西南交大光电技术复习题纲

光电技术复习题纲试题类型：填空（10分）、选择（20分）、判断（10分）、简答（20分）、综合题（30分）、设计题（10分）备注：本复习提纲只是一个概要，请同学们不要脱离书本以及上课课件。绪论1.光电探测系统的组成（选＊2）光电探测系统由光辐射源、光学系统、调制器、传输介质、光电探测器和电子系统等基本环节组成，可分为主动探测系统和主动探测系统，如图0-1所示。区别：被动探测系统其信息源来自被探测物体自身的辐射，如所要探测的飞机、舰船、星体、火焰和人体等物体自身的紫外、红外或可见光辐射；也可以是来自其他自然辐射源（如太阳）照射在被探测物体上形成的反射、散射等光辐射。例如遥感技术中地球表面不同物体的反射光谱。主动探测系统其信息源不同时兼作辐射源，即系统不是利用信息源自身辐射或者信息源为非光学量。将非光学的物理量（如语音、数据等）先设法变成电信号，然后通过调制器把信息加载到光波上进行传输，如光纤通信系统；或者采用人工光源照射被测物体，使所需要信息能加载到反射、透射、散射或衍射光波上，然后利用光电探测系统进行检测，如激光制导、激光测距系统。第1章光辐射探测的理论基础1.1辐射度学与光度学基础知识光学谱区：0.01～1000μm可见光谱区：0.38～0.78μm光辐射量度：辐射度量（电磁波谱），光度量（可见光谱区）1.2半导体物理的基础知识（概念理解）半导体能带：导带、价带、禁带半导体类型：本征半导体、P型半导体、N型半导体、半导体中载流子的分布：费米能级的“标尺”作用半导体对光的吸收：本征吸收、非本征吸收(会画能带结构图）非平衡状态下的载流子：过剩载流子、光生载流子、产生、复合、光生载流子的寿命。载流子的扩散与漂移1.3半导体的光电效应（掌握概念，公式不做要求）光电导效应、光伏效应、光电子发射效应、光电转换的基本规律（量子效率）。本征吸收、杂质吸收、激子吸收、自由载流子吸收、晶格吸收描述（补充课件）

第2章常见光辐射源1.黑体的描述。2.黑体辐射的几个描述定律：基尔霍夫定律、普朗克公式、维恩位移定律、斯蒂芬－玻尔兹曼定律。3.光源的基本特性参数：辐射效率、发光效率4.自然辐射源：目标辐射、背景辐射。5.激光器画图并说明激光器的基本组成。激光器的工作原理。第3章光电导探测器1.光电导探测器的材料及分类本征型光电导探测器、杂质型光电导探测器P型、N型半导体均可制成光电导探测器，但电子的迁移率比空穴大，而且用N型材料制成的光电导探测器性能较稳定，特性较好，故目前大都使用N型半导体光电导探测器。同一种半导体材料的杂质电离能比本征半导体的电离能小得多，所以它的长波限比本征探测器的长波限长得多。2.光电探测器的惰性、弛豫过程。3.不同光照条件下光电导响应过程弱光照——响应时间为常数，稳态光电导与光生载流子的产生率成线性关系。强光照——响应时间是光照的函数，稳态光电导与入射辐射通量平方根成正比关系。4.光敏电阻的结构设计原则是什么？为什么这样设计？光敏电阻做成蛇形，电极作成梳状。这样的结构设计既可以保证有较大的受光表面，也可以减小电极之间的距离，从而可减小电子渡越时间，有利于提高灵敏度。4.光电导探测器的主要特性参数：光电特性、照度指数、光电导灵敏度、响应时间、频率特性、光谱特性、温度特性、前历效应、伏安特性、噪声特性5.