光电检测课程总结
光电检测技术
光电检测技术总结经过一学期的光电检测技术课程的学习，我们大致上了解了光电检测技术有许多方面的知识，按照传感器、转换电路、检测装置划分排列。
接下来我们来仔细探讨一下究竟有什么值得我们学习的。
首先是光电技术的定义。
何为光电技术？光电检测技术是以激光、红外、光纤等现代光电子器件作为基础，通过对被检测物体的光辐射，经光电检测器接收光辐射并转换为电信号，由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用信息，或进入计算机处理，最终显示输出所需要的检测物理参数。
其中检测和测量有一些不同的地方：检测：通过一定的物理方式，分辨出被测参量并归属到某一范围带，以此来判别被测参数是否合格或是否存在。
测量：将被测的未知量与同性质的标准量比较，确定被测量对标准量的倍数，并通过数字表示出这个倍数的过程。
而光电检测技术的应用存在在生活中的每一个部分。
比如人的视觉功能，人眼是一个直径为23mm的近似球体，眼球前方横径为11mm的透明角膜具有屈光作用，角膜后的虹膜中央有称为瞳孔的圆孔，它可以扩大或缩小以调节进入眼球的光亮。
虹膜后的水晶体相当于光学系统中的透镜，其直径为9mm。
在眼球的后方有视网膜，这是光学细胞和杆状细胞，它们和视网膜上的其他细胞组成的微小感光单元。
这些感光单元接收光刺激后转化为神经冲动，经视神经传导到大脑的高级视觉中枢，从而产生亮度和彩色的感觉，同时也形成有关物体状和大小的判断。
因此，人眼是一个高灵敏度、高分辨率和极为复杂而精巧的光传感器。
正好光学仪器是人眼的视觉扩展，通过利用光辐射的各种现象和特性，摄取信息实现控制的有力工具，它是人类视觉参与下才能工作的。
光学仪器一共在人类视觉上做出了以下的扩展：1、时间上扩展，可以通过摄像机记录过去的样子；2、空间上的扩展，通过地球卫星观看世界个地的样貌；3、识别能力的扩展，通过放大镜和显微镜我们能够观测到人眼看不见的细微东西。
光电检测系统由哪些东西组成？典型的光电仪器包括了精密机械、光学系统、光电信号传感器、电信号处理器和运算控制计算机以及输出显示设备等环节。
南京理工大学-光电检测技术总结
南京理⼯⼤学-光电检测技术总结习题01⼀、填空题1、通常把对应于真空中波长在（0.38m µ）到（0.78m µ ）范围内的电磁辐射称为光辐射。
2、在光学中，⽤来定量地描述辐射能强度的量有两类，⼀类是（辐射度学量），另⼀类是(光度学量)。
3、光具有波粒⼆象性，既是（电磁波），⼜是（光⼦流）。
光的传播过程中主要表现为（波动性），但当光与物质之间发⽣能量交换时就突出地显⽰出光的（粒⼦性）。
4、光量Q ：?dt φ，s lm ?。
5、光通量φ：光辐射通量对⼈眼所引起的视觉强度值，单位：流明lm 。
6、发光强度I ：光源在给定⽅向上单位⽴体⾓内所发出的光通量，称为光源在该⽅向上的发光强度，ωφd d /，单位：坎德拉)/(sr lm cd 。
7、光出射度M ：光源表⾯单位⾯积向半球⾯空间内发出的光通量，称为光源在该点的光出射度，dA d /φ,单位：2/m lm 。
8、光照度E ：被照明物体单位⾯积上的⼊射光通量，dA d /φ，单位：勒克斯lx 。
9、光亮度L ：光源表⾯⼀点的⾯元dA 在给定⽅向上的发光强度dI 与该⾯元在垂直于给定⽅向的平⾯上的正投影⾯积之⽐，称为光源在该⽅向上的亮度，)cos /(θ?dA dI ，单位：2/m cd。
10、对于理想的散射⾯，有Ee= Me 。
⼆、概念题1、视见函数：国际照明委员会（CIE ）根据对许多⼈的⼤量观察结果，⽤平均值的⽅法，确定了⼈眼对各种波长的光的平均相对灵敏度，称为“标准光度观察者”的光谱光视效率V (λ),或称视见函数。
2、辐射通量e φ：是辐射能的时间变化率，单位为⽡ (1W=1J/s)，是单位时间内发射、传播或接收的辐射能。
