光电检测填空题库
光电检测技术课程作业与答案(打印版)

思考题及其答案习题01一、填空题1、通常把对应于真空中波长在(0.38mμ)到(0.78mμ)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)。
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:辐射通量又称辐射功率,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、辐射亮度:由辐射表面定向发射的的辐射强度,除于该面元在垂直于该方向的平面上的正投影面积。
单位为(瓦每球面度平方米) 。
4、辐射强度:辐射强度定义为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)。
三、简答题辐射照度和辐射出射度的区别是什么?答:辐射照度和辐射出射度的单位相同,其区别仅在于前者是描述辐射接收面所接收的辐射特性,而后者则为描述扩展辐射源向外发射的辐射特性。
四、计算及证明题证明点光源照度的距离平方反比定律,两个相距10倍的相同探测器上的照度相差多少倍?答:2224444R I R I dA d E R dA d E R II===∴=ππφπφφπφ=的球面上的辐射照度为半径为又=的总辐射通量为在理想情况下,点光源设点光源的辐射强度为ΘΘ ()122222222211221211001001010E E L IE L I L I L I E R I E L L L L =∴====∴==ΘΘ又的距离为第二个探测器到点光源,源的距离为设第一个探测器到点光 习题02一、填空题1、物体按导电能力分(绝缘体)(半导体)(导体)。
长春理工大学光电检测填空和简答考试必备

B 半导体对光的吸收:半导体受光照射时,一质型半导体光敏电阻。
部分光被反射,一部分光被吸收。
半导体对光G 光敏电阻的相对光电导随温度升高而降低,的吸收可分为 : 本征吸收,杂质吸收,激子吸光电响应受温度影响较大收,自由载流子吸收和晶格吸收。
能引起光G 光敏电阻结构设计的基本原则:为了提高光电效应的有:本征吸收、杂质吸收。
敏电阻的光电导灵敏度Sg,要尽可能地缩短B 本征半导体光敏电阻常用于可见光波段的光敏电阻两电极间的距离L 。
测探,而杂质型半导体光敏电阻常用于红外波G 光敏电阻的基本特性:光电特性,时间响应,段甚至于远红外波段辐射的探测。
光谱响应,伏安特性,噪声特性。
B 半导体激光器发光原理:受激辐射、粒子数G 光敏电阻的光电特性:随光照量的变化,电反转和谐振。
导变化越大的光敏电阻就越灵敏。
C 粗光栅和细光栅:栅距d大于波长λ的叫粗G 光敏电阻的噪声特性:热噪声、产生复合噪光栅,栅距 d 接近于波长λ的叫细光栅。
声、低频噪声。
热噪声:光敏电阻内的载流子C 由于电子的迁移率远大于空穴的迁移率,因热运动产生的噪声。
低频噪声:是光敏电阻再此 N 型 CCD 比 P 型 CCD 的工作频率高很多。
骗置电压作用下会产生信号光电流,由于光敏D 丹倍效应:由于载流子迁移率的差别产生受层内微粒的不均匀,会产生微火花电爆放电现照面与遮蔽面之间的伏特现象。
象,这种微火花放电引起的电爆脉冲就是低频F 发生本征吸收的条件:光子能量必须大于半噪声的来源。
导体的禁带宽度 Eg G 光敏电阻的光谱响应:光敏电阻的电流灵敏F 辐射源:一般由光源及其电源组成,是将电度与波长的关系 .决定因素 : 主要有光敏材料禁能转化成光能的系统。
带宽度 ,杂质电离能 ,材料掺杂比与掺杂浓度等F 发光效率:由内部与外部量子效率决定。
G 光敏电阻的设计的三种基本结构:梳状,蛇F 发光光谱:LED发出光的相对强度随波长形,刻线结构。
变化的分布曲线。
光电探测技术考试试题

光电探测技术考试试题一、选择题1. 以下哪种元器件可以将光信号转换为电信号?A. 电极B. 激光器C. 光电二极管D. 传感器2. 在光电探测技术中,PDMS是什么的缩写?A. 光电传感器B. 光纤传输C. 光纤连接器D. 聚二甲基硅氧烷3. 下列哪项是控制光电传感器的最佳方法?A. 改变输入供电电压B. 改变光源的强度C. 调整接收光线的位置D. 控制光电二极管的极性4. 光电二极管常用于哪个方面的应用?A. 显微镜B. 传感器C. 激光器D. 高清摄像5. 在光电探测技术中,什么是光斑?A. 微小的发光区域B. 光信号的频率C. 光信号的强度D. 光信号的速度二、填空题6. 光电二极管是一种________元器件,可以将光信号转换为电信号。
