光电技术自测题[全]含答案解析

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光电技术试题和答案

光电技术试题和答案

三、名词解释:1、传感器:传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置;2、重复性:用本方法在正常和正确操作情况下,由同一操作人员,在同一实验室内,使用同一仪器,并在短期内,对相同试样所作多个单次测试结果,在95%概率水平两个独立测试结果的最大差值3、线性度:测试系统的输出与输入系统能否像理想系统那样保持正常值比例关系线性关系的一种度量;2、正压电效应答:压电效应:某些电介质物体在沿一定方向受到压力或拉力作用时发生变形,并且在其表面上会产生电荷,若将外力去掉,它们又重新回到不带电的状态;具有压电效应材料有石英晶体、人工制造的压电陶瓷、锆钛酸铅等;逆压电效应:是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象四、简答题1、解释什么是传感器传感器的基本组成包括哪两大部分这两大部分各自起什么作用答:传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置;通常传感器由敏感元件和转换元件组成;敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分,转换元件是指传感器中将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分;2、什么是传感器的静态特性,描述静态特性的技术指标有哪些答:传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出—输入关系;与时间无关;主要性能指标有:线性度、灵敏度、分辨率、迟滞、重复性和量程等;3金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同答:金属电阻的应变效应主要是由于其几何形状的变化而产生的,半导体材料的应变效应则主要取决于材料的电阻率随应变所引起的变化产生的;4简要说明电容式传感器的工作原理;答:电容式传感能将被测量转换为传感器电容变化;传感器有动静两个板板,板板间的电容为;;;;;;当动板板运动或极板间的介质变化就会引起传感器电容值的变化,从而构成变极距式、变面积式和变介质型的电容式传感器;5、什么是电涡流效应答:根据法拉第电磁感应定律,块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时,导体内将产生呈漩涡状的感应电流,此电流叫电涡流,这种现象成为电涡流;6、石英晶体x、y、z轴的名称及其特点是什么X轴叫做电轴,y轴叫做机械轴,z轴叫做光轴;通常把沿电轴x方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效应”,而把沿机械轴y方向上的力作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效应”;沿z轴方向的力作用时不产生压电效应;7、画出压电元件的两种等效电路8、画出压电式传感器中采用电荷放大器的电路图,并分析证明输出电压几乎不受联接电缆长度变化的影响;9.试说明压电式传感器中,压电片并联和串联后对测量的影响;答:压电元件能够方便地组合应用,起到提高电压输出灵敏度的作用,这是压电式传感器的一个特点;组合的基本方式有串联和并联;并联的特点是:输出电压相等,电容相加,总电荷量相加,因此输出的电荷量增加,适用于电荷输出场合;串联的特点是总电荷量不变,电压相加,电容减小,因此,电灵敏度提高,适用于电压输出场合10. 什么是霍尔效应答:在置于磁场的导体或半导体中通入电流,若电流与磁场垂直,则在与磁场和电流都垂直的方向上会出现一个电势差,这种现象就是霍尔效应,是由科学家爱德文·霍尔在1879年发现的;产生的电势差称为霍尔电压;11.光电效应有哪几种与之对应的光电元件各有哪些答:光电效应有外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三种;基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管等;基于内光电效应的光电元件有光敏电阻、光敏晶体管等;基于光生伏特效应的光电元件有光电池等;12、什么是内光电效应列举几种基于内光电效应工作的光电器件不少于三个;答:在光线作用下,物体的导电性能电阻率发生变化或产生光生电动势的现象称为内光电效应;包括光电导效应和光生伏特效应13、什么是外光电效应什么是内光电效应在光线的作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应;当光照射在物体上,使物体的电阻率ρ发生变化,或产生光生电动势的现象叫做内光电效应;根据工作原理的不同,内光电效应分为光电导效应和光生伏特效应两类;。

光电技术自测题(全)含答案详解

光电技术自测题(全)含答案详解

第一部分自测题一、多项选择题1.下列选项中的参数与接收器有关的有()A.曝光量 B.光通量 C.亮度 D.照度答案:AD2.光电探测器中的噪声主要包括(ABCDE )A.热噪声 B.散粒噪声 C.产生复合噪声 D.1/f噪声E 温度噪声3.光电技术中应用的半导体对光的吸收主要是(AB )A.本征吸收 B.杂质吸收 C.激子吸收 D.自由载流子吸收E 晶格吸收二、单项选择题1.被光激发产生的电子溢出物质表面,形成真空中的电子的现象叫做()A.内光电效应 B. 外光电效应 C.光生伏特效应 D.丹培效应答案:B2.当黑体的温度升高时,其峰值光谱辐射出射度所对应的波长的移动方向为()A.向短波方向移动B.向长波方向移动C.不移动D.均有可能答案:A3.已知某He-Ne激光器的输出功率为8mW,正常人眼的明视觉和暗视觉最大光谱光是效能分别为683lm/W和1725lm/W,人眼明视觉光谱光视效率为0.24,则该激光器发出的光通量为()A.3.31lxB.1.31lxC.3.31lmD.1.31lm答案:D4.半导体()电子吸收光子能量跃迁入(),产生电子—空穴对的现象成为本征吸收。