3、辐射强度e I ：从⼀个点光源发出的，在单位时间内、给定⽅向上单位⽴体⾓内所辐射出的能量，单位为W ／sr(⽡每球⾯度)。
4、辐射出射度e M ：辐射体在单位⾯积内所辐射的通量，单位为2/m W。
光电检测技术知识点总结
1、光电效应应按部位不同分为内光电效应和外光电效应，内光电效应包括（光电导）和（光生伏特效应）。
2、真空光电器件是一种基于（外光电）效应的器件，它包括（光电管）和（光电倍增管）。
结构特点是有一个真空管，其他元件都放在真空管中3、光电导器件是基于半导体材料的（光电导）效应制成的，最典型的光电导器件是（光敏电阻）。
4、硅光电二极管在反偏置条件下的工作模式为（光电导），在零偏置条件下的工作模式为（光生伏特模式）。
5、变象管是一种能把各种（不可见）辐射图像转换成为可见光图像的真空光电成像器件。
6、固体成像器件（CCD）主要有两大类，一类是电荷耦合器件（CCD），另一类是（SSPD）。
CCD电荷转移通道主要有：一是SCCD（表面沟道电荷耦合器件）是电荷包存储在半导体与绝缘体之间的界面，并沿界面传输；二是BCCD 称为体内沟道或埋沟道电荷耦合器件，电荷包存储在离半导体表面一定深度的体内，并沿着半导体内一定方向传输7、光电技术室（光子技术）和（电子技术）相结合而形成的一门技术。
8、场致发光有（粉末、薄膜和结型三种形态。
9、常用的光电阴极有正电子亲合势光电阴极（PEA）和负电子亲合势光电阴极（NEA），正电子亲和势材料光电阴极有哪些（Ag-O-Cs,单碱锑化物，多碱锑化物）。
10、根据衬底材料的不同，硅光电二极管可分为（2DU）型和（2CU）型两种。
11、像增强器是一种能把微弱图像增强到可以使人眼直接观察的真空光电成像器件，因此也称为（微光管）。
12、光导纤维简称光纤，光纤有（纤芯）、（包层）及（外套）组成。
13、光源按光波在时间，空间上的相位特征可分为（相干）和（非相干）光源。
14、光纤的色散有材料色散、（波导色散）和（多模色散）。
15、光纤面板按传像性能分为（普通OFP）、（变放大率的锥形OFP）和（传递倒像的扭像器）。
16、光纤的数值孔径表达式为，它是光纤的一个基本参数、它反映了光纤的（集光）能力，决定了能被传播的光束的半孔径角17、真空光电器件是基于（外光电）效应的光电探测器，他的结构特点是有一个（真空管），其他元件都置于（真空管）。
光电效应实验工作总结范文
光电效应实验工作总结范文光电效应实验工作总结。
光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会释放出电子的现象。
这一现象的发现对于量子物理学的发展起到了重要作用。
为了更深入地研究光电效应，我们进行了一系列的实验工作，并在此进行了总结。
首先，我们搭建了一个简单的光电效应实验装置。
在实验中，我们使用了一台紫外光源和一块金属板。
通过调节紫外光源的强度和金属板的材料，我们成功地观察到了光照射到金属板上时，电子被释放出来的现象。
我们还测量了不同光强下金属板释放电子的数量，发现光强越大，释放的电子数量也越多。
其次，我们对光电效应的一些特性进行了研究。
我们发现，金属的工作函数对光电效应有着重要的影响。
工作函数越小的金属，光照射后释放电子的能力越强。
此外，我们还研究了光电效应的光电流与光强的关系，发现光电流随光强的增加而增加，但存在着饱和现象。
最后，我们对光电效应的应用进行了探讨。
光电效应在光伏电池、光电管等领域有着广泛的应用。
通过对光电效应的研究，我们可以更好地理解光与物质的相互作用，为新型光电器件的研发提供了理论基础。
总的来说，我们的实验工作对光电效应有了更深入的理解。
通过实验，我们不仅加深了对光电效应的认识，也为光电器件的研发提供了一定的参考。
希望我们的研究能够为光电效应的进一步研究和应用提供一些有益的信息。
光电检测实验报告
