等丁1,称为（A）2. 黑体B.灰体C.黑洞D.绝对黑体半导体中施主能级的位置位丁（A）中.3. 禁带B.价带C.导带D.满带在给定入泊波长范围内，某一辐射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（B）.4. 辐射效率B.发光效率C.光谱功率D.空间光强热效应较大

2、的光是（C）.5. 紫光B.红光C.红外D.紫外结型光电器件与三极管连接，保证放大,要接在（C）.名姓A. 集射极问短路B.基集极问短路6. C.基射极问正偏D.基集极问反偏为了实现均匀倍增，雪崩光电二极管衬底掺杂材料要求（A）.A.浓度均匀B.浓度大业专7. C.浓度小D.浓度适中波长为10pni的光线届（C）。A.近红外线B.中红外线C.远红外线D.极远红外线8.光纤折射率纤芯n1、包层n2、外套n3的关系是（B）.A. n1n2n3B.n1n3n2级年D.n2n3n1B).B.太赫兹波D.X射线9. C.n3n2n1波长为1mm的波届丁（A.远红外线10. C.可见光硅光电二极管与硅光电

3、池比较，前者（A）.A.掺杂浓度低B.电阻率低11. C.零偏工作D.光敏面积大卤鸨灯是一种（B）.A.气体光源B.热光源12. C.冷光源D.激光光源下列光源中，最佳的彩色摄影用光源是（A）.A.麻灯B.氢灯13. C.汞灯D.汞麻灯光的发射，届丁受激发射的器件是（A）.14. LDB.LEDC.CCDD.PMT在光电倍增管中，产生光电效应的是（A）.15. A.阴极B.阳极C.倍增极D.玻璃窗像管中（D）的出现和使用，成为了第一代像管出现的标志性部件。A.负电子亲和势阴极；16. C.微通道板MCP;半导体结中并不存在（DA. PN结17. C.肖特基结光通量是辐射通量的（AA. 6831

4、8. C.863斯乃尔公式是（A）.1.22A.sincy/n8no2C.sinc成。n2n119. 可广生太赫兹辐射的光源是（A.麻灯C.家式激光器20. 面阵CCD主要是通过（AA.电荷B. 电子光学系统;D.光纤面板）.PIN结D.光电结）倍.A. 1/683D.1/863_1J22B.sincVn2n1nD.sincVn12n2n2D）.B. CO2激光器D.飞秒脉冲激光器）工作.B. 电压D.电阻电流、多项选择题（每题2分，共10分）1.光电效应有（ABCDE）A.光电导效应B.光生伏特效应C.内光电效应D.丹培效应E.光子牵引效应2.面阵CCD种类有（ABC).A.FTB.ILTC

5、.FITD.FFE.II3. 线阵CCD的组成包括（ABCDE）.4. A.IDB.IGC.ODD.OGE.MOSCCD的种类有（ABCDE）.A.红夕卜CCDB.可见光CCDC.X射线CCD5. 紫夕卜CCDE.微光CCD依热效应分，热探测器种类有（ABCDE）.A.辐射热计B.辐射热电偶C.辐射热电堆D.热释电探测器E.高莱管三.填空题（每空1分，共10分）1. 光电二极管的PN结工作在反偏状态.它的反向电流会随光照强度的增加而增加。2 .吸收量M与投射的辐射线量E的比率称为吸收系数.3 .斯忒藩-玻耳兹曼定律，某一温度物体总辐出度为T4.4. 按光波在时间、空间上的相位特征，将光源分为相

6、十和非相十光源.5.半导体受光照后电流增加的现象，称为光电导效应.6. 时=U（必中（如S（A称为光电器件的光谱灵敏度7. 人眼按不同照度下的响应可分为d视觉、队视觉。四.简答计算题（共40分）1. 什么是热光源？（5）物体由丁温度较高而向周围温度较低环境发射热量的形式称为热辐射，这种物体称为热辐射源。2. 简述LED的发光原理。（10分）光电二极管在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光。3. 何谓白噪声”？何谓“f/噪声”？要降低电阻的热噪声应采用什么措施？（10答：功率谱大小与频率无关，称为白噪声；功率谱与

7、1/f成正比，称为1/f噪声。热噪声功率公式看出，热噪声与温度、频宽、电阻的倒数成正比，因此要降低温度；常温时，工作范围要在1012Hz频率以下。图为一理想运算放大器，对光电二极管2CU2的光电流进行线性放大，若光电二极管未受光照时，运放输出电压U0=0.6V。在E=100lx的光照下，输出电压U1=2.4V。求：（1）2CU2的暗电流；（2）2CU2的电流灵敏度。（15分）已知:U0=0.6V,E=100lx,Ui=2.4V求Id和Se解：（1）根据运算放大器虚短和虚断原理，由丁运算放大器电阻很大，两输入端的信号差值很小，近似为零,估算2CU2中电流则流过R上的电流10近似为流过2CU2的暗

8、电流为Id|0=|d=U0/R=0.6V/1.5MQ=0.4X10-6A=0.4A（2）当受到光照时，2CU2的电流Ip=Ui/R=2.4/1.5=1.6小A乂|P=SeeSe=Ip/E=1.6pA/100lx=1.6X10-8（A/lx）河南大学物理与电子学院200-200学年第学期期末考试光电检测技术题库试卷（二）参考答案一单项选择题（每小题2分，共40分）1.光度量是辐射度量的（C）倍.2. A.683B.V（QC.683V（AD.1/683V（Q波长为500nm的波届丁（C）.3. A.远红外线B.太赫兹波C.可见光D.X射线任何温度下对任何波长的入射辐射能的吸收比都小丁1,称为（B）

