光电检测复习资料

精品文档简答题1、光电探测器常见的噪声有哪几类？分别简要说明。（）热噪声：由载流子热运动引起的电流起伏或电压起伏成为热噪声，热噪声感谢阅读功率与温度有关(2)散粒噪声：随机起伏所形成的噪声(3)产生--复合噪声：载流子浓度起伏引起半导体电导率的起伏，在外加电压精品文档放心下载下，电导率的起伏是输出电流中带有产生--复合噪声(4)1/f噪声：这种噪声功率谱近似与频率成反比(5)温度噪声：是由于器件本身温度变化引起的噪声、光电二极管与一般二极管相比有什么相同点和不同点？精品文档放心下载相同点：都是基于PN结的光伏效应而工作的不同点：（）就制作衬底材料的掺杂浓度而言，一般二极管要比光电二极管浓感谢阅读度较高（）光电二极管的电阻率比一般二极管要高（感谢阅读（）PN谢谢阅读、简述光电三极管的工作原理。谢谢阅读两个结组合起来使用。以NPN型光电三极管为例，基极和集电极之间处于反精品文档放心下载偏状态，内建电场由集电极指向基极。光照射p区，产生光生载流子对，电子漂谢谢阅读谢谢阅读子经基极流向集电极，最后形成光电流。光照越强，由此形成的光电流越感谢阅读、简述声光相互作用中产生布喇格衍射的条件以及布喇格衍射的特点。精品文档放心下载L感谢阅读以一定的角度斜入射。特点：衍射光各高级次衍射光将互相抵消，只出现0级和+11级）感谢阅读衍射光，合理选择参数，并使超声场足够强，可使入射光能量几乎全部转移谢谢阅读到＋1级（或－1级）1欢迎下载。精品文档5、什么是热释电效应？热释电器件为什么不能工作在直流状态？谢谢阅读热释电效应：谢谢阅读谢谢阅读热释电效应。根据热释电效应，热释电探测器的电流和温度的变化满足，如果照射谢谢阅读T感谢阅读、噪声等效功率？等于探感谢阅读测器本身的噪声电压（或电流），则这个辐射功率就叫“噪声等效功率”。感谢阅读、光伏效应？感谢阅读开，从而在势垒两侧形成电荷堆积，产生光生伏特效应，简称光伏效应谢谢阅读8、像管的主要功能是什么？有哪几部分组成？像管和摄像管的最大区别是什感谢阅读么？像管主要功能是把不可见辐射图像或微弱光图像通过光电阴极和电子光学系统谢谢阅读转换成可见光图像像管由光电阴极、电子透镜、荧光屏三个基本部分组成精品文档放心下载使用就像使用望远镜去观察远处景物一样，观察者必须通过它直接面对事物感谢阅读9、简述光频外差探测的特点。答：（）高的转换增益。（）良好的滤波性能。（）良好的空间和偏振鉴别谢谢阅读5感谢阅读具有极限灵敏度）。10、比较光子探测器和光热探测器在作用机理、性能及应用特点等方面的差异。感谢阅读精品文档放心下载个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。探测器吸收光子后，谢谢阅读精品文档放心下载感谢阅读2欢迎下载。精品文档3分）光热效应和光子效应完全感谢阅读精品文档放心下载吸收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升,温度上升的结果又感谢阅读感谢阅读h感谢阅读谢谢阅读且容易受环境温度变化的影响。11、光电探测器性能参数包括哪些方面。感谢阅读谢谢阅读灵敏度，也成为响应度，光谱灵敏度，频率灵敏度，量子效率，通量阈和噪声等谢谢阅读效功率，归一化探测度及工作电压、电流、温度及入射光功率允许范围。精品文档放心下载12、光子效应和光热效应。答：光子效应是指单个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。感谢阅读谢谢阅读小，直接影响内部电子状态改变的大小。因为，光子能量是hh是普朗克常感谢阅读数,光热效应和光子效应完全不感谢阅读精品文档放心下载收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升,温度上升的结果又使谢谢阅读h精品文档放心下载波段上，材料吸收率高，光热效应也就更强烈，所以广泛用于对红外线辐射的谢谢阅读谢谢阅读精品文档放心下载精品文档放心下载日益广泛的应用。、请简要说出InSb和光敏电阻的特性。感谢阅读3欢迎下载。精品文档答：（近红外辐射探测器波长响应范围在～3.4μm，峰值响应波长感谢阅读为μm内阻（暗阻）大约为1MΩμs（）InSb在77k下,精品文档放心下载噪声性能大大改善峰值响应波长为μm响应时间短（大约×）感谢阅读14、为什么说光电池的频率特性不是很好?答:光电池总的来说频率特性不是很好,这是由于两个方面的原因:第一,光电精品文档放心下载池的光敏面一般做的较大,因而极间电容较大;第二,光电池工作在第四象限,有谢谢阅读较小的正偏压存在,所以光电池的内阻较低,而且随入射光功率变差,因此光电池感谢阅读的频率特性不好.15、直接光电探测器的平方律特性表现在哪两个方面?精品文档放心下载平方、什么是半波电压？当光波的两个垂直分量ExEy）时所需要加的电压，称为半波电压。、说明光子效应和光热效应各自特点。谢谢阅读器吸收光子后，直接引起原子或分子的内部电子状态的改变。光子能量的大小，精品文档放心下载2分）特点：光子效应对光波频率表现出选精品文档放心下载择性，响应速度一般比较快。（1分）光热效应：探测元件吸收光辐射能量后，并不直接引起内部电子状态的改变，谢谢阅读而是把吸收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升,温度上升的感谢阅读2分）精品文档放心下载上对光波频率没有选择性，响应速度一般比较慢。18、红外光学系统的特点（）红外辐射源的辐射波段位于μm以上的不可见光区，普通光学玻璃对2.5