光电检测技术课程设计光电脉搏检测电路题目:小组人员:专业:班级:小组人员学号:指导教师:年月日光电脉搏检测电路摘要：本电路由光电池、放大器等构成，实现对光电脉搏信号的提取和放大。
采用目前效果较好光电池的电流转电压电路实现对脉搏的测量。
整个电路的简化能够有效减小器件间匹配和级联引起的干扰，提高脉搏测量精度。
在实验测试过程中，采用该光电式脉搏传感器对人体的脉搏进行实时测量，得到比较理想的脉搏波形，为实现脉搏信息的提取和分析提供了参考方案。
一、系统设计1．系统目标设计及意义设计制作一个光电脉搏测试仪，通过光电式脉搏传感器对手指末端透光度的监测，间接检测出脉搏信号，并在显示器上显示所测的脉搏跳动波形，要求测量稳定、准确、性能良好。
2．设计思想〔1〕传感器：利用指套式光电传感器，指套式光电传感器的换能元件用硅光电池,由于心脏的跳动,引起手指尖的微血管的体积发生相应的变化〔留神脏收缩时，微血管容积增大；留神脏舒张时,微血管容积减少〕，当光通过手指尖射到硅光电池时,产生光电效应,两极之间产生电压由于指尖的微血管内的血液随着心脏的跳动发生相应于脉搏的容积变化,因而使光透过指尖射到硅光电池时也发生相应的强度变化, 而非血液组织(皮肤、肌肉、骨格等)的光吸收量是恒定不变的, 这样就把人体的脉搏(非电学量) 转换为相应于脉博的电信号, 方便检测。
〔2〕按正常人脉搏数为60~80次/min，老人为100~150次/min，在运动后最高跳动次数为240次/ min设计低通放大器。
5Hz以上是病人与正常人脉搏波表达差异的地方，应注意保留。
〔3〕测量中考虑到并要消除的干扰有：环境光对脉搏传感器测量的影响、电磁干扰对脉搏传感器的影响、测量过程中运动的噪声还有50Hz干扰。
〔4〕由于透过指尖射到硅光电池的光强很小，输出短路电流约为0.1uA～3 uA，所以总共放大106倍以便于观察。
传感器得到的脉搏信号极为微弱，很容易淹没在噪声及干扰信号之中，所以对取得的微弱信号先进行放大后再滤波。
光电师的知识点总结
光电师的知识点总结第一部分：光电基础知识1. 光电效应光电效应指的是当金属或半导体受到光照射时，会产生电子的排出现象。
这是光电师工作中非常重要的基础知识。
光电效应分为外光电效应和内光电效应。
2. 光电元件光电元件是光电师研究和应用的基础。
常见的光电元件主要包括光敏电阻、光电二极管、光电晶体管等。
3. 光的波粒二象性光具有波粒二象性，既可以表现为波动，也可以表现为粒子。
光电师需要深入了解这一性质，以便更好地理解光电效应和光电元件的工作原理。
4. 光电信号的生成和传输光电师需要了解光电信号的生成和传输机制，包括光信号的接收、放大、转换和传输等方面的知识。
第二部分：光电测量技术1. 光电测量系统光电测量系统是光电师工作中常用的设备，主要包括光电传感器、光谱仪、光电倍增管、光电二极管等。
2. 光电检测原理与方法光电师需要掌握各种光电检测原理与方法，包括光电传感、光谱分析、光电放大、光电转换等。
3. 光电测量技术的应用光电测量技术在工业控制、环境监测、医学诊断等领域有广泛的应用，光电师需要了解这些应用领域的特点和需求，以便更好地开展工作。
第三部分：光电器件与应用1. 光电器件的分类和特性光电器件包括光敏电阻、光电二极管、光电晶体管、光电倍增管等，光电师需要深入了解这些器件的分类、特性和工作原理。
2. 光电器件的应用光电器件在光通信、光学成像、光谱分析、光电传感等方面有广泛的应用，光电师需要了解这些应用领域的需求和技术要求。
3. 光电器件的研发和制造光电师需要了解光电器件的研发和制造流程，包括光电器件的设计、加工、测试和封装等方面的知识。
第四部分：光电系统集成与优化1. 光电系统集成技术光电系统集成技术是光电师工作中非常重要的技术，需要深入了解光电器件的选择、配置、连接、控制等方面的知识。