9、4. A.黑体B.灰体C.黑洞D.绝对黑体半导体中受主能级的位置位丁（A）中.5. A.禁带B.价带C.导带D.满带斯忒藩-玻耳兹曼定律为（A）。6. A.T4B.T2C.T；m=BD.必入T）=（入T）热敏电阻的种类不包括（D）.7. A.PTCB.NTCC.CTCD.ZTC届丁相干光源的是（C）.8. A.气体放电灯B.黑体辐射器C.固体激光器D.发光二极管下列光源中，最佳的彩色摄影用光源是（A）.9. A.卤鸨灯B.笊灯C.汞灯D.汞麻灯届丁成像的器件是（C）.A.LDB.LEDC.CCDD.PMT0.充气卤鸨灯是一种（B）.11. A.气体光源B.热光源C.冷光源D.激光光源TDICC

10、D表示的是（B）CCD.A.增强型；B.时间延迟型；C.电子轰击模式；D.红外.12. 热效应较小的光是（D）.13. A.紫光B.红光C.红外D.紫外在光电倍增管中，产生二次电子发射的是（C）.14. A.阴极B.阳极C.倍增极D.玻璃窗光纤纤芯、包层、外套的折射率n1、n2、n0的关系是（D）A.n1n2n0B.n2non115. n0n2n1D.n1n0n2光照一定，短路电流与入射光波长的关系，届光电池的（C）特性:A.频率；B.伏安;C.光谱；D.温度.16. 像管中（C）的出现和使用，成为了第二代像管出现的标志性部件。A.负电子亲和势阴极；B.电子光学系统；17. C.微通道板MCP

11、;D.光纤面板充气白炽灯主要充入（A）.18. A.氧气B.M气C.钗气D.氟气硅光电二极管与硅光电池比较，后者（B）.A.掺杂浓度低B.电阻率低19. C.反偏工作D.光敏面积小线阵CCD主要是通过（A）工作.20. A.电荷B.电压C.电流D.电阻彩色CCD有（C）种.三. A.1B.2C.3D.4二、多项选择题固体发光器件有（A.LCDB.PDP结型光电器件的特点A.有极性B.参量与温度有关光电池有（ABCDA.硅光电池D.砰化镣光电池热敏电阻的种类有（A.PTCB.NTC光电效应有（A.光电导效应D.光磁电效应（每题2分，共10分）ABCDE）。C.ECDD.EPDE.VFD（ABCD

12、E）:灵敏度与光源光谱有关E.易受电磁场十扰）种类。B.硒光电池E.锂光电池ABC）。C.CTCD.WTCE.ZTC）。B.光生伏特效应E.光子牵引效应ABCDEC. 响应速度决定于RC错光电池光电效应填空题（每空1分，共10分）1.吸收比是物体吸收量与投射的辐射能量的比俏.2. FTCCD指的是帧转移型CCD.3. 紫外光的热辐射比红外光小.4. 光电池的PN结工作在零偏状态,它的开路电压会随光照强度的增加而增加。S（Q=U（Q/（Q，称为光电器件的光谱灵敏度河南大学物理与电子学院200-200学年第学期期末考试光电检测技术题库试卷（三）参考答案2. 、单项选择题（每小题2分，共40分）1.

13、白炽灯是一种（B）.A.气体光源B.热光源C.冷光源D.激光光源维恩位移定律为（C）。3. A.T4B.T2C.T；m=BD.o（入！）=（入！）ICCD表示的是（A）CCD.A.增强型；B.时间延迟型；C.电子轰击模式；D.红外.4. 波长为2mm的波届于（B）.5. A.远红外线B.太赫兹波C.近红外线D.X射线在给定K氾波长范围内，某一辐射源发出的光通量与产生这些光通量所需的电功率之比，称为（B）.6. A.辐射效率B.发光效率C.光谱功率D.空间光强在发光二极管中，广生发光的是在（C）.7. A.P区B.N区C.结区D.玻璃窗半导体中施主能级的位置位于（B）.8. A.禁带低B.禁带顶

14、C.导带顶D.价带低像管中（A）的出现和使用，成为了第三代像管出现的标志性部件。B.电子光学系统；D.光纤面板B.光入射角小于临界角D.光入射角大于等于临界角A.负电子亲和势阴极；9. C.微通道板MCP;光纤中光传播的条件是（D）A.光入射角大于临界角10. C.光入射角等于临界角届于自发辐射的光源是（B）.A.LDB.LEDC.CCDD.PMT11.下列光源中，最佳的彩色摄影用光源是（A）.A.铜灯B.笊灯C.汞灯D.汞麻灯在大气层外的卫星上，测得太阳光谱的峰值波长为456.0nm。求出太阳表面的温度。（A）.C.3353KD.8353KC.热辐射D.电致发光）：B.红外探测D.光电探测与