7. 光电传感器一般由光源、________、信号处理电路和输出电路等部分组成。
8. 光电二极管的特点之一是________,即其输出电流与输入光线的强弱成正比。
9. 光电二极管最常见的用途之一是在________中测量光线的强度。
10. 光电传感器需要根据具体的应用,选择合适的_______。
11. 请简要说明光电探测技术的基本原理。
光电探测技术是利用光电二极管等元器件将光信号转换为电信号的技术。
当光线照射到光电二极管上时,光子的能量会激发出电子,并在二极管内产生电流。
通过测量该电流的大小和变化,可以获得光线的强度、频率等信息。
12. 光电传感器的工作原理是什么?光电传感器的工作原理是利用光电二极管对光信号的敏感性。
当光线照射到光电二极管上时,光子的能量会激发出电子,并在二极管内产生电流。
该电流经信号处理电路和输出电路处理后输出,用来表示光线的强度、频率等信息。
13. 光电探测技术在哪些领域有应用?光电探测技术在许多领域有广泛的应用。
例如,在工业自动化中,光电传感器可用于检测物体的位置、颜色和形状;在医疗领域,光电探测技术可用于测量血液中的氧气含量;在通信领域,光电探测技术则用于光纤通信等。
光电检测技术题库试卷

光电检测技术题库试卷一、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. 金属;B. 杂质半导体C. 绝缘体;D. 本征半导体.2.紫外线频率的范围在( D ).A. 1011~1012B. 108~109C. 1013~1014D. 1015~10163.等离子体是一种( B ).A. 气体光源B. 固体光源C. 液体光源D. 激光光源4.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. 0.5.5.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 ).A. 辐功率;B. 辐强度;C. 辐照度;D. 辐出度6.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。
A. 光子效应B. 霍尔效应C. 热电效应D. 压电效应7.在光源λ一定的情况下,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.8.电子亲和势,是指电子从(A差。
A.导带底能级B. 价带顶能级C. 费米能级D. 施主能级9.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D. 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式10.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;C. 噪声等效功率;D. 通量阈11.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. 不确定.12.PN结和光敏电阻的时间常数( B ).A前者大 B. 后者大 C. 一样大 D. 不能确定13. 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。
光电检测习题解答

Iv=φ v/Ω =5.0×10-3/1.25×10-5=400(cd)
标准钨丝灯在整个球面空间各向同性发光,因此,灯所发出的光通 量为
Φv
Ev
A
4
5.0
103
4
1.25 105
5000(lm)
2、某输出功率为6mW的氦氖激光器,发出波长为0.6328μm的光束, 均匀地投射到0.8cm2的白色屏幕上。已知屏幕的反射系数为0.96, 设光速C= 3108m/s,普朗克常数 h = 6.62610-34j·s ,氦氖激 光的视见函数V(6328) = 0.268,
试求:(1)幕的光照度为多少lx? (2)幕的反射出射度为多少lx? (3)幕每秒钟接收多少个光子?