2. 光电系统优化技术光电系统优化技术是光电师工作中必不可少的技术，需要了解光电系统的性能、效率、稳定性等方面的优化方法。
光电探测综合实验报告
一、实验目的1. 理解光电探测的基本原理和实验方法。
2. 掌握光电探测器的使用和调试技巧。
3. 学习光电探测实验的测量和分析方法。
4. 通过实验，加深对光电探测技术在实际应用中的理解和应用。
二、实验原理光电探测是利用光电效应将光信号转换为电信号的过程。
光电探测器是光电探测系统的核心部件，它将光信号转换为电信号，然后通过放大、滤波等电路处理后，输出可供进一步处理和利用的电信号。
本实验主要涉及以下光电探测器：光电二极管、光电三极管、光电耦合器等。
光电二极管是一种半导体器件，具有光电转换效率高、响应速度快、体积小等优点。
光电三极管是一种具有放大作用的光电探测器，它可以将微弱的光信号放大成较大的电信号。
光电耦合器是一种将输入信号的光电转换和输出信号的传输分开的器件，具有良好的隔离性能。
三、实验仪器与设备1. 光源：LED灯、激光笔等。
2. 光电探测器：光电二极管、光电三极管、光电耦合器等。
3. 放大器：运算放大器、低噪声放大器等。
4. 测量仪器：示波器、万用表等。
5. 连接线、测试板等。
四、实验内容及步骤1. 光电二极管特性测试（1）测试前准备：将光电二极管、放大器、示波器、万用表等仪器连接好。
（2）测试步骤：① 将光电二极管正向偏置，调整偏置电压，观察并记录光电二极管的伏安特性曲线。
② 将光电二极管反向偏置，调整偏置电压，观察并记录光电二极管的反向饱和电流。
③ 测量光电二极管的暗电流和亮电流。
2. 光电三极管特性测试（1）测试前准备：将光电三极管、放大器、示波器、万用表等仪器连接好。
（2）测试步骤：① 将光电三极管集电极、基极和发射极分别连接到电路中，调整基极偏置电压，观察并记录光电三极管的伏安特性曲线。
② 测量光电三极管的集电极电流、基极电流和发射极电流。
③ 测试光电三极管的电流放大倍数。
3. 光电耦合器特性测试（1）测试前准备：将光电耦合器、放大器、示波器、万用表等仪器连接好。
（2）测试步骤：① 将光电耦合器的输入端和输出端分别连接到电路中，调整输入端电压，观察并记录光电耦合器的传输特性曲线。
光电检测技术总结
●辐射度量与光度量的区别：辐射度量与光度量。
辐射度量是物理（或客观）的计量方法，它适用于整个电磁辐射谱区，对辐射量进行物理的计量；光度量是生理（或主观）的计量方法以人眼所能见到的光对大脑的刺激程度来对光进行计量的方法，只适用于可见光谱区域，是对光强度的主观评价。
●凡高于绝对零度的物体都要进行热辐射。
●半导体特性：⑴半导体的电阻温度系数一般是负的，它对温度的变化非常敏感。
⑵半导体的导电性能可能受极微量杂质的影响而发生十分显著的变化。
⑶半导体的导电能力及性质会受热、光、电、磁等外界作用的影响而发生非常重要的变化。
●P、N型半导体特点：在N型半导体中，电子为多数载流子；在P型半导体中，空穴为多数载流子●扩散：载流子因浓度不均匀，无规则热运动而发生的从浓度高的点向浓度低的点运动。
漂移：载流子在外电场的作用下，电子向正电极方向运动，空穴向负电极方向运动称为漂移。
●当光照射到物体上使物体发射电子、或导电率发生变化、或产生光电动势等，这种因光照而引起物体电学特性的改变统称为光电效应。
可归纳为两大类⑴物体受光照后向外发射电子的现象称为外光电效应⑵物体受到光照后所产生的光电子只在物质内部运动，而不会逸出物体外部的现象称为内光电效应●光电导效应是指半导体受光照射后，其内部产生光生载流子，使半导体中载流子数显著增加而电阻减小的现象●光生伏特效应是光照使不均匀半导体或均匀半导体中光生电子和空穴在空间分开而产生电位差的现象●光电发射效应：光敏物质吸收光子后，被激发的电子能逸出光敏物质的表面而在外电场的作用下形成光子流●响应度是光电检测器件输出信号与输入辐射功率之间关系的度量。