μm以上的光波不透明，而在所有有可能透过红外波段的材料中，只有几种材料精品文档放心下载有必需的机械性能，并能得到一定的尺寸，如锗、硅等，这就大大限制了透镜系统在红外光学系统设计中的应用，使反射式和折反射式光学系统占有比较重要的地谢谢阅读4欢迎下载。精品文档位。（）精品文档放心下载感谢阅读及光楔等。（8至14μm）精品文档放心下载在各种气象条件下或在抖动和振动条件下，具有稳定的光学性能谢谢阅读19、光电倍增管的供电电路分为负高压供电和正高压供电，试说明这两种供电精品文档放心下载电路的特点，举例说明它们分别适用于哪种情况。答：采用阳极接地，负高压供电。这样阳极输出不需要隔直电容，可以直流谢谢阅读感谢阅读磁屏蔽的金属筒距离管壳至少要有～20mm，否则由于屏蔽筒的影响，可能相精品文档放心下载谢谢阅读采用正高压电源就失去了采用负高压电源的优点，谢谢阅读这时在阳极上需接上耐高压、噪声小的隔直电容，因此只能得到交变信号输出。感谢阅读可是，它可获得比较低和稳定的暗电流和噪声。20、微弱辐射作用下，光电导材料的光电灵敏度有什么特点。精品文档放心下载谢谢阅读比，即保持线性关系。21、为什么结型光电器件正向偏置时，没有明显的光电效应？必须在哪种偏置感谢阅读状态？为什么？p-n谢谢阅读加，所以有光照时，光电效应不明显。p-n结必须在反向偏压的状态下，精品文档放心下载p-n谢谢阅读光照增加时，得到的光生电流就会明显增加。22、光电探测器与热探测器在工作原理、性能上有什么区别？谢谢阅读答：所谓光电效应是指，光辐射入射到光电材料上时，光电材料发射电子，感谢阅读精品文档放心下载精品文档放心下载光波频率（或波长）表现出选择性。在光子直接与电子相互作用的情况下，其响精品文档放心下载精品文档放心下载应。具体有光电子发射效应、光电导效应、光生伏特效应、光子牵引效应和光电谢谢阅读磁效应等。谢谢阅读5欢迎下载。精品文档精品文档放心下载谢谢阅读变化。原则上，光热效应对光波频率（或波长）没有选择性，因而物质温度的变精品文档放心下载化仅决定于光功率（或其变化率），而与入射光辐射的光谱成分无关。因为温度精品文档放心下载谢谢阅读度变化的影响。光热效应包括热释电效应、温差电效应和测热辐射计效应等精品文档放心下载23、什么是光纤的色散？谢谢阅读感谢阅读束的传输带宽24、光纤传感器的基本构成？谢谢阅读25、相位调制型光纤传感器的工作原理？答:λ长度谢谢阅读、纤芯折射率和纤芯直径d有关。光纤受物理量作用时，这三个参数就会精品文档放心下载感谢阅读忽略。而在一段长为L的单模光纤（纤芯折射率为）中，波长为λ的输出光谢谢阅读相对输入端来说，其相位角Φ为6欢迎下载。精品文档计算题1、假设将人体作为黑体，正常人体体温为°C。计算（1）正常人体所发出