A.价带,导带B.价带,禁带C.禁带,导带D.导带,价带答案:A5.一个电阻值为1000欧姆的电阻,在室温下,工作带宽为1Hz时,热噪声均方电压为答案BA 3nVB 4nVC 5nVD 6nV6.用照度计测得某环境下的照度值为1000lx,该环境可能是(B)A阳光直射B阴天室外 C 工作台 D 晨昏蒙影7.已知某辐射源发出的功率为1W,该波长对应的光谱光视效率为0.5,则该辐射源辐射的光通量为(B)A 683lm B341.5lm C 1276lm D 638lm8.为了描述显示器的每个局部面元在各个方向的辐射能力,最适合的辐射度量是(D )A 辐射照度B 辐射强度C 辐射出度D 辐射亮度9. 电磁波谱中可见光的波长范围为A0.38~0.78um B 0.38~1um C 1~3um D 8~12um答案:A10. 已知一束激光功率为30mW 、波长为0.6328um ,普朗克常数S h ⋅⨯=J 10626.634-则该激光束的光子流速率N 为(A )。

光电检测技术试题及答案

光电检测技术试题及答案

光电检测技术试题及答案光电检测技术试题及答案1、光电器件的基本参数特性有哪些?(响应特性噪声特性量子效率线性度工作温度)@响应特性分为电压响应度电流响应度光谱响应度积分响应度响应时间频率响应@噪声分类:热噪声散粒噪声产生-复合噪声 1/f噪声信噪比S/N 噪声等效功率NEP2、光电信息技术是以什么为基础,以什么为主体,研究和发展光电信息的形成、传输、接收、变换、处理和应用。

(光电子学光电子器件)3、光电检测系统通常由哪三部分组成(光学变换光电变换电路处理)4、光电效应包括哪些外光电效应和内光电效应)外光电效应:物体受光照后向外发射电子——多发生于金属和金属氧化物。

内光电效应:物体受到光照后所产生的光电子只在物质内部而不会逸出物体外部——多发生在半导体。

内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应。

光电导效应:半导体受光照后,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少的现象。

光生伏特效应:光照在半导体PN结或金属—半导体接触面上时,会在PN结或金属—半导体接触的两侧产生光生电动势。

5、光电池是根据什么效应制成的将光能转换成电能的器件,按用途可分为哪几种?(光生伏特效应太阳能光电池和测量光电池)6、激光的定义,产生激光的必要条件有什么?( 定义:激光是受激辐射的光放大粒子数反转光泵谐振腔)7、热释电器件必须在什么样的信号的作用下才会有电信号输出? (交变辐射)8、 CCD是一种电荷耦合器件,CCD的突出特点是以什么作为信号,CCD的基本功能是什么?(电荷 CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。

)9根据检查原理,光电检测的方法有哪四种。

(直接作用法差动测量法补偿测量法脉冲测量法)10、光热效应应包括哪三种。

(热释电效应辐射热计效应温差电效应)11、一般PSD分为两类,一维PSD和二维PSD,他们各自用途是什么?(一维PSD主要用来测量光点在一维方向的位置;二维PSD用来测定光点在平面上的坐标。

光电技术自测题(全)含答案详解

光电技术自测题(全)含答案详解

第一部分自测题一、多项选择题1.下列选项中的参数与接收器有关的有()A.曝光量 B.光通量 C.亮度 D.照度答案:AD2.光电探测器中的噪声主要包括(ABCDE )A.热噪声 B.散粒噪声 C.产生复合噪声 D.1/f噪声E 温度噪声3.光电技术中应用的半导体对光的吸收主要是(AB )A.本征吸收 B.杂质吸收 C.激子吸收 D.自由载流子吸收E 晶格吸收二、单项选择题1.被光激发产生的电子溢出物质表面,形成真空中的电子的现象叫做()A.内光电效应 B. 外光电效应 C.光生伏特效应 D.丹培效应答案:B2.当黑体的温度升高时,其峰值光谱辐射出射度所对应的波长的移动方向为()A.向短波方向移动B.向长波方向移动C.不移动D.均有可能答案:A3.已知某He-Ne激光器的输出功率为8mW,正常人眼的明视觉和暗视觉最大光谱光是效能分别为683lm/W和1725lm/W,人眼明视觉光谱光视效率为0.24,则该激光器发出的光通量为()A.3.31lxB.1.31lxC.3.31lmD.1.31lm答案:D4.半导体()电子吸收光子能量跃迁入(),产生电子—空穴对的现象成为本征吸收。