光电导探测器的偏置电路及几种典型结构：恒流偏置电路、恒压偏置电路、恒功率偏置电路光电导探测器应用举例。第4章光伏探测器4.2节常用光伏探测器4.3节光伏探测器组合器件第5章光电子发射探测器1.光电阴极的定义及分类：常规光电阴极、负电子亲和势光电阴极2.光电倍增管的结构及各部分作用（见补充课件）光窗、光电阴极、光电子光学系统、电子倍增管、阳极3.光电发射和二次电子发射有哪些不同？简述光电倍增管的工作原理。4.光电倍增管的工作电路及应用高压供电电路、信号输出电路光电倍增管采用负高压供电或正高压供电，各有什么优缺点？它们分别适用哪些场合？疲劳与衰老的定义。光电发射效应：当金属或半导体受到光照时，电子从材料表面逸出的现象。一个良好的光电发射材料应具备的条件？①光吸收系数大②光电子在体内传输过程中受到的能量损失小③表面势垒低，使表面逸出几率大。负电子亲和势的形成电子亲和势EA：真空能级与导带底能级之差称为电子亲和势。面N型材料自由电子较多，衬底P型材料自由空穴较多，它们间因存在浓度差而互相扩散，形成表面电荷的局部耗尽，耗尽区内发生能带弯曲。产生能带弯曲后的电子亲和势表示为：如果掺杂浓度足够高，使得能带弯曲足够大，则可使能带弯曲度Ed>EA2，从而EAe<0，这样就形成了负电子亲和势。真空伞型光距电管钩的工咽作原闭理当入加射光次透过纤真空鼠型光挡电管且的入朋射窗锤照射截到光不电阴扎极面就上时婶，光汽电子孙就从委阴极脱发射石出去陷，在厦阴极假和阳每极之跃间形蹈成的街电场睡作用玩下，虑光电宵子在裹极间掏作加韵速运煤动，抬被高诊电位讯的阳忘极收希集，泥其光丛电流层的大菜小主差要由夕阴极尾灵敏连度和冬入射馋辐射葛的强先度决原定。充气挑型光家电管潮的工较作原见理光照铺生电鸣子在缺电场颠的作喂用下百运动蓝，途特中与栋惰性辉气体既原子娃碰撞泰而电僚离，家电离打又产君生新突的电腿子，崖它与灭光电劲子一毁起都零被阳块极收宜集，点形成希数倍跃于真挤空型工光电搬管的催光电余流州。具有逝足够敏动能电的电模子轰弟击某增些材兰料时滩，材耕料表斩面将械发射干新的聚电子，这避种现右象称鹅为二次滴电子掏发射。轰击酷材料崇的入扁射电端子称败为一次悉电子，从腔材料舱表面纸发射路出的甜电子悉称为二次虎电子。二次用发射失过程求可以巴分三烛步来煎描述粥：①材我料吸搁收一凝次电肌子的斑能量挎，激烫发体蔬内电没子到舞高能观态，姥这些乱被激汇电子锻称为行内二很次电寇子；②内趁二次根电子把中初伏速指唱向表灶面的致那一绒部分嫁向表作面运准动，作在运喜动过欺程中机因散惧射而售损失座能量桂；③如丈果到涨达界功面的英内二材次电公子仍搁有足蚂以克餐服表绞面势散垒的扬能量秩，即抽逸出右表面与成为疮二次闹电子均。第6章籍热探治测器1.热探仙测器走的基证本原泪理6.炮3测辐伶射热农计（摧不记款公式咸）6.冒4热释年电探链测器庙（不启记公顷式）2.热探殊测器壶的定酷义及颗分类薯：热电狸偶（案热电勉堆）熄、测绘辐射哀热计喉、热徒释电短探测穿器3.三种垂常用乞热探浪测器卫的基炎本原寺理、斩主要匹特点巨和性食能参抚数等忙的比排较第7章基光电占成像惯器件7.造1像管卷（像司管的糟主要岂特性炕参数铁不考谊）像管匆是指喝可以敬将人把眼不业可见岭的或纺微弱训的光碰学图障像转没换为摩人眼绳可直止接观浩察的缴图像业的一江类电汇真空引成像驻器件居，它疯包括洒变像妥管和伐像增伪强器拆。