描述的是光电探测器件的光—电转换效能●信噪比（S/N）判断噪声大小常用的参数。
它是在负载电阻上产生的信号功率与噪声功率之比●噪声等效功率（NEP）定义为信噪比为1时，入射到探测器上的辐射通量●探测率D与归一化探测率D *探测率D 定义为噪声等效功率的倒数；归一化探测率D*●光电发射材料应具备的条件⑴光吸收系数大；⑵光电子在体内传输过程中受到的能量损失小，使其逸出深度大；⑶表面势垒低，使表面逸出几率大●光电倍增管的基本结构与原理：光电倍增管主要由光入射窗、光电阴极、电子光学系统、二次发射倍增系统及阳极等部分组成；工作原理1、光子透过入射窗入射到光电阴极K上。
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1.光电检测技术的特点高精度：从地球到月球激光测距的精度达到1米。
高速度：光速是最快的。
远距离、大量程：遥控、遥测和遥感。
非接触式检测：不改变被测物体性质的条件下进行测量。
寿命长：光电检测中通常无机械运动部分，故测量装置寿命长，工作可靠、准确度高，对被测物无形状和大小要求。
数字化和智能化：强的信息处理、运算和控制能力。
2.简述本征吸收、杂质吸收。
本征吸收:电子从价带激发到导带引起的吸收称为本征吸收, 当一定波长的光照射到半导体上时，电子吸收光后能从价带跃迁入导带，显然，要发生本征吸收，光子能量必须大于半导体的禁带宽度Eg。
杂质吸收:由光纤材料的不纯净而造成的附加吸收损耗(二章38-43)3.外光电效应、内光电效应、光伏效应外光电效应：固体受光照后从其表面逸出电子的现象称为光电发射效应或外光电效应。
当金属或半导体受到光照射时，其表面和体内的电子因吸收光子能量而被激发，如果被激发的电子具有足够的能量，足以克服表面势垒而从表面离开，产生了光电子发射效应。
被光逸出的电子称为光电子,基于外光电效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。
内光电效应：物质受到光辐射的作用后，内部电子能量状态产生变化，但不存在表面发射电子的现象。
(二章57）光伏效应：又称光生伏特效应，是指由内建电场形成势垒，此势垒将光照产生的电子空穴对分开，从而在势垒两侧形成电荷堆积，产生光生电动势的效应。
(二章91-112)4.简述光电探测器的特性参数。
响应特性、噪声特性、量子效率、线性度、工作温度响应度（或称灵敏度）：是光电探测器输出信号与输入光功率之间关系的量度。
描述的是光电探测器件的光电转换效率(响应度是随入射光波长变化而变化的,响应度分电压响应率和电流响应率)[电压响应度:光电探测器件输出电压与入射光功率之比;电流响应度:光电探测器件输出电流与入射光功率之比;光谱响应度：探测器在波长为λ的单色光照射下，输出电压或电流与入射的单色光功率之比;积分响应度：检测器对各种波长光连续辐射量的反应程度;响应时间：响应时间τ是描述光电探测器对入射光响应快慢的一个参数(上升时间：入射光照射到光电探测器后，光电探测器输出上升到稳定值所需要的时间。
下降时间：入射光遮断后，光电探测器输出下降到稳定值所需要的时间。
);频率响应：光电探测器的响应随入射光的调制频率而变化的特性称为频率响应]噪声特性:在一定波长的光照下光电探测器输出的电信号并不是平直的，而是在平均值上下随机地起伏，它实质上就是物理量围绕其平均值的涨落现象[光电探测器常见的噪声：热噪声、散粒噪声、产生-复合噪声、1/f噪声]工作温度：工作温度就是指光电探测器最佳工作状态时的温度。
光电探测器在不同温度下，性能有变化。
5.光子器件和热电器件的区别光子器件：响应波长有选择性，一般有截止波长，超过该波长，器件无响应。
响应快，吸收辐射产生信号需要的时间短，一般为纳秒到几百微秒。
热电器件：响应波长无选择性，对可见光到远红外的各种波长的辐射同样敏感，响应慢，一般为几毫秒。