15、控制12. A.6353KB.7353K激光发光是（B）:13. A.自发辐射B.受激辐射光敏电阻的主要作用是（DA.光电检测C.光电开头18.数值孔径表示为（B）.A._12一2sincgnnB.1sincnD.sinc22.nn2c1CT2TTsinc.n。n2n1C.1n12n22n016.波长为17叩的光线届（17. A.近红外线B.中红外线C.远红外线光电倍增管的高压模块,18. A.1000VB.100V充气白炽灯主要充入（A.氢气B.氮气D.极远红外线（D).其输入电压一般为直流C.10000VD.15VB）.C.式气D.氟气19.对丁同一种型号的光敏电阻来讲，在不同的光照度和不

16、同环境温度下，其（B）,如果照度相同而温度不同时，二者（B）.B.不同；不同；D.相同；相同。B）倍.C.863D.1/863光电导灵敏度与时间常数A.相同；不同；不同；相同；20.辐通量是光通量的（A.683B.1/6831.2.、多项选择题（每题2分，共10分）热效应相对较大的三个光和物体是（A.紫光低温物体届丁相干光源的是（A.气体放电灯D.发光二极管BCE）.B.红光C.高温物体E.低频率的光CEB.E.3.4.5.光电传感器的常用光电元件（A.普通光电二极管D.肖特基光电二极管光子探测器有（A.外光电效应D.光生伏特效应结型光电器件的特点A.有极性D.暗电流黑体辐射器气体激光器ABC

17、D）B.雪崩光电二极管E.光电耦合器件ABCDE）类型.B.内光电效应E.磁光效应ABCDE）:B.与光强弱有关C.固体激光器C.光电晶体管C.光电导效应C.1. 响应速度决定丁RCE.灵敏度与频带宽度乘积为常数.填空题（每空1分，共10分）吸收量与投射的辐射线量的比率,称为吸收比ILTCCD指的是行间转移型CCD.不需加偏置电压就能把光转化为电的器件，称为4.金届电阻具有正温度系数.5. 光电二极管需要反偏工作.6. s里称为阴极灵敏度。K7. 人眼的明视觉完全由锥状细胞起作用。8. 光电倍增管阴极和第一倍增极问、末级和阳极之间的电压应设置与电源电压无关。9. 光敏电阻的阻值与环境温度有关，

18、光照升高光敏电阻的阻值降低。四.简答计算题（共40分）1. 什么是内光电效应？（5分）光照射在半导体材料上，能改变材料电导效应或产生光生伏特效应2. 说出PIN管、雪崩光电二极管的工作原理和各自特点，为什么PIN管的频率特性比普通光电二极管好？（10分）PIN快速光电二极管、消除在PN结外光生载流子的扩散运动时间，在P区与N区之间插入一层电阻率很大的I层、耗尽层厚度增加，增大了对光的吸收和光电变换区域，提高了量子效率。结电容小，增加了对长波的吸收，提高了长波灵敏度，可承受较高的反向偏压，使线性输出范围变宽。雪崩光电二极管掺杂浓度均匀，缺陷少，漏电流小，APD的结构设计，使它能承受高的反向偏压，

19、从而在PN结内部形成一个高电场区，结区产生的光生载流子受强电场的加速，将获得很大的能量，在与原子碰撞时可使原子电离，产生新的电子一空穴对，在往下的过程中重复此情况，使PN结的电流急剧增加。特点：APD能提供内部增益达一白到一千倍、0.5ns响应时间、噪声功率10-15W、接近反向击穿。工作速度更高。PIN管由丁增加了I层，使结变宽，结电容减小，因而时间常数变小，f=1/2兀RC,所以频率特性好。试说明光伏效应原理。（6分）PN结光伏效应PN结受光照，产生光生电子空穴对，由势垒产生的内建电场了与内建电场相反的光伏电场使它们在空间分开在结区两侧，而产生电位差的现象（将空穴拉到P区，电子拉到N区，最

20、后在结区产生与内建电场相反的光生电动势）或说光照使内建电场削弱，相当丁产生了与内建电场相反的光伏电场。4.光敏电阻R与RL=2kQ的负载电阻申联后接丁Ub=12V的直流电源上，无光照时负载上的输出电压为U1=20mV,有光照时负载上的输出电压U2=2V。求： 光敏电阻的暗电阻和亮电阻值； 若光敏电阻的光电导灵敏度&=6X10-6s/lx,求光敏电阻所受的照度。（14分）已知RL=2kQ;Ub=12V;U1=20mV;U2=2V求1）R亮和R暗；2）求E=?解：1）依公式U=IRU1=I1RlI1=U1/Rl=20X03/2X03=1X105Ub-URL=URP=12-20X0-3R=Urp/I

21、1=12-20X0-3/1X05=1.2X06Q=1.2MQU2=I2RlI2=U2/Rl=2/2X03=1X103Ub-URL=URP=12-2=10VR=Urp/|2=10/1103=10刈03Q2）依&=g/E和g=1/RE=g/Sg=1/10X03/610-6=16.66lx河南大学物理与电子学院200-200学年第学期期末考试1. 光电检测技术题库试卷（四）参考答案一单项选择题（每小题2分，共40分）PN结光生伏特效应（A）.A.空穴集中的P区结表面；B.空穴集中的N区；C.空穴集中的P区外表面；D.空穴集中的N区外表面.2. 基尔霍夫定律为（D）。3. A.T4B.T2C.T；m=