0.2 U DD 0.7
(4)当要求输出信号的稳定度为1%时,求高压电源电
压的稳定度。
Vm
Iam/
SA
2 10 6 50
Ubb
I1
U bb 10 Rc
12 10 510
3.92(mA )
Rc
Rb
U0
R1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
UW
I1
0.7
6 0.7 3.92
1.4k
DW
Rp
同样,照度为300lx时流过光敏电阻的电流I2与电阻R2为
I2
Ubb 8 Rc
7.8(mA)
R2=680Ω
由于光敏电阻在500到100lx间的γ 值不变,因此该光 敏电阻的γ 值应为
《光电检测技术 题库》

《光电检测》题库一、填空题1.光电效应分为内光电效应和外光电效应,其中内光电效应包括和。
2.对于光电器件而言,最重要的参数是、和。
3.光电检测系统主要由光电器件、和等部分组成。
4.为了取得很好的温度特性,光敏二极管应在较负载下使用。
5.光电倍增管由阳极、光入射窗、电子光学输入系统、和等构成。
6.光电三极管的工作过程分为和。
7.激光产生的基本条件是受激辐射、和。
8.检测器件和放大电路的主要连接类型有、和等。
D的基本功能是和。
10.已知本征硅材料的禁带宽度E g=1.2eV,则该半导体材料的本征吸收长波限为。
11. 非平衡载流子的复合大致可以分为和。
12.在共价键晶体中,从最内层的电子直到最外层的价电子都正好填满相应的能带,能量最高的是填满的能带,称为价带。
价带以上的能带,其中最低的能带常称为,与之间的区域称为。
13.本征半导体在绝对零度时,又不受光、电、磁等外界条件作用,此时导带中没有,价带中没有,所以不能。
14.载流子的运动有两种型式,和。
15. 发光二极管发出光的颜色是由材料的决定的。
16. 光电检测电路一般情况下由、、组成。
17. 光电效应分为内光电效应和效应,其中内光电效应包括和,光敏电阻属于效应。
18.导带和价带中的电子的导电情况是有区别的,导带愈多,其导电能力愈强;而价带的愈多,即愈少,其导电能力愈强。
19.半导体对光的吸收一般有、、、和这五种形式。
20. 光电器件作为光电开关、光电报警使用时,不考虑其线性,但要考虑。
24.半导体对光的吸收可以分为五种,其中和可以产生光电效应。
22.光电倍增管由阳极、光入射窗、电子光学输入系统、和等构成,光电倍增管的光谱响应曲线主要取决于材料的性质。
23.描述发光二极管的发光光谱的两个主要参量是和。
25.检测器件和放大电路的主要连接类型有、和等。
26.使用莫尔条纹法进行位移-数字量变换有两个优点,分别是和。
27、电荷耦合器件(CCD)的基本功能是和。
28、光电成像器件的输出物理量与对应的输入物理量的比值关系常用转换特性来表示,不同的光电成像器件往往用不同的参量来描述其转换特性,像管通常使用转换系数,像增强管常使用,摄像器件采用。
光电检测技术期末试卷试题大全

光电检测技术期末试卷试题大全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)率响应效功率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。
)12、真空光电器件是基于什么效应的光电探测器,它的结构特点是有一个真空管,其他元件都在真空管中,真空光电器件包括哪两类。
(外光电效应光电管光电倍增管)二、名词解释1、响应度(响应度(或称灵敏度):是光电检测器输出信号与输入光功率之间关系的度量。
光电检测技术期末试卷试题大全

光电检测技术期末试卷试题大全1.选择题1. 红外光电传感器是一种常见的光电检测设备,它的工作原理是通过检测红外线的______来实现对目标物的检测。
A. 强度B. 频率C. 极性D. 相位2. 光电二极管是一种常见的光电检测器件,它的工作原理是基于______效应。
A. 光电B. 热释电C. 雷射D. 压电3. 光电检测技术在工业自动化中的应用主要包括______。
