光电检测期末复习
《光电检测期末复习题》

第一次作业1、光电检测技术有何特点?光电检测系统的基本组成是怎样的?答:光电检测技术是将光学技术与现代技术相结合,以实现对各种量的测量,它具有如下特点:(1)高精度,光电测量是各种测量技术中精度最高的一种。
(2)高速度,光电检测以光为媒介,而光是各种物质中传播速度最快的,因此用光学方法获取和传递信息的速度是最快的。
(3)远距离、大量程,光是最便于远距离传递信息的介质,尤其适用于遥控和遥测。
(4)非接触式测量,不影响到被测物体的原始状态进行测量。
光电检测系统通过接收被测物体的光辐射,经光电检测器件将接收到的光辐射转换为电信号,再通过放大、滤波等电信号调理电路提取有用信息,经数模转换后输入计算机处理,最后显示,输出所需要的检测物理量等参数。
2、什么是能带、允带、禁带、满带、价带和导带?绝缘体、半导体、导体的能带情况有何不同?答:晶体中电子所能具有的能量范围,在物理学中往往形象化地用一条条水平横线表示电子的各个能力值,能量愈大,线的位置愈高,一定能量范围内的许多能级(彼此相隔很近)形成一条带,称为能带。
其中允许被电子占据的能带称为允带。
允带之间的范围是不允许电子占据的,称为禁带。
在晶体中电子的能量状态遵守能量最低原理和泡利不相容原理,晶体最外层电子壳层分裂所形成的能带称为价带。
价带可能被电子填满也可能不被填满,其中被填满的能带称为满带。
半导体的价带收到光电注入或热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后即成为导电的能带--导带。
对绝缘体和半导体,它的电子大多数都处于价带,不能自由移动,但是热,光等外界因素的作用下,可以少量价带中的电子越过禁带,跃迁到导带上去成为载流子。
绝缘体和半导体的区别主要是禁的宽度不同。
半导体的禁带很窄,绝缘体的禁带宽一些,电子的跃迁困难的多,因此,绝缘体的载流子的浓度很小。
导电性能很弱。
实际绝缘体里,导带里电子不是没有,并且总有一些电子会从价带跃迁到导带,但数量极少,所以,在一般情况下,可以忽略在外场作用下他们移动所形成的电流。
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)@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。
)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。
《光电检测期末复习题》(精品文档)

《光电检测期末复习题》(精品文档)第一次作业1、光电检测技术有何特点?光电检测系统的基本组成是怎样的?答:光电检测技术是将光学技术与现代技术相结合,以实现对各种量的测量,它具有如下特点:(1)高精度,光电测量是各种测量技术中精度最高的一种。
(2)高速度,光电检测以光为媒介,而光是各种物质中传播速度最快的,因此用光学方法获取和传递信息的速度是最快的。
(3)远距离、大量程,光是最便于远距离传递信息的介质,尤其适用于遥控和遥测。
(4)非接触式测量,不影响到被测物体的原始状态进行测量。
光电检测系统通过接收被测物体的光辐射,经光电检测器件将接收到的光辐射转换为电信号,再通过放大、滤波等电信号调理电路提取有用信息,经数模转换后输入计算机处理,最后显示,输出所需要的检测物理量等参数。
2、什么是能带、允带、禁带、满带、价带和导带?绝缘体、半导体、导体的能带情况有何不同?答:晶体中电子所能具有的能量范围,在物理学中往往形象化地用一条条水平横线表示电子的各个能力值,能量愈大,线的位置愈高,一定能量范围内的许多能级(彼此相隔很近)形成一条带,称为能带。
其中允许被电子占据的能带称为允带。
允带之间的范围是不允许电子占据的,称为禁带。
在晶体中电子的能量状态遵守能量最低原理和泡利不相容原理,晶体最外层电子壳层分裂所形成的能带称为价带。
价带可能被电子填满也可能不被填满,其中被填满的能带称为满带。
半导体的价带收到光电注入或热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后即成为导电的能带--导带。
对绝缘体和半导体,它的电子大多数都处于价带,不能自由移动,但是热,光等外界因素的作用下,可以少量价带中的电子越过禁带,跃迁到导带上去成为载流子。
绝缘体和半导体的区别主要是禁的宽度不同。
半导体的禁带很窄,绝缘体的禁带宽一些,电子的跃迁困难的多,因此,绝缘体的载流子的浓度很小。
导电性能很弱。
实际绝缘体里,导带里电子不是没有,并且总有一些电子会从价带跃迁到导带,但数量极少,所以,在一般情况下,可以忽略在外场作用下他们移动所形成的电流。
光电检测期末考试试题