22、BD.以入T）=入T）辐射量是光度度量的（D）倍.4. A.683B.V（QC.683V（几D.1/683V（Q太阳光经过大气，其中100nm200nm的光被（A）吸收.5. A.氧分子B.臭氧C.二氧化碳D.氮原子下列光源中，最佳的彩色摄影用光源是（A）.6. A.白炽灯B.钠灯C.高压汞灯D.汞麻灯麻灯是一种（A）.7. A.气体光源B.热光源C.冷光源D.激光光源充气白炽灯主要充入（B）.8. A.氢气B.氯化碘C.钗气D.氟气某一十涉测振仪的最高频率为20MHz,选用探测器的时间常数应小于多少？（A）.9. A.8X10-9sB.6X10-8sC.3X10-7sD.4X10-5s光电池

23、电流滞后于光照，届于光电池的（A）特性：A.频率；B.伏安;C.光谱；D.温度.10. 发光二极管的工作条件是（B）.11. A.加热B.加正向偏置C.加反向偏置D.加光照EBCCD表示的是（C）CCD.A.增强型；B.时间延迟型；C.电子轰击模式；D.红外.12. Ag-O-Cs材料，主要用于（A）变像管光阴极.13. A.红外B.紫外C.可见D.X射线辐通量相同时，光通量较大的光的波长是（A）nm.14. A.555B.590C.620D.780ZnS的发光是（D）:15. A.自发辐射B.受激辐射C.热辐射D.电致发光半导体中受主能级的位置位于（A）.16. A.禁带低B.禁带顶C.导带

24、顶D.价带低下面哪个不届丁摄像管的功能（D）.17. A.光电变换B.电荷积累C.扫描输出D.信号变换波长为40pm的波届丁（B）.18. A.中红外线B.太赫兹波C.可见光D.无线电波结型光电器件与三极管连接，保证放大，要接在（A）.A.基射极问正偏B.基集极问正偏19. C.基射极问反偏D.基集极问正偏届丁激光光放大的器件是（A）.20. A.LDB.LEDC.CCDD.PMT目前最好反隐身战术主要通过（B）来实现.A.红外技术B.微波技术1. C.THz技术D.微光技术二、多项选择题（每题2分，共10分）结型红外探测器件种类有（ABCDE）。A.同质结B.异质结C.肖特基结2. D.雪崩

25、管E.量子阱届丁非相干光源的是（ABD）.A.气体放电灯B.黑体辐射器C.固体激光器D.发光二极管E.气体激光器3.光电倍增管的主要参数有（ABCDE）。A.阴极灵敏度B.阳极灵敏度C.暗电流D.放大倍数E.线性4.光电传感器使用的光电元件有（ABCDE).A.光电导体B.光电倍增管C.光电晶体管D.肖特基光电二极管E.光电耦合器件5.热敏电阻的种类包括（ABC).A.PTCB.NTCC.CTCD.ZTCE.ETC1. 三.填空题（每空1分，共10分）吸收比小丁1,且对各种光的吸收都相同的物体称为灰体.2. s里称为光电倍增管的阳极灵敏度。a中3. 人眼的暗视觉完全由杆状细胞起作用。输入脉冲在

26、光纤中，由丁光波的群速度不同而出现的脉冲展宽现象，称为色散.4. FITCCD指的是帧行间转移型CCD.5. 真空能级E0和导带底能级Ec之差称为电子亲和势.6. 温度升高时，半导体热敏电阻的阻值减少金属由阳.伯增加.按照光纤在检测系统中所起的作用分类，光纤传感器包括功能型传感器和非功能型传感器四.简答计算题(共40分)1. 什么叫光伏效应？(5分)半导体受光照，产生电子一空穴对，在结电场作用下，空穴流向P区，电子流向N区，在结区两边产生势垒的效应。2. 光敏电阻与结型光电器件有什么区别？(10)(1) 产生光电变换的部位不同。光敏电阻不管哪一部分受光，受光部分的电导率就增大；而结型器件，只有

27、照射到PN结区或结区附近的光才能产生光电效应，光在其他部位产生的非平衡载流子，大部分在扩散中被复合掉，只有少部分通过结区，但乂被结电场所分离，因此对光电流基本上没有贡献。(2) 光敏电阻没有极性，工作时可任意外加电压；而结型光电器件有确定的正负极性，但在没有外加电压下也可以把光信号转换成电信号。光敏电阻的光电导效应主要依赖丁非平衡载流子的产生与复合运动，时间常数较大，频率响应较差；结型器件的光电效应主要依赖丁结区非平衡载流子中部分载流子的漂移运动，电场主要加在结区，弛豫过程的时间常数(可用结电容和电阻之积表示)相应较小，因此响应速度较快。(3) 光敏电阻内增益大。有些结型光电器件，如光电三极管

28、、雪崩光电二极管等有较大的内增益作用，因此灵敏度较高，也可以通过较大的电流。光电导器件(光敏电阻)和结型器件相比各有优缺点，因此应用丁不同场合。3.负电子亲合势光电阴极的能带结构如何？它具有哪些特点？(10分)答：真空能级降到导带之下；量子效率高、光谱响应率均匀，且光谱响应延伸到红外、热电子发射小、光电子的能量集中。4. 已知CdS光敏电阻的最大功耗为40mw,光电导灵敏度&=0.5X10-6s/lx，暗电导纹0,若给CdS光敏电阻加偏置电压20V,此时入射到CdS光敏电阻上的极限照度为多少勒克司？解：已知W=40mWSg=0.5X10-6s/lx;暗电导g0=0V=20V求E=?因光敏电阻的