A.价带,导带B.价带,禁带C.禁带,导带D.导带,价带答案:A5.一个电阻值为1000欧姆的电阻,在室温下,工作带宽为1Hz时,热噪声均方电压为答案BA 3nVB 4nVC 5nVD 6nV6.用照度计测得某环境下的照度值为1000lx,该环境可能是(B)A阳光直射B阴天室外 C 工作台 D 晨昏蒙影7.已知某辐射源发出的功率为1W,该波长对应的光谱光视效率为0.5,则该辐射源辐射的光通量为(B)A 683lm B341.5lm C 1276lm D 638lm8.为了描述显示器的每个局部面元在各个方向的辐射能力,最适合的辐射度量是(D )A 辐射照度B 辐射强度C 辐射出度D 辐射亮度9. 电磁波谱中可见光的波长范围为A0.38~0.78um B 0.38~1um C 1~3um D 8~12um答案:A10. 已知一束激光功率为30mW 、波长为0.6328um ,普朗克常数S h ⋅⨯=J 10626.634-则该激光束的光子流速率N 为(A )。

光电技术考试试卷

光电技术考试试卷

为真空中的自由电子,这种现象称为( A 、内光电效应 B 、外光电效应C 、光磁电效应D 、光子牵引效应宽度为( A 、0.886eV B 、1eVC 、2eVD 、1.3eVA 、0.38~0.78umB 、0.38~1umC 、1~3umD 、8~12um判断题、光通量的单位是坎德拉正确不正确5、黑体的发射率是一个小于正确不正确度标度该热辐射体的温度,这种温度称为色温。

(×)正确不正确7、发生本征吸收的条件是光子能量必须大于半导体的禁带宽度。

正确 不正确效应。

(正确A、光电探测B、红外探测C、光电开关D、光电探测与控制10、以下选项中哪个不是光敏电阻的主要噪声(A、热噪声B、产生复合噪声C、低频噪声D、散粒噪声时,二者(A、相同,不同B、不同,不同C、不同,相同D 、相同,相同度越(A)A、长,高B、长,低C、短,高D、短,低A、光电导器件,外光电效应B、光电发射器件,外光电效应C、光生伏特器件,内光电效应D、光电导器件,内光电效应判断题14、光敏电阻的前列效应是由于被光照过后所产生的光生电子与空穴的复合需要很长的时间,而且,随着复合的进行,光生电子与空穴的浓度与复合几率不断减小,使得光敏电阻恢复被照前的阻值需要很长时间这一特性的描述。

(B)正确 不正确随之升高。

正确不正确些。

(B)正确不正确17、在测量某光电导器件的正确不正确(B)正确A 、PMTB 、CdS 光敏电阻C 、2CR42硅光电池D 、3DU 型光电三极管率,且当负载电阻为最佳负载时具有最大的输出功率。

A 、自偏置 B 、恒流C 、零伏偏置D 、反向偏置21、PN 结型硅光电二极管的最高工作频率小于等于(A 、1GHzB、100MHzC、10MHzD、1MHz22、(BA 、光电二极管B、光敏电阻C、光电三极管D 、硅光电池23、硅光电池的主要作用是(A 、光电探测B、红外探测C、光电开关D、光电探测与开关判断题正确不正确正确不正确26、要产生光电效应,光电二极管必须工作在正确不正确P52正确不正确28、越远离正确不正确29、光电倍增管的主要噪声有A、散粒噪声,热噪声B 、散粒噪声,产生复合噪声C、热噪声,产生复合噪声D、电流噪声,热噪声A 、光电阴极材料、倍增级材料和窗口材料B 、光电阴极材料和倍增级材料C、窗口材料和倍增级材料D、光电阴极材料和窗口材料A、因为阳极电流过大会使测量数据不稳定B、阳极输出电流在50~100μA 时,电子流不能被阳极所吸收,达到饱和区C、因为阳极电流过大会加速光电倍增管的疲劳与老化D 、引起光电倍增管的非线性32、光电倍增管按倍增级结构可分为()A 、端窗式和测窗式B、聚焦型和非聚焦型C、百叶窗型和盒栅式D、瓦片静电聚焦型和圆形属笼式33、下面说法正确的是:()A 、光电倍增管不应在氦气中使用,因为它会加速光电倍增管的疲劳与老化B、光电倍增管应贮存在黑暗中,使用前最好先接通高压电源,在黑暗中存放几小时C、光电倍增管的输出信号采用运算放大器做电流电压变换,以保证高的转换效率D、在设计光电倍增管电路时,总是力图使散粒噪声远小于负载电阻的热噪声判断题正确不正确正确不正确正确不正确37、光电倍增管的暗电流是指在施加规定电压后测定的阳极电流。