光电检测期末考试试题### 光电检测期末考试试题#### 一、选择题(每题5分,共40分)1. 光电检测技术中,光电效应是指()。
A. 光能转化为热能B. 光能转化为电能C. 电能转化为光能D. 热能转化为光能2. 下列哪种材料不适合用作光电探测器的材料?()A. 硅B. 锗C. 铜D. 硒3. 光电倍增管(PMT)的主要作用是()。
A. 放大电流B. 放大电压C. 放大光信号D. 放大声音信号4. 在光电检测中,光敏电阻的电阻值随光照强度的增加而()。
A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 先增加后减少5. 光电二极管的工作原理基于()。
A. 光电效应B. 热电效应C. 光电导效应D. 光伏效应6. 光电检测技术在以下哪个领域应用最广泛?()A. 通信B. 医疗C. 军事D. 所有以上7. 光电检测系统的灵敏度主要取决于()。
A. 光源的亮度B. 探测器的响应速度C. 信号处理电路的增益D. 所有以上8. 在光电检测系统中,滤光片的主要作用是()。
A. 改变光的强度B. 改变光的波长C. 改变光的方向D. 改变光的相位#### 二、简答题(每题10分,共40分)1. 简述光电效应的基本原理,并说明其在光电检测中的应用。
2. 描述光电倍增管(PMT)的工作原理,并解释其在提高光电检测灵敏度方面的优势。
3. 说明光敏电阻在不同光照条件下的电阻变化规律,并讨论其在光电检测中的作用。
4. 阐述光电二极管和光电晶体管的主要区别,并讨论它们在光电检测系统中的不同应用场景。
#### 三、计算题(每题10分,共20分)1. 假设一个光电二极管在无光照时的暗电流为10nA,光照强度增加后,其电流增加到1μA。
如果该二极管的光电流与光照强度成正比,求光照强度增加了多少倍?2. 在一个光电检测系统中,使用了一个增益为10^6的光电倍增管。
如果入射光信号产生的光电子数为100,计算经过光电倍增管放大后的信号电流(假设每个光电子产生一个电子-空穴对)。
光电检测技术期末考试题库试卷三参考答案

光电检测技术期末考试题库试卷三参考答案一、单项选择题(每小题2分,共40分)1.白炽灯是一种( B ).A.气体光源 B. 热光源C. 冷光源 D. 激光光源2.维恩位移定律为( C )。
A. σT 4B. σT2C. Tλm=BD. α(λ,T)= ε(λ,T) 3.ICCD表示的是( A )CCD.A. 增强型;B. 时间延迟型;C. 电子轰击模式;D. 红外.4.波长为2mm的波属于( B ).A. 远红外线B. 太赫兹波C. 近红外线D. X射线5.在给定λl~λ2波长范围内,某一辐射源发出的光通量与产生这些光通量所需的电功率之比,称为( B ).A. 辐射效率B.发光效率C. 光谱功率D.空间光强6.在发光二极管中,产生发光的是在( C ).A.P区 B. N区 C. 结区 D. 玻璃窗7.半导体中施主能级的位置位于( B ).A. 禁带低B. 禁带顶C. 导带顶D. 价带低8.像管中( A )的出现和使用,成为了第三代像管出现的标志性部件。
A. 负电子亲和势阴极;B. 电子光学系统;C.微通道板MCP; D. 光纤面板9.光纤中光传播的条件是( D ).A. 光入射角大于临界角B. 光入射角小于临界角C. 光入射角等于临界角D. 光入射角大于等于临界角10.属于自发辐射的光源是( B ).A. LDB. LEDC. CCDD. PMT11.下列光源中,最佳的彩色摄影用光源是( A ).A .镝灯B .氘灯C .汞灯D .汞氙灯12.在大气层外的卫星上,测得太阳光谱的峰值波长为 456.0 nm 。
求出太阳表面的温度。
( A ).A .6353K B. 7353K C. 3353K D. 8353K13.激光发光是( B ) :A. 自发辐射B.受激辐射C. 热辐射D.电致发光14.光敏电阻的主要作用是( D ):A. 光电检测B. 红外探测C. 光电开头D. 光电探测与控制18.数值孔径表示为( B ).A .212201sin n n n c -=θ B . 222101sin n n n c -=θ C .222011sin n n n c -=θ D . 202121sin n n n c -=θ16. 波长为17μm的光线属( D )。
光电检测技术期末考试试卷

光电检测技术期末考试试卷1、光具有的一个基本性质是波粒二象性。
2、光电检测技术研究的主要内容是信息变换技术电信___________________ 号处理技术。
------------- 3、光源调制通常分为机械调制和电调制或内调制和外调 ---------------------------------- 制。