29、阻值不随外电压变化，仅取决丁光能量。暗电导可忽略WIUI=V/U乂因为I=gUg=I/U=W/U2=(40X103)/202=10-4(S)1) 乂因为Sg=g/EE=g/Sg=10-4/(0.5x10-6s/lx)=2x102(lx)答：此时入射到CdS光敏电阻上的极限照度为2X102勒克司。河南大学物理与电子学院200-200学年第学期期末考试1. 光电检测技术题库试卷(五)参考答案一单项选择题(每小题2分，共40分)结型光电器件与三极管连接，保证放大，要接在(A).A.基射极问短路B.基集极问短路2. C.基射极问反偏D.基集极问正偏光电池的工作条件是（D）.3. A.加热B.加正向偏置

30、C.加反向偏置D.加光照IRCCD表示的是（D）CCD.A.增强型；B.时间延迟型；C.电子轰击模D.红外.4. SbCs材料，主要用于（B）变像管光阴极.5 A.红外B.紫外C.可见D.X射线.汞灯是一种（A）.5. A.气体光源B.热光源C.冷光源D.激光光源辐通量相同时，光通量最小的光的波长是（D）nm.6. A.555B.590C.620D.780光电倍增管的高压模块，其输出电压一般为直流（A）.7. A.1000VB.100VC.10000VD.15VPN结光生伏特效应（B）.A.电子集中的P区；B.电子集中的N区结表面；C.电子集中的P区表面；D.电子集中的N区表面.8. 用光电法

31、测量某高速转轴的转速时，选用最合适的的光电器件是（D）.A.PMTB.CdS光敏电阻9. C.2CR42硅光电池D.3DU型光电三极管充气白炽灯主要充入循环剂是（B）.A.氢气B.漠化硼C.钗气D.氟气11.如下不是降低光电倍增管的暗电流的方法（B）.A.直流补偿；B.选频和锁相缩小12. C.冷却光电倍增管；D.增加电磁屏蔽灵敏度最高的光电器件是（B）.13. A.光电二极管B.光敏电阻C.光电三极管D.硅光电池发光效率的单位（A）.14. A.流明每瓦B.无量纲C.流明D.瓦特每球面度已知某种光电器件的本征吸收长波限为1.4vm,则该材料的禁带宽度为（A）.15. A.0.886eVB.1

32、eVC.2eVD.1.3eV下面届于冷光源的是（C）.16. A.太阳B.白炽灯C.发光三极管D.卤鸨灯太赫兹波频率的范围在（A）.17. A.10111012B.108109C.10131014D.10151016假设将人体作为黑体，正常人体体温为36.5C,那么由维恩定律，可以计算出正常人体的峰值辐射波长为（D）.18. A.0.936umB.93.6umC.0.0936umD.9.36um半导体中施主能级的位置位于（A）.19. A.禁带B.满带C.导带D.价带波长为0.8叩的光线届（A）。20. A.近红外线B.中红外线C.远红外线D.极远红外线下边哪一项可作为光电耦合器件的发光件（D

33、）.A.光电三极管B.光电池1. 光敏电阻D.半导体激光器二、多项选择题（每题2分，共10分）CCD的种类有（ABCDE）.A.黑白CCDB.可见光CCDC.X射线CCD2. 彩色CCDE.微光CCD届丁相干光源的是（ABCDE）.A.染料激光器B.半导体激光器C.固体激光器3. D.等离子体激光器E.气体激光器下列红外探测器，届丁热探测器的是（ABCDE）.A.测辐射热计D.热释电探测器B.测辐射热电偶E.商莱管C.测辐射热电堆4. 产生激光的条件（ABCEA.泵浦源D.负载5. 光电倍增管的主要参数有（）.B.粒子数反转E.工作物质ABCDE）。C.谐振腔A.阴极灵敏度B.阳极灵敏度D.时

34、间特性E.伏安特性C.暗电流1. .填空题（每空1分，共10分）半导体热敏电阻具有负温度系数.G称为光电倍增管的放大倍数或电流增益3 .在环境亮度低丁10-2cd.m-2时，锥状细胞失去感光作用。4 .在绝对温度零度（0k）时，原子内电子所能占据的最高能级叫费米能级.5. 使物质电导率发生变化，称为内光电效应.6. 光电耦合器件既具有光电耦合特性，又具有隔离特拙.7. 光敏电阻的工作原理是光照产牛出牛载流孑，使其电阻伯急剧壶小。8.像管电子光学系统的主要作用是电子加谏.四.简答计算题（共40分）1. 什么是产生、复合噪声？半导体受光照时，载流子不断地产生-复合，电导率起伏引起电流起伏产生的噪声

35、.2. 简述液晶的工作原理。液晶分子的棒状结构具有偶极矩，在电场的作用下，偶极矩要按电场的方向取向，使分子原有的排列方式受到破坏，从而使液晶的光学性能变化，如原来是透光的变成不透光，或相反。把这种因外加电场的作用导致液晶光学性能发生变化的现象称为液晶的电光效应。3. 试述光纤的结构并分析各部分折射率的关系。光纤由三部分组成：纤芯ni（玻璃、石英或塑料、ni最大）、包层n2（玻璃或塑料n2ni）及外套n3.n2n3ni.4. 简述等离子体电视的工作原理。等离子体显示板（PlasmaDisPlayPaneJPDP）是利用惰性气体在一定电压作用下产生气体放电，形成等离子体，而直接发射可见光，或者发射