光电检测习题解答

光电检测习题解答
幕旳反射光照度为 Evr=r Ev=0.96×1.37×104 =1.32×104 (lx)
幕每秒钟接受旳光子为
N Φe Φe 0.6328106 6 103 1.911016 h hc 6.626 1034 3108
(个/秒)
光敏电阻
3 、在如图所示旳恒流偏置电路中,已知Re=3.3kΩ,UW=4V, Ubb=12V;光敏电阻为RP,当光照度为30lx时输出电压为6V,80 lx时为9V。(设该光敏电阻在30到100lx之间旳值不变)
二 填空题 1 描述光电探测器光电转化能力旳是 量子效率 。 2 任何物质,只要温度高于绝对零度,都具有发射辐射旳能力。 3 氦氖激光器以 直流 电源驱动。
4 发光二极管是 注入式电致发光器件 器件。 7 光伏器件有光伏工作模式和光导工作模式两种工作模式。
三 简答题
1、 掺杂对半导体导电性能旳影响是什么? 答:半导体中不同旳掺杂或缺陷都能在禁带中产生附加旳能级 ,价带中旳电子若先跃迁到这些能级上然后再跃迁到导带中去 ,要比电子直接从价带跃迁到导带轻易得多。所以虽然只有少 许杂质,却会明显地变化导带中旳电子和价带中旳空穴数目, 从而明显地影响半导体旳电导率。
光电技术综合习题解答
一、单项选择题
① 在光电倍增管中,产生光电效应旳是( )。
A.阴极 C.二次发射极 ② 光电二极管旳工作条件是( )。
B.阳极 D.光窗
A.加热 C.加反向偏压
B.加正向偏压 D. 零偏压
光电技术综合习题解答
一、单项选择题
① 在光电倍增管中,产生光电效应旳是(A)。
A.阴极
B.阳极
G
I a min IK
2.439 24 106
1.02105

智能光电技术应用基础知识单选题100道及答案解析

智能光电技术应用基础知识单选题100道及答案解析1. 光电效应中,光电子的最大初动能取决于()A. 入射光的强度B. 入射光的频率C. 入射光的波长D. 照射时间答案:B解析:根据光电效应方程,光电子的最大初动能只与入射光的频率有关。

2. 下列哪种材料常用于制作光电探测器()A. 硅B. 铁C. 铜D. 铝答案:A解析:硅具有良好的光电特性,常用于制作光电探测器。

3. 光的波长越短,其能量()A. 越小B. 越大C. 不变D. 不确定答案:B解析:根据公式E=hc/λ,波长越短,能量越大。

4. 以下哪个不是光电技术的应用()A. 太阳能电池B. 激光打印C. 内燃机D. 光纤通信答案:C解析:内燃机是通过燃料燃烧产生能量,不是光电技术的应用。

5. 发光二极管的工作原理基于()A. 热辐射B. 电致发光C. 光致发光D. 化学发光答案:B解析:发光二极管是电致发光器件。

6. 光电倍增管的放大倍数主要取决于()A. 阴极材料B. 倍增极的个数C. 阳极电压D. 入射光强度答案:B解析:倍增极的个数越多,放大倍数越大。

7. 能实现电光转换的器件是()A. 光电二极管B. 液晶显示器C. 激光器D. 太阳能电池答案:C解析:激光器将电能转换为光能,实现电光转换。

8. 光纤的主要成分是()A. 石英B. 玻璃C. 塑料D. 金属答案:A解析:光纤通常由石英材料制成。

9. 下列哪种光源的相干性最好()A. 白炽灯B. 日光灯C. 激光D. 钠光灯答案:C解析:激光具有极好的相干性。

10. 在光电传感器中,常用于测量位移的是()A. 光电编码器B. 光电二极管C. 光电三极管D. 光电池答案:A解析:光电编码器常用于测量位移。

11. 光的三原色是()A. 红、绿、蓝B. 红、黄、蓝C. 红、橙、绿D. 黄、绿、蓝答案:A解析:光的三原色是红、绿、蓝。

12. 下列哪种光电器件响应速度最快()A. 光敏电阻B. 光电二极管C. 光电池D. 光电倍增管答案:B解析:光电二极管的响应速度通常较快。

光电技术自测题(全)(答案参考)