_4、激光的形成必须满足粒子数反转、谐振腔共振、阈值 ________________________________ 条件。
______5、为了提高光电二极管的响应频率,应适当加大反向偏 ------ 压O ---------6、光敏电阻受温度影响大,通常工作在低温环境___________________ 下。
7、光电检测技术是光学与电子技术结合而产生的一门新 ________________ 兴检测技术,它是利用光电子技术对光信息进行检测。
--------------------------8、假设调制盘的转速为N转/分,得到调制光的频率为f,则调制盘的孔数为60f/N。
------学年第一学期期末考试试卷2009-2010.、填空题(共13分.毎小题1分)1、光纤传输损耗分类为______________ 、_______________ . _______________________ _________________ 、 ____________________ 以及_______________________________2、线性光列阵有•两种基本形式,一是________________ ,二是_________________ o3、为保证测呈的高将度,光扫描检测系统.必须满足三点基本要求;第一,_________________________________________________________________________緒一刑一9 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 第三,_________________________________________________________________________ 4、纳米扫描测虽系统要解决的关键是______________________________________________ 以及___________________________________________________________________________二、判断正确与错谋(正确的标T.错谋的标F,共8分,毎题2分)1、相关测呈和匹配滤波是从频率域来考虑的。
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)@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。
)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。
光电检测技术期末试卷试题大全复习资料

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。
)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。
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复习题1、光电检测系统通常主要由光学变换、光电转换、电信号处理三部分组成。
2、在环境亮度大于102时,最强的视觉响应在光谱蓝绿区间的555 处。
3、光电倍增管由光窗、光电阴极、电子光学系统、电子倍增系统和阳极五个主要部分组成。
由于其引入了电子倍增机构,因此具有灵敏度高、响应时间快等特点,常被使用。
4、指的是帧转移型5、发光二极管()是一种注入电致发光器件,他由P型和N型半导体组合而成。
其发光机理可以分为结注入发光_、_异质结注入发光。
6、光电池的结工作在零偏状态,它的开路电压会随光照强度的增加而增加。
7、对于辐射源来说,光通量(光功率)定义为单位时间内向所有方向发射的可见光能量。
8、激光的形成必须具有工作物质、泵浦源、光学谐振腔。
9、入瞳位于无限远,物方主光线平行于光轴的光学系统称为物方远心光路,此光路克服了调焦不准带来的测量误差,常用于瞄准、读数和精密测量。
10、短焦物镜用于拍近距离物体,焦距越短,视场角越大,因此也称为广角物镜。
11、载光电耦合器件既具有光电耦合特性,又具有隔离特性12、三种典型光子效应是指光电发射效应、光电导效应和光伏效应。
1 / 1413、光敏电阻的工作原理是光照产生光生载流子,使其电阻值急剧减小。
14、与其它器件相比,最突出的特点是它以电荷作为信号,而其他大多数器件是以电流或者电压作为信号。
15、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。
16、由于光源发光的各向异性,许多光源的发光强度在各个方向是不同的。
若在光源辐射光的空间某一截面上,将发光强度相同的点连线,得到该光源在该截面的发光强度曲线,称为配光曲线。