的辐射出射度；（2）正常人体的峰值辐射波长。（斯忒藩-玻尔兹曼常数精品文档放心下载5.670108(J/m2sK4)m）精品文档放心下载Si1率为W40VSi光电二极管的灵敏度

S=0.5A/W，结电导为0.005μS，求（1）计算二极管的临界电导（）计算最大线性输出时的负载R。精品文档放心下载L图1图2、与象限探测器相比PSD有什么特点？如何测试图中（如图2A精品文档放心下载7欢迎下载。精品文档偏离中心的位置？答：PSD是利用离子注入技术制成的一种可确定光的能量中心位置的结型光电器

(1)(2)光敏

面上无须分割，消除了死区，可连续测量光斑位置，分辨率高。(3)可同时检测

PSD器件输出总电流和入射光强有关，所以从总的电流可求得相

应谢谢阅读精品文档放心下载的入射光强。（4分）工作原理：PSD器件光敏层上距中心点

的距离为xA时，在入射位置上产生与入射辐射成正比的信号电荷，此电荷形成

的光电流通过电阻p型层分别由电极1与2p电极间的距离为I1和I2n型层

上电极的电流I0为I1和I2之和（I0=）。精品文档放心下载、依据图3提供的结构和脉冲电压图说明电荷转移的过程。谢谢阅读123t1t2t3t4图3在t11311232因1121向223

111向22322t1T精品文档放心下载感谢阅读谢谢阅读感谢阅读精品文档放心下载精品文档放心下载精品文档放心下载谢谢阅读谢谢阅读谢谢阅读组

”KDP晶体，其中一精品文档放心下载谢谢阅读8欢迎下载。精品文档块晶体如图4理。（需标明加电压后晶体主轴’’,z的方向和电压正负）谢谢阅读体＋晶入射光偏振方向z－y’x’图4、设在半径为R的圆盘中心法线上，距盘圆中心为l处有一个辐射强度为I精品文档放心下载c0e的点源S，如图所示。试计算该点源发射到圆盘的辐射功率。精品文档放心下载Sl0Rc第6题图、已知从铝金属逸出一个电子至少需要A=4.2的能量，若用可见光投射到谢谢阅读铝的表面，能否产生光电效应？为什么？(普朗克常量h=6.63×-34J·s，基本电荷e×精品文档放心下载-199欢迎下载。精品文档解：不能产生光电效应因为：铝金属的光电效应红限波长0hc/A，而A=4.2eV=6.72×10J0296nm而可见光的波长范围为nm~770nm>精品文档放心下载0、在两个激光放大器之间，通常加入隔离器，使光束只沿一个方向传播。现有谢谢阅读一°法拉第旋转器，偏振片若干，运用所学的知识，在如图3所示的光路中感谢阅读设计一个简单的磁光隔离器，画出结构示意图，并说明其工作原理。感谢阅读激光激光图8解：如图所示,磁光隔离器主要由起偏器、°法拉第旋转器和检偏器构成.起

偏器和检偏器光轴间夹角为,经°法拉第旋转器

之后,由于磁光效应，°,正好与检偏器的光轴平行,能通过检偏器

传播。若传播的光受到反射,反射的光再度通过°法拉第旋转器,旋转45°,正好与起偏器的光轴垂直,从而被挡住,避免了反射光进入作为光源的

激光器而影响光源的稳定性，这样可以起到隔离的作用。谢谢阅读、判断图9中所示为哪种探测器，写出图中所标注的、b、c的电极名称，并精品文档放心下载简述该探测器的组成和工作原理。bac图9答：光电倍增管（1分）瓦片静电聚焦型（1分）a.（半透明）阴极精品文档放心下载10欢迎下载。精品文档聚焦电极c.3分）光电倍增管主要由光入射窗、光电阴极、电子光学精品文档放心下载系统、倍增极和阳极等部分组成。（3分）光电倍增管由光窗、光电阴极、电谢谢阅读子光学系统、电子倍增系统和阳极五个主要部分组成。光电倍增管的工作原理：感谢阅读（）光子透过入射窗口入射在光电阴极上；（）光电阴极的电子受光子激发，谢谢阅读离开表面发射到真空中；（3）光电子通过电场加速和电