变像诊管：醋将人捡眼不宰可见映的（荡红外提、紫怎外和X射线边）光倚学图余像变岁换为池可见蝴光图像像的楼成像牺器件尤。光弃谱变拌换像增咏强器温：将待亮度枣很低演的光铺学图涂像增底强到态足够煌亮度斤的成冈像器燥件，闲微通勇道板粉像增暴强器返是其迎中一筑种重捐要的调像增泊强器娇。亮尘度增叉强像管蕉的工猾作原岗理在像阁管中鹿，光咬电阴尿极是拼像管丘的光劈燕－电森变换昼部分兔，利弟用它丧通过么外光混电效堤应把孙亮度眼很低辜的可凳见光食图像支或者慕人眼耻不可哨见的训光学萝图像派经光墙电阴宵极转昼换成且电子舟图像影；电子血光学展系统叔将电扁子图毁像聚纵焦成黄像在忌荧光失屏上扬，并剖使光浴电子添获得冤能量只增强居；荧光扭屏再永将入善射到载其上格的电计子图圈像转类换为帐可见昌光图铺像。光电兽导技钟术的抹变像脾原理醒：入射鸡的红睡外辐窄射图忆像经弓红外期物镜留成像饲在光伴电导乳靶上糕，在抛靶面原上形乐成相秧应的拐电势且分布习图像胡；当电姨子枪拢发射众的电棕子束垃在偏帜转磁呼场的尚作用哲下，大入射革到靶订面上裂时，热就会稼受到麻电势联图像熟的调浸制；原入杆射的强电子尤束中糕有一鹅部分尿电子射再经欲偏转脆磁场览和电脏场的墨作用茧而返累回到罪荧光弦屏上各，使沉之发绝出荧氧光。选通项式变超像管哪的结扎构选喊通式视变像舌管的某关键侨是在石电子芒光学蜂系统屿的阴肌极与枪阳极阿之间户增加帜一对承带孔另栏的贪金属妙电极厉（称异为控卷制栅紫）。选通才式变膏像管而的工枣作原糠理：慈改变拴控制冬栅的世电压瘦，从煤而控酿制变谣像管温的导蝴通和纺光电絮子的吼发射泼。变像温管导裹通——控制纹栅的议电压UG比光汇电阴镇极电匆压高17域5V。变像飞管截豪止——控制故栅的帮电压UG比光闪电阴升极电完压低90览V。信息乔的存休储和蜓扫描叹输出余（一倒维时毯序电缝信号现）的粮全过召程。2.电视塔制式3.电真汁空摄倚像管质的结厚构及棋工作授原理竿（见仅补充楼课件进）蹄。4.固体思摄像挺器件冶（CC挑D）1.微光推夜瞄妖镜工作公原理倘：远萍处目忽标在绵夜天饥光的暑照射尝下发躲出的垃微弱咽光学帅图像再被物卸镜接询收并欲聚焦郑在像喘增强计器的久光电餐阴极划上，芬像增送强器姑形成俯的可牵见光纠图像障再经声目镜腹放大掀后，衡可由担人眼测直接白观察载。2.红外鸽夜视遵仪工作督原理撒：由松红外膜光源栽发出害的红馋外光察照射蜓到目影标上沾，经喂目标佛反射泰后，俭被红泪外物住镜接伏收并损聚焦匀在红邀外变骂像管穗的光葛电阴求极上解，红翼外变摸像管罢形成倡的可会见光愿图像钟再经走目镜手放大犯后，坏可由逆人眼溉直接秤观察锡。第8章光搞学信裹号的见调制1.光学鼻调制饱的基传本概百念、著作用胃及调言制方我式：一次鸽调制吐、二壮次调晓制2.光信棍号调盾制的青基本蒜原理擦：连续馒波调嘱制：枕幅度剪调制啦（AM）、唱频率哀调制脆（FM）、仅相位喷调制蛮（PM）脉冲历调制铃：脉殖冲幅州度调钞制（PA单M）、链脉冲帐频率下调制奖（PF困M）、予脉冲沾宽度闲调制晴（PW壳M）编码训调制糊：抽明样、蒙量化促、编牺码3.解调穿的基废本概克念。第9章直纲接探稍测和脾相干辫探测1.直接非探测斜的基察本原阁理、渗及主菊要性触能指情标：信噪崇比、境噪声靠等效敞功率掀、视蒜场、缺作用厅