第一部分自测题一、多项选择题1.下列选项中的参数与接收器有关的有()A.曝光量 B.光通量 C.亮度 D.照度答案:AD2.光电探测器中的噪声主要包括(ABCDE )A.热噪声 B.散粒噪声 C.产生复合噪声 D.1/f噪声E 温度噪声3.光电技术中应用的半导体对光的吸收主要是(AB )A.本征吸收 B.杂质吸收 C.激子吸收 D.自由载流子吸收E 晶格吸收二、单项选择题1.被光激发产生的电子溢出物质表面,形成真空中的电子的现象叫做()A.内光电效应 B. 外光电效应 C.光生伏特效应 D.丹培效应答案:B2.当黑体的温度升高时,其峰值光谱辐射出射度所对应的波长的移动方向为()A.向短波方向移动B.向长波方向移动C.不移动D.均有可能答案:A3.已知某He-Ne激光器的输出功率为8mW,正常人眼的明视觉和暗视觉最大光谱光是效能分别为683lm/W和1725lm/W,人眼明视觉光谱光视效率为0.24,则该激光器发出的光通量为()A.3.31lxB.1.31lxC.3.31lmD.1.31lm答案:D4.半导体()电子吸收光子能量跃迁入(),产生电子—空穴对的现象成为本征吸收。

A.价带,导带B.价带,禁带C.禁带,导带D.导带,价带答案:A5.一个电阻值为1000欧姆的电阻,在室温下,工作带宽为1Hz时,热噪声均方电压为答案BA 3nVB 4nVC 5nVD 6nV6.用照度计测得某环境下的照度值为1000lx,该环境可能是(B)A阳光直射B阴天室外 C 工作台 D 晨昏蒙影7.已知某辐射源发出的功率为1W,该波长对应的光谱光视效率为0.5,则该辐射源辐射的光通量为(B)A 683lm B341.5lm C 1276lm D 638lm8.为了描述显示器的每个局部面元在各个方向的辐射能力,最适合的辐射度量是(D )A 辐射照度B 辐射强度C 辐射出度D 辐射亮度9. 电磁波谱中可见光的波长范围为A0.38~0.78um B 0.38~1um C 1~3um D 8~12um答案:A10. 已知一束激光功率为30mW 、波长为0.6328um ,普朗克常数S h ⋅⨯=J 10626.634-则该激光束的光子流速率N 为(A )。

光电技术练习题

光电技术练习题一、选择题1. 光电效应是指()。

A. 光线经过媒质传播B. 光线不被媒质吸收传播C. 光线与物质相互作用产生电磁波D. 光线与物质相互作用产生电子运动2. 下列关于光电效应的说法错误的是()。

A. 逸出功与金属种类无关B. 频率越高,逸出电子的动能越大C. 逸出电子动能与光强度成正比D. 光电效应只发生在金属上3. 当光频率不变时,通过光电效应逸出电子的动能与入射光的()成正比。

A. 光强度B. 波长C. 速度D. 相位4. 下列关于光电效应的解释错误的是()。

A. 光的粒子性表现为光子B. 光照射在金属上,金属中的电子受到能量转移而逸出C. 波动模型可以解释光电效应D. 逸出速度与光子的能量有关5. 关于光电管的说法正确的是()。

A. 光电子发射是通过第一级光电倍增效应实现的B. 光电流的强度与入射光的频率无关C. 光电流的强度与入射光的光强度成正比D. 光电子发射是通过光电效应实现的二、填空题1. 光电效应在()年被爱因斯坦解释。

2. 光电效应是电磁辐射与物质的()相互作用的结果。

3. 光电效应起源于金属内的()。

4. 入射光的频率达到临界频率时,逸出电子的动能为()。

三、计算题1. 入射在铝金属上的光的波长为500nm,计算逸出的电子动能。

(已知铝金属的逸出功为4.08eV)(解答)根据能量守恒定律,光子的能量等于电子的逸出功加上电子的动能。

光子的能量: E = hc/λ,其中h为普朗克常数,c为光速,λ为入射光的波长。

电子的逸出功: W = 4.08 eV逸出电子的动能: K = E - W代入数值计算:E = (6.63e-34 J·s * 3e8 m/s) / (500e-9 m) ≈ 3.98 eVK = 3.98 eV - 4.08 eV ≈ -0.1 eV由于逸出电子动能为负数,说明电子无法逸出。