36、紫外线（VUV）进而激发（红、绿、兰三种）荧光粉发光的一种主动发光型平板显示器件。河南大学物理与电子学院200-200学年第学期期末考试光电检测技术题库（六）参考答案I. 一单项选择题（每小题2分，共40分）太阳光经过大气，其中小于100nm的光被（D）吸收.2 A.氧分子B.臭氧C.二氧化碳D.氮原子.原子灯是一种（A）.3. A.气体光源B.热光源C.冷光源D.激光光源对光电倍增管电源高压稳定度的要求，一般是在（D）A.（15）%;B.（1015）%;C.（0.10.5）%;D.（0.010.05）%.4. 下面哪个不届于热辐射体（D）A.太阳；B.鸨丝白炽灯；C.树；D.火焰中的钠.5.

37、 在光线作用下，半导体的电导率增加的现象届于（D）A.外光电效应B.内光电效应；C.光电发射；D.光导效应。6. X射线频率的范围在（D）.7. A.10111012B.108109C.10131014D.10171018自控路灯中主要用（B）.A.光电二极管；B.光敏电阻；C.发光二极管；D.光电池.8. 半导体激光发光是由（D）之间的电子-空穴对复合产生的，激励过程是使半导体中的载流子从平衡状态激发到非平衡状态的激发态。A.原子；B.分子；C.离子；D.能带.9. 采用水杨酸钠和红宝石作为（C）CCD的抗反射涂层。A.彩色；B.红外;C.紫外；D.X射线.利用温差电势现象制成的红外探测器称

38、为（A）红外探测器，因其时间常数较大，响应时间较长，动态特性较差，调制频率应限制在10Hz以下:A.热电偶型；B.热释电型；C.热敏电阻型；D.热电动型.II. 光电探测器输出电流与输入功率之比，称为光电探测器的（A）。12. A.电流灵敏度B.光谱灵敏度；C.量子效率；D.通量阈厨房宜采用哪种形式的火灾报警探测器（C）.A.感温探测器B.火焰探测器13. C.感烟探测器D.离子感烟探测器光电阴极中的热电子发射常温下有两个数量级的暗电流，大小为（D）.A.10-210-3A/cm2B.10-510-7A/cm214. C.10-1010-12A/cm2D.10-1610-17A/cm2激光光束

39、的调制方法，常见的并没有（D）.15. A.电光调制B.声光调制C.磁光调制D.声电调制一股光电倍增管有上（A）倍的电子放大作用.16. A.亿B.白万C.千万D.万光纤传感器的光源（D）不包括.17. A.激光二极管B.发光二极管C.白炽灯D.光电二极管光电二极管正常工作条件是（C）.18. A.加热B.加正向偏置C.加反向偏置D.加光照光子探测是利用某些半导体材料在入射光的照下，产生（A）。使材料的电学性质发生变化。通过测量电学性质变化，可知道红外辐射的强弱。A.光子效应B.霍尔效应C.热电效应D.压电效应19.像增强器是（B）.A.固体B.真空C.紫外D.红外20.对视像管靶并不要求（D

40、).二A.电荷存储B.电阻率大C.横向电阻高D.、多项选择题（每题2分，共10分）禁带宽度大1.届于非相十光源的是（ABCDE).A.太阳B.气体放电灯C.阴极射线管D.荧光显示器E.液晶显示器2.热探测器类型主要有（ACDE)。A.热敏电阻型B.热电导型C.热释电型D.高莱管型E.热电偶型3.光纤的传输特性指标有(ABCDE).A.传输损耗B.色散C.容量D.抗拉强度E.集光本领4.光电倍增管的主要参数有（ABCDE）。A.阴极灵敏度B.阳极灵敏度C.光谱特性D.时间特性E.伏安特性5. 下列探测器中，届于光子探测器的是（ABCDE）.A.外光电探测器B.内光电探测器C.光电导探测器1 D.

41、光生伏特探测器E.光磁电探测器三.填空题（每空1分，共18分）.在环境亮度低丁10-2cd.m-2时，视觉功能由杆状细胞起作用，人眼失去感觉彩色的能力，仅能辨别白色和灰色.2 .一般要求的电源稳定性比光电倍增管的稳定性高10倍.3. 使特质产生光生伏特的现象，称为内光电效应.4. 像管光阴极的作用是将光信号转化为电信号.5. 等离子体显示器是每一个像素都是一个独立的发光管.6. 微光光电成像系统的核心部分是微光像增强器件.7. 光电二极管按结构分有同质结与异质结光电二极管。四.简答计算题（共40分）1. 什么是黑体？吸收比等丁1、能发射所有波长的辐射源叫绝对黑体。2. 已知GaAs禁带宽度为1