(三章)6.光电池有哪些参数？它们的含义是什么？结构：光电池实质是一个大面积PN结，上电极为栅状受光电极，下电极是一层衬底铝。
原理：当光照射PN结的一个面时，电子--空穴对迅速扩散，在结电场作用下建立一个与光照强度有关的电动势。
一般可产生0.2V～0.6V 电压、50mA电流。
1.光照特性1.1硅光电池的伏安特性：表示输出电流和电压随负载电阻变化的曲线。
1.2照度-电流电压特性：光电池的短路光电流Isc与入射光照度成正比，而开路电压UOC 与光照度的对数成正比；在光照度一定时，UOC与受光面积的对数成正比，短路电流Isc与受光面积成正比。
1.3照度-负载特性：光照增加到一定程度后，输出电流非线性缓慢地增加，直至饱和，并且负载电阻越大，越容易出现饱和，即线性范围较小。
因此，如欲获得较宽的光电线性范围，负载电阻不能取很大。
注：不同照度时的伏安特性曲线，一般硅光电池工作在第四象限。
若硅光电池工作在反偏置状态，则伏安特性将延伸到第三象限2.光谱特性光电池对不同波长的光灵敏度不同；硅光电池的光谱响应峰值在0.8 μm附近，波长范围0.4～1.2μm。
硅光电池可在很宽的波长范围内应用；硒光电池光谱响应峰值在0.5μm附近, 波长范围0.38～0.75μm。
3. 频率特性频率特性指光电池相对输出电流与光的调制频率之间关系。
硅光电池频率响应较好，硒光电池较差。
所以高速计数器的转换一般采用硅光电池作为传感器元件。
对同一材料光电池，负载大时频率特性变差，减小负载可减小时间常数τ，提高频响。
但是负载电阻RL的减小会使输出电压降低，实际使用时视具体要求而定。
（ⅰ）要得到短的响应时间，必须选用小的负载电阻；（ⅱ）光电池面积越大则响应时间越大总的来说，由于硅光电池光敏面积大，结电容大，频响较低。
4.温度特性光电池的温度特性曲线主要指光照射时它的开路电压Voc与短路电流Isc随温度变化的情况。
开路电压Voc随着温度的升高而减小，其值约为2～3mV／oC；短路电流I sc 随着温度的升高而增大，但增大比例很小，约为10-5～10-3mA/oC数量级。
5.稳定性当光电池密封良好、电极引线可靠、应用合理时,光电池的性能是相当稳定的,使用寿命也很长。
硅光电池的性能比硒光电池更稳定。
光电池的性能和寿命除了与光电池的材料及制造工艺有关外，在很大程度上还与使用环境条件有密切关系。
7.简述PIN探测器的工作原理。
PIN型光电二极管也称PIN结二极管、PIN二极管，在两种半导体之间的PN结，或者半导体与金属之间的结的邻近区域，在P区与N区之间生成I型层，吸收光辐射而产生光电流的一种光检测器。
具有结电容小、渡越时间短、灵敏度高等优点。
工作原理在上述的光电二极管的PN结中间掺入一层浓度很低的N型半导体，就可以增大耗尽区的宽度，达到减小扩散运动的影响，提高响应速度的目的。
由于这一掺入层的掺杂浓度低，近乎本征（Intrinsic）半导体，故称I层，因此这种结构成为PIN光电二极管。
I层较厚，几乎占据了整个耗尽区。
绝大部分的入射光在I层内被吸收并产生大量的电子-空穴对。
在I层两侧是掺杂浓度很高的P型和N型半导体，P层和N层很薄，吸收入射光的比例很小。
因而光产生电流中漂移分量占了主导地位，这就大大加快了响应速度。
8.简述雪崩光电二极管APD的工作原理。
雪崩光电二极管是一种p-n结型的光检测二极管，其中利用了载流子的雪崩倍增效应来放大光电信号以提高检测的灵敏度。
其基本结构常常采用容易产生雪崩倍增效应的Read二极管结构（即N+PIP+型结构，P+一面接收光），工作时加较大的反向偏压，使得其达到雪崩倍增状态；它的光吸收区与倍增区基本一致（是存在有高电场的P区和I区）。
9.简述LD的发光原理。
半导体激光器发出一系列光脉冲，经过光纤耦合器进入光纤，来自被测光纤的部分后向散射光再次经过耦合器传输到雪崩光电二极管转换为电信号。
10、简述LED的发光原理。