2. 光照射在钠金属上的波长为400 nm的入射光,计算逸出的电子动能。

光电检测技术习题答案

光电检测系统作业答案:第一章:1-2:使用一定的敏感器和传感器,对被测量感知,并转化为电信号,实现非电量的检测。

1-7:题目自拟。

第二章:2-2:光照PN结产生光生载流子,在PN结两端出现电动势,称为光生伏特效应。

在光生伏特效应中,与光照相联系的是少数载流子的行为,少数载流子的寿命通常很短,所以光生伏特效应的探测器比光电导探测机器有更快的响应速度。

2-4:光电效应是指光照射到物体表面上使物体发射电子、或电导率发生变化、或产生光电动势的现象。

光电效应实质上是入射光辐射与物质中束缚于晶格的电子或自由电子的相互作用所引起的。

光电效应对光频率(波长)具有选择性,在光子与电子的相互作用下,其响应速度比较快。

按照是否发射电子可将光电效应分为内光电效应和外光电效应,具体有光电子发射效应、光电导效应、光生伏特效应等。

光热效应是指探测元件在吸收光辐射能量后,并不直接引起内部电子状态的变化,而是把吸收的光能变为晶格的热运动,引起探测元件温度的上升,温度上升的结果又使探测元件与温度有关的电学性质或其他物理性质发生变化。

原则上,光热效应对光波频率(波长)没有选择性,因而物质温度的变化仅决定于光功率,而与入射光辐射的光谱成分无关。

因为温度升高是热积累的作用,所以光热效应的响应速度一般比较慢,而且容易受环境温度变化的影响。

光热效应包括热释电效应、温差电效应和辐射热计效应等。

第三章3-4:该题参数不够3-5:光电导器件响应时间受入射光的照度、所加电压和负载电阻大小等因素限制。

光伏器件的工作频率比光电导器件的工作频率高。

实际使用中主要通过电路设计来改善工作频率响应,如合理地设计负载电阻的大小。

3-13: 由于光照度增大到一定程度后,硅光电池的p-n 结产生的光生载流子数达到饱和,其开路电压也将受到势垒高度的限制,因此不会再随入射照度的增大而增大。

硅光电池的最大开路电压由表达式可得lnI S U U T oc Φ=,其中U T ≈0.26mV ,S 为光电灵敏度,Ø为光照度,通常U oc ≈0.45~0.6V 。

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第一部分自测题一、多项选择题1.下列选项中的参数与接收器有关的有()A.曝光量 B.光通量 C.亮度 D.照度答案:AD2.光电探测器中的噪声主要包括( ABCDE )A.热噪声 B.散粒噪声 C.产生复合噪声 D.1/f噪声 E 温度噪声3.光电技术中应用的半导体对光的吸收主要是( AB )A.本征吸收 B.杂质吸收 C.激子吸收 D.自由载流子吸收 E 晶格吸收二、单项选择题1.被光激发产生的电子溢出物质表面,形成真空中的电子的现象叫做()A.内光电效应 B. 外光电效应 C.光生伏特效应 D.丹培效应答案:B2.当黑体的温度升高时,其峰值光谱辐射出射度所对应的波长的移动方向为()A.向短波方向移动B.向长波方向移动C.不移动D.均有可能答案:A3.已知某He-Ne激光器的输出功率为8mW,正常人眼的明视觉和暗视觉最大光谱光是效能分别为683lm/W和1725lm/W,人眼明视觉光谱光视效率为0.24,则该激光器发出的光通量为()A.3.31lxB.1.31lxC.3.31lmD.1.31lm答案:D4.半导体()电子吸收光子能量跃迁入(),产生电子—空穴对的现象成为本征吸收。

A.价带,导带B.价带,禁带C.禁带,导带D.导带,价带答案:A5.一个电阻值为1000欧姆的电阻,在室温下,工作带宽为1Hz时,热噪声均方电压为答案 BA 3nVB 4nVC 5nVD 6nV6.用照度计测得某环境下的照度值为1000lx,该环境可能是(B)A阳光直射 B阴天室外 C 工作台 D 晨昏蒙影7.已知某辐射源发出的功率为1W,该波长对应的光谱光视效率为0.5,则该辐射源辐射的光通量为(B)A 683lm B341.5lm C 1276lm D 638lm8.为了描述显示器的每个局部面元在各个方向的辐射能力,最适合的辐射度量是(D )A 辐射照度B 辐射强度C 辐射出度D 辐射亮度9. 电磁波谱中可见光的波长范围为A0.38~0.78um B 0.38~1um C 1~3um D 8~12um答案:A10. 已知一束激光功率为30mW 、波长为0.6328um ,普朗克常数S h ⋅⨯=J 10626.634-则该激光束的光子流速率N 为(A )。