42、.4eV,求GaAs的LED的峰值波长。而实测GaAs的LED的峰值波长为1127nm,为什么？解：依公式口1.24/Eg=885.7（nm）对丁发光二极管，复合跃迁前后的能量差大体就是材料的禁带宽度决定的。对大多数半导体材料来讲，由丁折射率较大，在发射逸出半导体之前，可能在样品内已经过了多次反射。因为短波光比长波光更容易被吸收，所以峰值波长相应的光子能量比禁带宽度小些。例如GaAs的峰值波长出现在1.1eV,比室温下的禁带宽度少0.3eV。随着结温的上升，波长向长波方向移动。已知垂直射到地球表面每单位面积的日光功率（称太阳常数）等丁1.37X103W/m地球与太阳的平均距离为1.5X108k

43、m太阳的半径为6.76X105km（1）求太阳辐射的总功率；（2）把太阳看作黑体，试计算太阳表面的温度。解：（1）根据距离平方反比定律EeIe/R2,（2分）太阳的辐射强度为IeEeR23.0281025W/sr。（1分）得到太阳的总功率为e4Ie3.81026W（2分）（2）太阳的辐射亮度为Le1.989107W/cm2.sr（2分）A太阳的辐射出射度为MeLe6.25107W/m2（2分）1. 太阳的温度为T4也5761K（1分）河南大学物理与电子学院200-200学年第学期期末考试光电检测技术题库（七）一单项选择题（每小题2分，共40分）无线电频率的范围在（B）.2. A.1011101

44、2B.108109C.10131014D.10171018液晶是一种（B）.3. A.气体光源B.固体光源C.液体光源D.激光光源光电探测器输出电压与输入功率之比，称为光电探测器的（D）。4. A.电流灵敏度B.光谱灵敏度；C.量子效D.电压灵敏度光源单位时间内向所有方向发射能量，称为（A）.5. A.辐功率；B.辐强度；C.辐照度；D.辐出度太阳光经过大气，其中小于200nm300nm的光被（B）吸收.6 A.氧分子B.臭氧C.二氧化碳D.氮原子.像增强器是（A）成像器件.7. A.微光B.可见光C.紫外D.红外利用具有极化现象的晶体制成的红外探测器称为（B）红外探测器。A.热电偶型B.热释

45、电型;C.热敏电阻型D.热电动型.8. 材料的导电率，最大的是（A）A.金届；B.杂质半导体；C.绝缘体；D.本征半导体.9. 硅光电二极管与硅光电池相比，不正确的说法是前者比后者（D）.A.衬底掺杂浓度低B.电阻率高C.光敏面小；D.前者正偏后者无偏.10. 在光线作用下，半导体的表面发出电子的现象届于（C）A.外光电效B.内光电效应；C.光电发射D.光导效应。11. 光电效应中的逸出功，是指电子从（C）到真空能级的能级差。12. A.导带底能级B.价带顶能级C.费米能级D.施主能级一个高灵敏度、高分辨和极为复杂而精巧的光传感器是（A）.13. A.人眼B.光电倍增管C.半导体光敏器件D.C

46、CD人体的正常体温为37C，其射出的红外线波长为（C）.14. A.8.9四B.9四C.9.3pmD.9.4pm光子探测是利用入射光，产生（C）使材料的热学性质发生变化。通过测量电学性质的变化，可以知道红外辐射的强弱。15. A.光子效应B.霍尔效应C.热电效应D.压电效应本征半导体的费米能级处于禁带（A）.16. A.中间B.上部C.下部D.不确定THz扫描成像的信噪比可达（D）.17. A.10B.100C.1000D.10000像管中（C）的出现和使用，成为第二代像管出现的标志性部件。A.负电子亲和势阴极；B.电子光学系统；18. C.微通道板MCP;D.光纤面板半导体的能带宽度，随温度

47、升高而（C）.19. A.不变B.加宽C.变窄D.不能确定下列像管的性能指标（A）的值越高，像管的成像质量越好。A.增益系数；B.卞效背景照度；C.畸变；D.惰性。20. 光敏电阻和PN结的时间常数（A）.1. A.前者大B.后者大C.一样大D.不能确定二、多项选择题（每题2分，共10分）届于非相十光源的是（ACDE）.A.白炽灯D.荧光显示器B.气体激光器E.液晶显示器C.阴极射线管2.热探测器有（ABCDE）。A.热电偶B.热电堆C.热释电探测器D.局莱管E.3.光的全反射的条件是（AB）。A.光从光密物质射入光疏物质B.入射角大丁临界角C.光从光疏物质射入光密物质E.核吸收D.入射角小丁

48、临界角4.光电探测器分为（ABCDE）探测器.A.外光电B.内光电C.光生伏特D.光电导E.光磁电5.光生伏M件有（ABCDE）。A.光电二极管B.雪崩光电二极管C.PIN光电二极管D.%电池E.光电三极管1. 填空题（每空1分，共10分）利用光电效应制成的红外探测器、简称光子探测器。2. 光纤的数值孔径（入射光锥半角0（的正弦）最大，集光本领最强.3. 光电倍增管加高压的目的是，保证电流放大和电子有效收集.4. 像管光电变换部分的作用是将电信号转化为可视图像.5. 以激光为载体，将信息加载到激光的过程，称为调制.6. 价电孑转化为自由电孑需要提供能量.7. 费米能级是绝对零度时材料中电子能量