A. 物体检测B. 位置测量C. 温度测量D. 速度测量4. 光电检测器件中,______是用来控制光电转换效率的重要参数。
A. 光敏面积B. 波长范围C. 频率D. 光电流5. 光电检测技术在机器人领域中的应用主要包括______。
A. 图像识别B. 人脸识别C. 声音识别D. 语音识别2.填空题1. 光电检测技术中,______是指通过发光二极管或激光二极管产生光信号的过程。
2. 光电检测器件中,______是指当光照射到光敏元件表面时产生的电荷量。
3. 光电检测技术中,______是指将光信号转化为电信号的过程。
4. 光电检测技术中,______是指通过对检测光信号进行处理获得目标物的信息。
3.简答题1. 请简要描述红外光电传感器的工作原理,并举例说明其在实际应用中的使用场景。
2. 光电二极管与普通二极管相比有什么不同之处?为什么光电二极管被广泛应用于光电检测技术领域?3. 光电检测技术在工业自动化中的应用主要有哪些优势?请列举并解释其中的一两个优势。
4. 光电检测器件的频率响应是什么?如何调节光电检测器件的频率响应?5. 光电检测技术在机器人领域中的应用主要有哪些优势?请列举并解释其中的一两个优势。
4.综合问题现代工业生产过程中,光电检测技术扮演着重要的角色。
请结合实际案例,阐述光电检测技术在工业自动化中的应用,并分析其对提高生产效率和质量的影响。
在答题过程中,可参考以下结构进行撰写:1. 引言:介绍光电检测技术在工业自动化中的重要性和应用需求。
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题库1.一般电子检测系统由传感器、信号调理器和输出环节组成。
2.光电三极管有 2 个PN结,其中起光电变换作用的是集电结。
3.根据光源、光学系统和光电转换器件放置位置的不同,光电传感器可分为:直射型、反射型和辐射型。
4.光电检测器输出与输入辐射功率的比称为响应度。
5.达到内部动态平衡的半导体PN结,在光照的作用下,在PN结的两端产生电动势,称为光生电动势。
6.入射光辐射到检测器后或入射光被遮断后,光电检测器件输出上升到稳定值或下降到照射前的值所需要的时间称为响应时间。
7.光电耦合器由发光器件和受光器件封装在一个组件内构成。
8.负载电阻上的信号功率与噪声功率比称为信噪比。
9.光电池按用途可分为:太阳能光电池和测量用光电池。
10.光电池的输出电压与输入辐射照度成对数关系。
11.光电池的输出端短路电流与光照度成线性关系,这关系常用于光电池检测。
12.PIN管是光电二极管中的一种,在P型半导体和N型半导体之间夹着一层(相对)很厚的本征半导体。
13.光电倍增管是建立在光电子发射效应、二次电子发射效应和电子光学理论的基础上,能够将微弱光信号转换成光电子并获得倍增效应的真空光电发射器件。
14.发光二极管是少数载流子在PN结区的注入与复合而产生发光的一种半导体光源,也称作注入式场致发光光源。
15.相干计量、全息照相、全息存储等就利用了激光相干性好的特点。
16.噪声系数是描述放大器或其它电路的噪声性能,噪声系数F的定义为放大器总的输出噪声功率与源电阻在放大器输出端的噪声功率之比。
17.要使前置放大器获得最佳噪声性能,必须满足噪声匹配条件,即要求信号源阻抗等于最佳源阻抗。
此时放大器的噪声系数最小。
18.光检测器的平方律特性:光电流正比于光电场振幅的平方,电输出功率正比于入射光功率的平方。
19.直接检测系统的输出信噪比是输入信噪比的平方,所以它不适用于输入信噪比小于1或微弱光信号的检测。
20.脉冲激光测距仪由脉冲激光发射系统、接收系统、控制电路、时钟脉冲振荡器以及计数显示电路等组成。
21.当不考虑检测器本身噪声影响,只包含输入背景噪声的情况下,外差检测器的输入信噪比等于输出信噪比。
22.光纤纤芯的折射率为n1,包层的折射率为n2,则n1 大于n2(大于、等于或小于)。
23.偏振调制利用了普克尔效应、法拉第磁光效应和光弹效应等物理效应。
24.若要使光电检测系统不受光源的影响,应采用浮动阈值二值化处理电路。
25.光电检测系统一般分为主动式和被动式。
无自身光源,其光热射发射来自被测物体的是被动式。