17、人眼按不同照度下的响应可分为明视觉、暗视觉。
18、降压使用对于光电测量用的白炽灯光源十分重要,因为灯泡寿命的延长将使系统的调整次数大为减少,也提高了系统的可靠性。
19、出瞳位于像方无限远处,平行于光轴的像方主光线在无限远处会聚于出瞳中心的光路被称为像方远心光路,它用于大地测量中测距,能大大提高测距精度。
20、集光镜将光源成像到聚光镜的前焦面上,孔径光阑位于聚光镜的物方焦面上,组成像方远心光路,视场光阑被聚光镜成像到物面上,称为远心柯勒照明。
1、光子效应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。
探测器吸收光子后,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,直接影响内部电子状态改变的大小。
因??h h 是光波频率,所以光子效应,其中是普朗克常数为光子能量是,就对光波频率表现出选择性,在光子直接与电子相互作用的情况下,其响应速度一般比较快。
2、光视效能2 / 14光视效能描述某一波长的单色光辐射通量可以产生多少相应的K定义为同一波长下测得的光通量与辐射单色光通量。
即光视效能?????K??。
单位:流明/瓦特()。
通量的比之,即?e3、本征光电导效应本征半导体价带中的电子吸收光子能量跃入导带,产生本征吸收,导带中产生光生自由电子,价带中产生光生自由空穴,使得材料的电导率发生变化的现象。
4、响应度响应度也称探测灵敏度,定义为光电器件输出的方均根电压(或电流)与入射光通量(或光功率)之比。
它描述了光电器件输出的电信号和输入的光信号之间的关系。
5、光伏效应半导体受光照,产生电子-空穴对,在结电场作用下,空穴流向P区,电子流向N区,在结区两边产生势垒的效应。
6、热释电效应热释电效应是非中心对称的晶体,自然状态下,在某个方向上正负电荷中心不重合。
在晶体表面形成一定量的极化电荷。
但当晶体温度变化时,极化程度下降,其表面浮游电荷变化缓慢,再次达到极化的电平状态前,晶体表面有多余浮游电荷,这相当于释放出一部分电荷,这种现象称为热释电效应。
3 / 141、说出管、雪崩光电二极管的工作原理和各自特点,为什么管的频率特性比普通光电二极管好?快速光电二极管、消除在结外光生载流子的扩散运动时间,在P区与N 区之间插入一层电阻率很大的I层、耗尽层厚度增加,增大了对光的吸收和光电变换区域,提高了量子效率。
结电容小,增加了对长波的吸收,提高了长波灵敏度,可承受较高的反向偏压,使线性输出范围变宽。
雪崩光电二极管掺杂浓度均匀,缺陷少,漏电流小, 的结构设计,使它能承受高的反向偏压,从而在结内部形成一个高电场区,结区产生的光生载流子受强电场的加速,将获得很大的能量,在与原子碰撞时可使原子电离,产生新的电子-空穴对,在往下的过程中重复此情况,使结的电流急剧增加。
特点:能提供内部增益达一百到一千倍、0.5响应时间、噪声功率10-15W、接近反向击穿。
工作速度更高。
管由于增加了I层,使结变宽,结电容减小,因而时间常数变小,1/2π,所以频率特性好。
2、光敏电阻与结型光电器件有什么区别?(1)产生光电变换的部位不同。
光敏电阻不管哪一部分受光,受光部分的电导率就增大;而结型器件,只有照射到结区或结区附近的光才能产生光电效应,光在其他部位产生的非平衡载流子,大部分在扩散中被复合掉,只有少部分通过结区,但又被结电场所分离,因此对光电流基本上没有贡献。
4 / 14(2)光敏电阻没有极性,工作时可任意外加电压;而结型光电器件有确定的正负极性,但在没有外加电压下也可以把光信号转换成电信号。
(3)光敏电阻的光电导效应主要依赖于非平衡载流子的产生与复合运动,时间常数较大,频率响应较差;结型器件的光电效应主要依赖于结区非平衡载流子中部分载流子的漂移运动,电场主要加在结区,弛豫过程的时间常数(可用结电容和电阻之积表示)相应较小,因此响应速度较快。
(4)光敏电阻内增益大。
有些结型光电器件,如光电三极管、雪崩光电二极管等有较大的内增益作用,因此灵敏度较高,也可以通过较大的电流。
光电导器件(光敏电阻)和结型器件相比各有优缺点,因此应用于不同场合。
3、简述光电探测器的选用原则(1)光电检测器件必须和辐射信号源及光学系统在光谱特性上匹配。
(2)光电检测器件的光电转换特性必须和入射辐射能量相匹配。
(3) 光电检测器件的响应特性必须和光信号的调制形式、信号频率及波形相匹配,以保证得到没有频率失真和良好的时间响应。
(4) 光电检测器件必须和输入电路以及后续电路在电特性上相互匹配,以保证最大的转换系数、线性范围、信噪比以及快速的动态响应等。
4、光源选择的基本要求有哪些?5 / 14①源发光的光谱特性必须满足检测系统的要求。
按检测的任务不同,要求的光谱范围也有所不同,如可见光区、紫外光区、红外光区等等。