49、最高的电子所占据的能级.8. 光在光纤内形成驻波的光线组称为模.9. 光纤通信系统光载波的频率为200THz,则其对应的波长为1.5顷。10. 光纤纤芯的折射率应大于包层的折射率。三. 简答计算题（共40分）5. 什么是热噪声？导体和半导体中的载流子在一定温度下都做无规则的热运动，这种载流子热运动引起的电流起伏或电压起伏称为热噪声。6. 简述发光二极管的工作原理.发光二极管的PN结正偏时，电子被迫进入N区、空穴进入P区，电子能量超过结电压时，会横越结区，且在结区的耗尽层（附近）里电子与空穴复合放能产生光子，形成结发光。3. 试论述热释电红外探测器工作原理。（15分）4. 现有GDB423型光电

50、倍增管的光电阴极面积为2cm2,阴极灵敏度8为25A/lm倍增系统的放大倍数为105,阳极额定电流为20两,求允许的最大光照。已知8=25A/lmAk=2cm2=2X10-4m2M=105Ip=20A求Emax=?解：依公式8k=Ik/Ik=Ip/M0=Ik/8=IP/MSk=20A/祸25A/10.810-5（lm）E=0/S=0.8X0-5（lm）/210-4m2=0.04（lx）最大光照度为0.04lx。河南大学物理与电子学院200-200学年第学期期末考试光电检测技术题库试卷（八）一、单项选择题（每小题2分,共40分1.材料的禁带宽度，最大的是（C）A.金届；B.杂质半导体C.绝缘体；

51、D.本征半导体.2. 紫外线频率的范围在（D）.3 A.10111012B.108109C.10131014D.10151016.等离子体是一种（B）.3. A.气体光源B.固体光源C.液体光源D.激光光源费米能级Ef的意义是电子占据率为（D）时所对应的能级A.0;B.0.1;C.0.2;D.0.5.4. 光源在指定方向上通过单位立体角内的辐射通量的多少，称为（B）.5. A.辐功率；B.辐强度；C.辐照度；D.辐出度光子探测是利用入射光和磁，产生（B）。使材料的电学性质发生变化。通过测量电学性质的变化，可以知道红外辐射的强弱。6. A.光子效应B.霍尔效应C.热电效应D.压电效应在光源入一定

52、的情况下，通过半导体的透射光强随温度T的增加而（B）A.增加；B.减少;C.不变；D.不能确定.7. 电子亲和势，是指电子从（A）到真空能级的能级差。8. A.导带底能级B.价带顶能级C.费米能级D.施主能级光纤通信指的是（B）。A. 以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式B. 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式C. 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式9. 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式光电探测器单位信噪比的光功率，称为光电探测器的（C）。A.电流灵敏度；B.光谱灵敏度；10. C.噪声等效功率；D.通量阈N型半导体的费米能级处于禁带（B）.A.中间B.上部C.下部D.

53、不确定.11. PN结和光敏电阻的时间常数（B）.12. A.前者大B.后者大C.一样大D.不能确定下列像管的性能指标（A）的值越高，像管的成像质量越好。A.光电转换特性；B.等效背景照度；C.畸变；D.暗电流。13. 光纤的数值孔径与（C）有关。14. A.纤芯的直径B.包层的直径C.相对折射率差D.光的工作波长硅光电二极管与硅光电池相比，前者比后者不正确的说法是（A）.A.衬底掺杂浓度局;A. 电阻率高；C.光敏面小；D.前者反偏后者无偏.15. 正常天气太阳光的峰值辐射波长为502nm,太阳表面的温度大约为（）.16. A.6000KB.60000KC.5000KD.50000K最安全的

54、成像是（D）.17. A.CTB.IRC.X-RayD.THz为了使雪崩光电二极管正常工作，应在其P-N结上加（A）。18. A.高反向偏压B.低正向偏压C.高正向偏压D.低反向偏压像管中（A）的出现和使用，成为第三代像管出现的标志性部件。A.负电子亲和势阴极；B.电子光学系统；19. 微通道板MCP;D.光纤面板激光是通过（A）产生的.1. A.受激辐射B.自发辐射C.热辐射D.电流二、多项选择题（每题2分，共6分）按发光机理，光源有（ABCD）光源。A.热辐射B.气体发光；C.固体发光2. 激光E.显示用频率描述光源光功率分布的种类有（ABCD）光谱。A.线状B.球状C.带状3. D.连续

55、E.混合线阵CCD的组成包括（ABCDE）.A.IDB.IGC.OD1. D.OGE.MOS填空题（每空1分，共14分利用光电效应制成的红外探测器，简称光子探测器。2. 光电倍增管加高压的目的是，保证电流放大和电孑有效收集.3. 以激光为载体，将信息加载到激光的过程，称为光束调制PN结光电器件，反偏时光电流与反偏电压几乎无关.4. 为使电荷包实现定向转移，需要控制好相邻栅极上的电压，从而调节其下对应势阱的深浅，电压的绝对值越大，势阱就越深，电荷包总是从也世势阱流向深势阱。5. 自由载流子型光电导指是有很高迁移率的的半导休材料.7 .按折射率分布划分，光纤可分为阶跃型.和渐变型.8. 光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长是（0.85）pm、（1.31）叩、（1.55）叩。三. 简答计算题（共40分）1. 什么是白噪声？一种功率谱大小与频率无关的噪声，称为白噪声。2. 简述发光三极管的工作特点。 届于低电压、小电流器件，在室温下即可得到足够的亮度（一般为3000cd