光电检测技术哈理工考试复习资料

一、填空

1.光电效应包括（内光电效应）（外光电效应）

2.光热效应包括（热释电效应）（辐射热计效应）（温差电效应）

3.可见光波长范围（380~780nm）

4.描述辐射强度的量（光度学量）（辐射度学量）

5.光的波粒二象性指的是（波动性）（粒子性）

6.物体根据导电性能分为（导体）（半导体）（绝缘体）

7.（外界提供足够的能量）（跃迁到的能带上存在空位）//什么玩意发生的条件吧

8.（能态的分布）（能态中被电子占据的概率）

9.半导体对光子的吸收可分为（本征吸收）（杂质吸收）（激子吸收）（自由载流子吸收）（晶格吸收）（品格吸收）

10.载流子在PN结中运动方式（扩散）（漂移）

11.光电池种类（太阳能光电池）（测量光电池）

12.光电耦合器按结构和用途可分为（光电隔离器）（光传感器）

13.光敏三极管的两个过程（光电转换）（电流放大）

14.光电倍增管的组成（阴极K）（倍增极D）（阳极A）

15.激光器的组成（工作物质）（泵浦）（谐振腔）

16.光热辐射检测器件包括（热敏电阻）（热电偶检测器件）（热释电器件）

17.电流功率

18.光电检测系统的检测方法分为（直接检测）（光外差检测）分别检测（相干光）和（非相干光）19.直接检测系统和光外差检测系统的基本特性：直接检测系统（信噪比、通项带宽度、检测距离、视角）；光外差检测特性（获得信息全部、转换增益高、良好流没特性、信噪比损失小、最小可检测功率）

20. 光源光敏二极管光电池光栅传感器结构：光删副是由主光栅和指示光栅组成

二、概念

1.光电传感器：利用光电效应，将光通量转换为电信号的一种传感器

2.光电导效应：是光照射到某些物体上后，引起电导变化的效应

3.热噪声：由于载流子的无规则运动产生的噪声成

为~，与温度有关，与频率无关。

4.光电效应：当物质受到光照射后，材料的电学性质（电导率改变，发射电子，产生感应电动势）发生变化的现象称为~

5.禁带：允许电子存在的能带叫允许带，两个相邻允许带之间不允许电子存在的能带叫禁带

6.价带：在绝对零度下能被电子占满的最高能带，也是存在电子的能带中，能量最高的带

导带：导带是半导体最外面（能量最高）的一个能带，是由自由电子形成的能量空间，即固体结构内自由运动的电子所具有的能量范围

7.光电效应：根据光电导效应，当入射光变化时，材料的电导率发生变化

8.光热效应：由于入射光照射引起温升从而使电导变化，使得负载电阻上电压发生变化

9.热电检测器件：由于入射光与物质相互作用的热效应而制成内光电检测器件

10.光电耦合器件将信号接入端和输出端连接到一起的器件,以光为媒介将输入信号耦合到输出信号11.光电位置敏感器（PSD）：对位置的变化进行检测的器件

12.热释电效应：介质的极化强度随温度变化而变化，引起电荷表面电荷变化的现象．

13.辐射热计效应：入射光的照射使材料由于受热而造成电阻率变化的现象．

14.温差电效应：由两种材料制成的结点出现稳差而在两结点间产生电动势，回路中产生电流．

三、简答

1.光电检测的测量方法及发展趋势

（1）方法：直接作用法，补偿测量法，差动测量法，脉冲测量法

（2）发展趋势：①发展纳米，亚纳米高精度的光电检测新技术②发展小型，快速的微型光、电、机系统③非接触、快速在线测量，满足快速增长的商品经济需求④发展微型空间三维和大型空间三维测量技术⑤发展闭环检测电路，实现光电检测和光电控制一体化⑥向人们无法触及的领域发展⑦发展光电跟踪和光电扫描技术，远距离遥控、遥测技术，激光制导、飞行物自动跟踪、复杂形体自动扫描测量

2.比较光电效应和光热效应的作用机理，性能及应

用特点等方面的差异

（1）作用机理：①光电效应：光照射到物体表面，使材料电学性质发生变化（电导率改变、发射电子、产生感应电动势）②光热效应：光照使温度升高而引起性质改变

（2）性能：①光电效应直接把光子能量转变为光电子能量②光热效应将光能转变为晶格振动的热能

（3）应用特点：①光电对光波波长有选择性，响应速度快②光热无选择性，响应慢

3.光生伏特效应与光电导效应的区别

（1）光生伏特效应：少数载流子作用，引起电压变化，暗电流小，响应快，受温度影响小，光电特性线性号，噪声低（2）光电导效应：多数载流子作用，引起电导率变化，可对微弱辐射检测，光谱响应范围宽。

4.外光电效应和内光电效应的区别

（1）外光电效应是指受到光照射后发射电子的现象（2）内光电效应指收到光照射后，物质内部的电子能量状态改变，不发射电子

5.辐射出射度和辐射照度的区别

（1）辐射出射度：辐射体单体面的辐射通量或功率，是向外发射的辐射特性

（2）辐射照度：投射到单位面积上的辐射通量，是接受的辐射特性

7.光生伏特器件有哪几种偏置电路？各有什么特点？

三种：自偏置电路：有输出功率，但输出电流/电压与入射光线性不好；反向偏置：PN结势垒区变宽；零偏置：短路电流与入射光呈线性

8.光电检测系统的噪声（如何提高信噪比）

噪声主要有三类：（1）光子噪声包括：A.信号辐射产生的噪声；B.背景辐射产生的噪声。（2）探测器噪声包括：热噪声；散粒噪声；产生—复合噪声；1/f噪声；温度噪声。（3）信号放大及处理电路噪声在实际的光电探测器中，由于光电转换机理不同，各种噪声的作用大小亦各不相同。

提高输入信噪比的措施有：（1）利用信号调制及选频技术可抑制噪声的引入白噪声的大小与电路的频带宽度成正比，因此放大器应采用带宽尽可能窄的选频放大器或锁相放大器。（2）将器件制冷，