A. 9.55×1016个/秒B. 9.55×1019个/秒C. 2.87×1025个/秒D. 2.87×1022个/秒11. 某半导体光电器件的长波限为13um ,其杂质电离能i E ∆为(B )A. J 095.0B. eV 095.0C. J 4105.9⨯D. eV 4105.9⨯ 12. 100W 标准钨丝灯在0.2sr 范围内所发出的辐射通量为(A )A. W 592.1B. lm 223.27C. W 184.3D. W 223.2713. 已知甲、乙两厂生产的光电器件在色温2856K 标准钨丝灯下标定出的灵敏度分别为uW uA S e /5=,lm A o S v /4.=,则甲乙两厂中光电器件灵敏度比较结果正确的是(B )A. 甲场灵敏度高B. 乙场灵敏度高C. 甲乙两场灵敏度一样高D. 无法比较 14. 光电发射材料CsSb K 2的光电发射长波限为680nm ,该光电发射材料的光电发射阈值的大小为(D )A. J 31082.1⨯B. eV 31082.1⨯ C. J 82.1 D. eV 83.115. 已知某种光电器件的本征吸收长波限为1.4um ,则该材料的禁带宽度为(B ) A. J 886.0 B. eV 886.0C. J 886D. eV 886三、判断题 1. 比探测率是一个与工作频率、测量带宽无关的常数。

(错)2. 探测率是一个反映探测器探测能力的物理量,探测率越大,说明探测器的探测能力越强。

(对)3. 噪声等效功率是信噪比为1时,入射到探测器上的信号辐射通量。

(对)4. 1/f 噪声是一种低频噪声,几乎所有探测器中都存在这种噪声。

(对)5. 量子效率是在特定波长下单位时间内产生的平均光电子数与入射光子数之比。

(对)6. 若金属溢出功为W ,则长波限为1.24/W(nm).(错)7. 光通量的单位是坎德拉。

(错)8. 辐射通量与光通量的单位是相同的。

(错)9. 朗伯辐射体的辐射出射度等于他的辐射亮度。

(错)10. 被照明物体表面的辐射照度和光源与物体表面的距离平方成反比。

(对)11. 辐射出射度Me 与辐射照度Ee 的定义式都是:某点处面元的辐通量e d Φ除以改面元的面积dA 的商,所以这两个物理量是具有相同的概念。

(错)12. 发光方式主要有电致发光,光致发光,化学发光和热发光。

(对)13. 发光强度的单位是坎德拉(cd ),其定义为:在给定方向上能发射Hz 1210540⨯的单色辐射源,在此方向上的辐强度为(1/683)W/sr,其发光强度定义为1cd。

(对)14.在对具有一定量度和颜色的非黑体辐射体的温度标测中,亮温度与实际温度的偏差最小,色温度次之,辐射温度与实际温度的偏差最大。

(错)15.波长长于本征吸收的光波长波限的入射辐射能使器件产生本征吸收,改变本征半导体的导电特性。

(错)16.杂志吸收的长波限总要长于本征吸收的长波限。

(对)17.可以引起光电效应的光吸收包括本征吸收,杂质吸收,激子吸收,自由载流子吸收和晶格吸收。

(错)18.在弱辐射作用的情况下,半导体的光电导效应与入射辐射通量的关系是线性的。

(对)19.光生伏特效应能将光能转换成电能。

(对)20.外光电效应是半导体光电器件、真空光电倍增管、摄像管、变像管和像增强器的核心技术。

(错)第二部分常用光辐射源自测题一、多项选择题1.常用的激光器有()A. 气体激光器B.液体激光器C.固体激光器D.染料激光器 E 半导体激光器答案:A C D E2.按发光机理分类,常用光源有(ABCD)A. 发光二极管B.激光器C.气体放电D.热辐射 E 太阳二、单项选择题1.低压汞灯光谱为()。

A. 线状光谱B.带状光谱C.连续光谱D.混合光谱答案:A2.高压钠灯光谱为()。

A. 线状光谱B.带状光谱C.连续光谱D.混合光谱答案:B3. 高压钠灯光谱为()。

A. 线状光谱B.带状光谱C.连续光谱D.混合光谱答案:B4.白炽灯光谱为()A. 线状光谱B.带状光谱C.连续光谱D.混合光谱答案:C5. 荧光灯光谱为()A. 线状光谱B.带状光谱C.连续光谱D.混合光谱答案:D6.某光源的发光效率为90~100lm/W,该光源可能是()A. 普通荧光灯B.高压汞灯C.高压钠灯D.卤钨灯答案:C7.连续波半导体激光器输出功率约为()A. 小于1mWB.几毫瓦到数百毫瓦C.几瓦D.几百瓦答案:B8. 黑体是指()A.反射为1B.吸收为1C.黑色的物质D.不发射电磁波答案:B三、判断题1.发光效率是光源发射的光通量与所需的电功率之比。