26.受被测物理量控制的光通量,经光电接收器转换后由检测机构可直接得到所求被测物理量,这种测量方法是直接作用法。
27.光电效应包括:外光电效应和内光电效应。
28.光伏效应与光照相联系的是少数载流子的行为,其寿命通常很短。
所以以光伏效应为基础的检测器件比以光电导效应为基础的检测器件有更快的响应速度。
29.光电检测器输出与输入辐射功率的比称为响应度。
光电检测器件输出的电流或电压与入射光通量之比称为光谱响应度。
30.热噪声是由载流子无规则的热运动造成的。
31.散粒噪声是穿越势垒的载流子的随机涨落所造成的噪声。
32.光敏电阻工作电流大,可达数毫安级别。
33.光敏电阻灵敏度高,光电增益可以大于 1 。
34.光敏电阻的时间常数较大,所以其上限频率低(高或低)。
35.在最佳负载时,光电池能输出最大输出功率。
36.PIN管的本征层电阻很大,管子的输出电流小,一般多为零点几微安到数微安量级。
37.对于PIN管,由耗尽层宽度与外加电压的关系可知,增加反向偏压会使耗尽层宽度增加,且集中在本征层,从而结电容要进一步减小,使频带宽度变宽。
38.发光二极管可分为:顶发光型LED和侧面发光型LED。
39.光电耦合器由发光器件和受光器件封装在一个组件内构成;40.图解法适用于大信号状态下的电路分析,在大信号状态下,可定性地输出信号的波形畸变。
41.一般光电检测器件中主要的噪声是热噪声和散粒噪声。
42.热噪声存在于任何电阻中,与温度成正(正或反)比,与频率无关,说明热噪声是由各种频率分量组成,可称为白噪声。
43.直接检测系统在系统设计时,在检测到信号的基础上尽可能减小系统视场角。
44.计量光栅可分为透射式光栅和反射式光栅两大类,均由光源、光栅副、光敏元件三大部分组成。
45.光外差检测的光探测器的输出包含有信号光的全部信息:振幅、频率和相位等。
46.光的调制方式有多种,利用被测对象的变化引起敏感元件的折射率、吸收或反射等参数的变化,而导致光强度发生变化来实现敏感测量的,是利用了光的强度调制方式。
47.将光电信号转换成0,1数字量的过程称为光电信号的二值化处理。
48.光纤按其折射率的分布情况,可以将光纤划分为阶跃型和梯度型两种。
49.光接收机有两种类型,一种是功率检测接收机,另外一种是外差接收机。
50.通过各种光学元件和光学系统,将被测量转换为光参量的过程称为光学变换。
光信息经由各种光电器件,如光电热敏器件等,实现由光向电的转换,称为光电转换。
51.根据检测原理,光电检测的基本方法可分为:直接作用法、差动测量法、补偿测量法和脉冲测量法。
52.光照射的物质电导率发生改变,光照变化引起材料电导率变化,这种效应称为光电导效应。
53.光热效应可分为:热释电效应、辐射热计效应及温差电效应。
54.光敏电阻强光下光电线性度较差,弛豫时间过长,频率特性差。
55.依据噪声产生的物理原因,光电探测器的噪声可大致分为散粒噪声、热噪声和低频噪声三类。
56.光电池是一种利用光生伏特效应制成的不需加偏压就能将光能转化成电能的光电器件。
57.光敏电阻的光电导率随温度升高而下降。
58.PIN管的PN结内电场基本上全集中于本征层中,从而使PN结双电层的间距加宽,结电容变小。
时间常数变小,频带变宽。
59.雪崩光电二极管是利用PN结在高反向电压下产生的雪崩效应来工作的一种二极管。
60.光电三极管正常运用时,集电极加正电压。
因此,集电结为反偏置,发射结为正偏置。
61.激光定位、导向、测距等利用了激光方向性好的特点。
62.光耦合器件有透光型与反射型两种。
63.温度一定时,热噪声只与电阻和通频带有关,因此热噪声又称电阻噪声或白噪声。
64.低噪声前置放大器的任务:放大光电检测器件所输出的微弱电信号、匹配后置处理电路与检测器件之间的阻抗。
65.按光纤传输模式数划分:单模光纤和多模光纤。
66.光的调制方式有多种,偏振调制是利用光偏振态的变化来传递被测对象的信息。
67.利用被测对象对敏感元件的作用,使敏感元件的折射率或传播常数发生变化,而导致光的相位变化,这种调制是相位调制。