PN结上加正向偏压时：自由电子通过二极管时会陷入P型层中的空穴。
这一过程涉及电子从传导带到低轨道的跌落，因而电子会以光子的形式释放出能量。
这种发射过程主要对应光的自发辐射过程。
11、简述光电探测器中的热噪声、散粒噪声、产生-复合噪声和低频噪声的含义热噪声：或称约翰逊噪声，即载流子无规则的热运动造成的噪声。
导体或半导体中每一电子都携带着电子电量作随机运动(相当于微电脉冲)，尽管其平均值为零，但瞬时电流扰动在导体两端会产生一个均方根电压，称为热噪声电压。
热噪声存在于任何电阻中，热噪声与温度成正比，与频率无关，热噪声又称为白噪声。
散粒噪声：入射到光探测器表面的光子是随机的，光电子从光电阴极表面逸出是随机的，PN结中通过结区的载流子数也是随机的。
散粒噪声也是白噪声，与频率无关。
散粒噪声是光电探测器的固有特性，对大多数光电探测器的研究表明：散粒噪声具有支配地位。
例如光伏器件的PN结势垒是产生散粒噪声的主要原因。
产生-复合噪声：半导体受光照，载流子不断产生-复合。
在平衡状态时，在载流子产生和复合的平均数是一定的，但在某一瞬间载流子的产生数和复合数是有起伏的。
载流子浓度的起伏引起半导体电导率的起伏。
低频噪声：或称闪烁噪声或低频噪声。
噪声的功率近似与频率成反比，多数器件的1/f 噪声在200~300Hz以上已衰减到可忽略不计。
（三章33页-）12、光电池的工作原理光电池的主要功能是在不加偏置的情况下能将光信号转换成电信号。
按用途光电池可分为太阳能光电池和测量光电池。
光电池是一个PN结，根据PN结材料的不同，常见的光电池有硒光电池，硅光电池、砷化镓光电池和锗光电池四种。
结构：光电池实质是一个大面积PN结，上电极为栅状受光电极，下电极是一层衬底铝。
原理：当光照射PN结的一个面时，电子-空穴对迅速扩散，在结电场作用下建立一个与光照强度有关的电动势。
一般可产生0.2V～0.6V电压、50mA电流。
(六章）13、光纤传感器01.概念光纤传感器FOS,用光作为敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒质或作为感受被测量的敏感器。
(其实质是通过光调制器，将一个携带着待测信息（被测对象）的信号叠加到载波光波上，经光纤传输后由光探测系统解调、经信号处理系统处理后检测出所需要的待测信号。
)02.主要优点：◆灵敏度高、电绝缘性能好、抗电磁干扰、可挠性强、可实现不带电的全光型探头。
◆频带宽、动态范围大。
◆可用很相近的技术基础构成传感不同物理量的传感器。
◆便于与计算机和光纤传输系统相连，易于实现系统的遥测和控制。
◆可用于高温、高压、强电磁干扰、腐蚀等恶劣环境。
◆结构简单、体积小、重量轻、耗能少。
03.光纤的结构①纤芯：石英玻璃，直径5-75um，材料以SiO2为主，掺杂微量元素，掺杂的作用是提高材料折射率。
②包层：直径100-200um，折射率略低于纤芯。
③涂敷层：硅酮或丙烯酸盐，隔离杂光，保护。
④套层：尼龙或其它有机材料，提高机械强度，保护光纤。
04.光缆的结构由缆芯、加强钢丝、填充物和护套等几部分组成05.斯乃尔定理（Snell's Law）当光由光密物质(折射率大)入射至光疏物质时发生折射，如图，其折射角大于入射角，即n1＞n2时，θr＞θi 。
n1sinθi= n2sinθr入射角θi 增大时，折射角θr也随之增大，且始终θr＞θi。
06.光纤导光原理及数值孔径NA结论：arcsinNA是一临界角，凡入射角θi＞arcsin (NA)的光线进入光纤都不能传播而在包层消失；相反，只有入射角θi＜arcsin (NA)的光线才可进入光纤被全反射传播。
NA定义为"数值孔径"。
它是衡量光纤集光性能的主要参数。
它表示：无论光源发射功率多大，只有2θc张角内的光，才能被光纤接收、传播(全反射)；NA愈大，光纤的集光能力愈强。