(对)2.GaAs的开启电压约为1V。

(对)3.物体温度升高时,辐射峰值波长向长波方向移动。

(错)4.氮化物蓝或紫LED的管芯中加上三基色荧光粉可激发出白光,成为白光LED。

(对)5.超高亮度LED是指辐射功率高,法向发光强度在1000mcd以上的LED,光效可以达到50~100lm/W。

(对)6.发光二极管辐射光的峰值波长与材料的禁带宽度Eg无关。

(错)7.LED发出的光是基于受激辐射,发出的是相干光。

(错)8.普通钨丝灯的发光效率约为8~18lm/W。

(对)9.LED的寿命通常小于106小时。

(错)10.通常利用半导体激光器(LD)和发光二极管伏安特性和响应时间特性对光源进行直接调制。

(对)第三部分光电导探测器自测题一、多项选择题1.(多选)下列光电导器件中那些属于本证光电导器件( BCDE)A.锗掺汞 B.硫化镉 C.硫化铅 D.锑化汞 E 碲鎘汞2.光电导器件的噪声主要有( ABC )A.热噪声 B.1/f噪声 C.产生与复合噪声 D.散粒噪声二、单项选择题1.光电导的单位( B )A.欧姆B.西门子C.流明 D 勒克斯2.氮化镓光电导器件的光谱响应范围为( A )A.200~365nmB.400~700nmC.700~1100nm D 1~7um3.硫化镉光电导器件的光谱响应范围为( B )A.200~365nmB.400~700nmC.700~1100nm D 1~7um4.常温硫化铅光电导器件的光谱响应范围为( D )A.200~365nmB.400~700nmC.700~1100nm D 0.4~3um5. 常温碲化铟光电导器件的光谱响应范围为( C )A.200~365nmB.400~700nmC.1~7.5um D 0.4~3um6.设某光敏电阻在100lx 光照下的阻值为2Ωk ,且已知它在90~120lx 范围内的9.0=γ。

则该光敏电阻在110lx 光照下的阻值为(C )。

A .2224.6Ω B .1999.9Ω C. 1873.8 Ω D.935.2Ω7. 假设某只CdS 光敏电阻的最大功耗是30mW ,光电导灵敏度lx S S g /105.06-⨯=,暗电导00=g 。

当CdS 光敏电阻上的偏置电压为20V 是的极限照度为(D )。

A. 150lxB.22500lxC.2500lxD. 150lx 和22500lx8.光电导探测器的特性受工作温度影响(B )。

A.很小B.很大C.不受影响D.不可预知三、判断题1.由于电子的迁移率比空穴大,因此通常用P 型材料制成光电导器件。

(错)2.本征光电导器件的长波限可以达到130um 。

(错)3.弱辐射情况下,本征光电导与入射辐射通量成正比。

(对)4.材料确定后,光敏电阻的光照指数是一个常数。

(错)5.前历效应是指光电导探测器的时间特性与工作前历史有关的一种现象。

(对)6.光电导器件的时间响应都较小,适合于探测窄脉冲光信号。

(错)7.当光电导器件接收交变调制光时,随调制光频率的增加,其输出会减小。

(对)8.光敏电阻光谱特性的峰值波长,低温时向短波方向移动。

(错)9光敏电阻光敏面做成蛇形状,有利于提高灵敏度。

(对)10.光敏电阻的恒压偏置电路比恒流偏置电路的电压灵敏度要高一些。

(错)11. 光电导器件在方波辐射的作用下,其上升时间大于小将时间。

(错 ) 12. 在测量某光电导器件的γ值时,背景光照越强,其γ值越小。

(对 )13. 光敏电阻在恒压偏置电路比恒流偏置电路的电压灵敏度要高一些。

(错 ) 14. 光敏电阻的阻值与环境温度有关,温度升高光敏电阻的阻值也随之升高。

(错) 15. 光敏电阻的前例效应是由于被光照过后所产生的光生电子与空穴的复合而需要很长的时间,而且,随着复合的进行,光生电子与空穴的浓度与复合机率不断减小,使得光敏电阻恢复被照前的阻值需要很长时间这一特性的描述。

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