名词解释1.差动测量法:利用被测量与某一标准量相比较,所得差或数值比可反应被测量的大小。
2.光伏效应:达到内部动态平衡的半导体PN结,在光照的作用下,在PN结的两端产生电动势,称为光生电动势。
这就是光生伏特效应。
也称光伏效应。
3.热噪声:由于载流子无规则热运动产生的噪声,所以称之为热噪声。
4.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着增加而电阻减少的现象5.法拉第磁光效应:平面偏振光通过带磁性的物体时,其偏振光面将发生偏转。
6.光电检测技术:是利用光电传感器实现各类检测。
它将被测量的量转换成光通量,再转换成电量,并综合利用信息传送和处理技术,完成在线和自动测量。
7.响应时间τ:描述光电检测器对入射辐射响应快慢的一个参数。
8.光热效应:材料受光照射后,光子能量与晶格相互作用,振动加剧,温度升高,材料的性质发生变化.9.噪声系数:放大器总的输入噪声功率与源电阻在放大器输入端的噪声功率之比。
10.光弹效应:在垂直于光波传播方向上施加应力,被施加应力的材料将会使光产生双折射现象,其折射率的变化与应力有关。
这种应力双折射现象称为光弹效应。
11.补偿测量法:是用光或电的方法补偿由被测量变化而引起的光通量变化,补偿器的可动元件连接读数装置指示出补偿量值,其大小反应被测量变化大小。
12. 光电效应:照射到物体表面上使物体发射电子、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发生改变统称为光电效应。
13.温差电效应:由两种材料制成的结点出现温差而在两结点间产生电动势,回路中产生电流。
14.光纤的色散:不同成分的光传输群速度不同引起的脉冲展宽的物理效应。
15. 普克尔Pockels效应(电光效应):压电晶体受光照射,并在与光照正交的方向上加以高压电场时,晶体将呈现双折射现象,称之为普克尔效应。
问答题1.简述光电二极管与光电池的结构和特性异同。
2.在微弱辐射作用下,光电导材料的光电灵敏度有什么特点,?为什么要把光敏电阻制造成蛇形?在微弱辐射下,光电导材料的光电灵敏度是定值,光电流与入射光通量成正比,即保持线性关系。
因为产生高增益系数的光敏电阻电极间距需很小(即t tt小),同时光敏电阻集光面积如果太小而不实用,因此把光敏电阻制造成蛇形,既增大了受光面积,又减小了极间距。
?3.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?一)PIN光电二极管?工作原理:PIN光电二极管是一种快速光电二极管,PIN光电二极管在掺杂浓度很高的P 型半导体和N型半导体之间夹着一层较厚的高阻本征半导体I,其基本原理与光电二极管相同。
但由于其结构特点,PIN光电二极管具有其独特的特性。
特点:①结电容小,频率相应高。
最大特点是频带;②可承受较高的反向电压,线性输出范围宽;③量子效率较高;④不足是输出电流很小,约在微安量级。
二)雪崩光电二极管(APD)?(1)结构原理:雪崩光电二极管是利用PN结在高反向电压下产生的雪崩效应来工作的,其工作原理如下图所示。
雪崩光电二极管工作电压很高,约为100~200V,接近反向击穿电压。
结区内电场极强,光生载流子在这种电场中的得到了极大的加速,同时与晶格原子发生碰撞产生电离,产生更多的电子空穴对。
新生的电子空穴对在强电场作用下重复这一过程,形成结电流的雪崩效应。
工作特点:灵敏度高;电流增益大,可达tt t~tt t;响应速度特别快,硅和锗雪崩光电二极管带宽可达100GHz。
?PIN光电二极管频率特性比普通光电二极管好的原因:PIN光电二极管PN结间距离大,结电容很小。
由于工作在反偏状态,随着反偏电压增大,结电容变得更小,从而提高了PIN 光电二极管的频率响应。
4.为什么说光电池的频率特性不是很好?(1)光电池的光敏面做的较大,因而极间电容较大(2)光电池工作在第四象限,有较小的正偏电压存在,光电池内阻值低,且随入射光功率变差。
因此光电池频率特性不好。
5.简述光电检测器件和热电检测器件原理、性能和及应用等方面的差异。