有时要求连续光谱,有时又要求特定的光谱段。
系统对光谱范围的要求都应在选择光源时加以满足。
②光对光源发光强度的要求。
为确保光电测试系统的正常工作,对系统采用的光源的发光强度应有一定的要求。
光源强度过低,系统获得信号过小,以至无法正常测试,光源强度过高,又会导致系统工作的非线性,有时还可能损坏系统、待测物或光电探测器,同时还会导致不必要的能源消耗而造成浪费。
因此在设计时,必须对探测器所需获得的最大、最小光适量进行正确估计,并按估计来选择光源。
③对光源稳定性的要求。
不同的光电测试系统对光源的稳定性有着不同的要求。
通常依不同的测试量来确定。
稳定光源发光的方法很多,一般要求时,可采用稳压电源供电。
当要求较高时,可采用稳流电源供电。
所用的光源应该预先进行月化处理。
当有更高要求时,可对发出光进行采样,然后再反馈控制光源的输出。
④对光源其他方面的要求。
光电测试中光源除以上几条基本要求外;还有一些具体的要求。
如灯丝的结构和形状;发光面积的大小和构成;灯泡玻壳的形状和均匀性;光源发光效率和空间分布等等,这些方面都应该根据测试系统的要求给以满足。
5、论述光电检测系统的基本构成,并说明各部分的功能。
光电检测系统的基本构成框图如下:6 / 14(1)光源和照明光学系统:是光电检测系统中必不可少的一部分。
在许多系统中按需要选择一定辐射功率、一定光谱范围和一定发光空间、分布的光源,以此发出的光束作为载体携带被测信息。
(2)被测对象及光学变换:这里所指的是上述光源所发出的光束在通过这一环节时,利用各种光学效应,如反射、吸收、折射、干涉、衍射、偏振等,使光束携带上被检测对象的特征信息,形成待检测的光信号。
光学变换通常是用各种光学元件和光学系统来实现的,实现将被测量转换为光参量(振幅、频率、相位、偏振态、传播方向变化等)。
(3)光信号的匹配处理:这一工作环节的位置可以设置在被检测对象前面,也可设在光学变换后面,应按实际要求来决定。
光信号匹配处理的主要目的是为了更好地获得待测量的信息,以满足光电转换的需要。
(4)光电转换:该环节是实现光电检测的核心部分。
其主要作用是以光信号为媒质,以光电探测器为手段,将各种经待测量调制的光信号转换成电信号(电流、电压或频率),以利于采用目前最为成熟的电子技术进行信号的放大、处理、测量和控制等。
(5)电信号的放大与处理:这一部分主要是由各种电子线路所7 / 14 组成。
光电检测系统中处理电路的任务主要是解决两个问题:①实现对微弱信号的检测;②实现光源的稳定化。
(6)存储、显示与控制系统:许多光电检测系统只要求给出待测量的具体值,即将处理好的待测量电信号直接经显示系统显示。
如图所示,光电倍增管的阴极积分灵敏度,阳极积分?、1lm30/AS?K灵敏度,阳极暗电流,输入电路是电阻和5????10RAI?4lmA?10/S dK2mm,要求信号电流为为80电容的并联,阴极面积A?FC?0.104?A?I10,计算阳极噪声电流、负载电阻上的噪声电压和信噪比L解:(1)等效噪声带宽和检测电路的高频截止频率分别为11??f?25Hz?e5?74RC4?10?10012??f?15.9Hzf?HCe??RC20(2)阳极散粒噪声电流和负载上的噪声电压散粒噪声电流10?819?4???2.5?2.58?10?qII?2?fM?21.6?10A?10??25ensL?630?10热噪声电流?f?12?10e A??I1.2910102.0??nT R8 / 14总噪声电流负载上的噪声电压222?8A10I?2.58?I?I?I?nsnTNns(3)信噪比?85?3V10?10?2.58?10?2.58U?IR?NN(微2、已知某光电二?4I104L SNR???0.38?10V A?8I2.58?10N???S0.01W0.5GA/?极管的灵敏度为,结间电导U?10V?????W25?15?PWP,偏西),转折电压变到,入射光功率从0U?50VR?I、输出电、输出电流压。
求最大输出功率时的最佳负载Lb P U?。
压和输出功率L解:初始电导?0.5?25SP?S?1.26?0.01?G?G?0U100最大输出时,负载电导U10?0S0.315G1.26????G0L U?U50?100b最佳负载1?3.175M1/G??R?LL0.315输出电压???25?15P?P?0.5U??S??15.385V G?G0.01?0.315L电流?A4.84615.3850.315U???IG???L9 / 14输出功率?W74.5615.385??U?4.846?P??I L3、用光电二极管测缓变光辐射,伏安特性曲线如图1所示,在入射光最大功率为8μW时,屈膝电压10V,反向偏置电压为40V,光电二极管的灵敏度0.5μμW,结电导为0.005μS。