光电测试技术
光电材料性能测试实验技术的使用教程

光电材料性能测试实验技术的使用教程在现代科技发展的浪潮下,光电材料的应用越发广泛。
光电材料的性能测试是评估材料品质和研发新材料的重要环节。
测试技术的准确性和可靠性对于材料研究和应用有着关键性的影响。
本文将介绍光电材料性能测试实验技术的使用教程,帮助读者掌握相关技能。
一、背景介绍光电材料是指在光学和电子学领域中所应用的材料,具有光学和电学性质的特点。
光电材料的性能测试是通过实验手段来了解和评价材料的光学和电学性质,包括光学透明性、折射率、发光效率、导电性等指标。
通过测试得到的数据,可以为材料研究和应用提供有力的依据。
二、测试设备介绍在进行光电材料性能测试实验之前,我们需要一些基本的测试设备,以确保测试的准确性和可靠性。
1. 光源和光谱分析仪:光源用来提供光线,而光谱分析仪则用来测量光的波长和强度等参数。
2. 光学显微镜:用于观察材料的表面形貌和结构。
3. 导电性测试仪器:用于测量材料的电阻率和电导率等电学性能。
4. 光学透明度测试仪器:用于测量材料的透明度和穿透率。
三、测试步骤在进行光电材料性能测试实验时,我们需要按照以下步骤进行:1. 样品制备:根据实际需求,将待测试的光电材料进行制备和加工,以获得符合测试要求的样品。
2. 光源校准:在实验之前,需要先对光源进行校准,确保其输出的光线具有稳定的光谱分布和强度。
3. 光学性能测试:将样品放置在光学显微镜下,观察材料的表面形貌和结构。
同时,使用光谱分析仪测量材料的光谱特性,包括透过率、反射率、折射率等参数。
4. 电学性能测试:使用导电性测试仪器,测量材料的电导率和电阻率等参数。
根据测试结果,可以评估材料的导电性能和电子传输特性。
5. 综合分析与结果处理:根据所得数据,进行综合分析和结果处理,评估光电材料的性能优劣,并进一步优化材料设计和制备工艺。
四、注意事项在进行光电材料性能测试实验时,我们需要注意以下几点:1. 实验环境的控制:保持实验室的温湿度稳定,并避免强光、尘埃等对实验结果的干扰。
光电计量与测试技术

提高光电计量与测试技术的精度和稳定性,满足高精度和 高可靠性的需求
光电计量与测试技术的发展趋势:高精度、高稳定性、高可靠性
提高精度和稳定性的方法:采用先进的传感器、信号处理算法、校准技术等
挑战:如何满足高精度和高可靠性的需求,同时降低成本和功耗
光电信号的放大:通过放大器将微弱的电信号放大
光电信号的滤波:通过滤波器去除噪声和干扰
光电信号的转换:通过ADC将模拟电信号转换为数字信号
光电信号的处理:通过DSP或FPGA对数字信号进行处理 和分析
光电信号的显示:通过显示器将处理后的信号显示出来
光电计量与测试的精度和误差分析
光电计量与测试技术的原理:利 用光电效应进行测量
应用领域:拓展 光电计量与测试 技术的应用领域, 如医疗、环保、 航天等
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汇报人:
光电计量与测试技术是利用光电效应进行测量和测试的技术。
光电计量与测试技术包括光电转换、光电检测、光电信号处理等方 面。
光电计量与测试技术广泛应用于各种光电子器件、光电子系统、光电 子设备的性能测试和评价。
光电计量与测试技术是光电子技术领域的重要组成部分,对于光电 子技术的发展具有重要意义。
光电计量与测试技术的应用领域
红外成像等
红外光计量与 测试技术的发 展趋势:高精 度、小型化、
智能化等
紫外光计量与测试技术
紫外光计量与测试技术的定义和原理 紫外光计量与测试技术的应用领域 紫外光计量与测试技术的优缺点 紫外光计量与测试技术的发展趋势和挑战
X射线计量与测试技术
X射线计量与测试技术的 定义和原理
X射线计量与测试技术的 应用领域
物理实验技术如何测量光电测试参数与特性

物理实验技术如何测量光电测试参数与特性光电测试是物理学中一项关键的技术,它涉及到测量光电子器件的特性和参数。
光电子器件是一种能够将光信号转换为电信号或将电信号转换为光信号的器件,它在许多领域都得到了广泛的应用,如光通信、太阳能电池等。
为了能够准确地评估和改进光电子器件的性能,需要借助物理实验技术来测量和分析其参数和特性。
光电测试的主要目标是测量器件的光电流、响应时间、光谱响应和光电转换效率等参数。
其中,光电流是指光电子器件在受光照射下产生的电流,它与入射光的强度和光子能量之间有着密切的关系。
为了测量光电流,常用的方法是利用光电二极管或光电倍增管来转换光信号为电信号,并通过电流表或示波器来测量。
在实验中,可以调节入射光的强度和光波长来研究其对光电流的影响,从而研究器件的光谱响应和光电转换效率。
除了光电流,响应时间也是光电子器件的重要特性之一。
响应时间是指光电子器件从受光刺激到产生响应信号的时间间隔,它反映了光电子器件对于快速变化光信号的响应速度。
在实验中,可以通过对器件施加快速的光脉冲信号,并观察器件输出信号的变化来测量响应时间。
常用的方法包括光脉冲发生器和示波器等设备,通过调节脉冲信号的频率和幅度,可以实现对光电子器件响应时间的精确测量。
除了光电流和响应时间,光谱响应也是光电子器件的一个重要性能参数。
光谱响应是指光电子器件对不同波长或能量的入射光的响应程度。
不同的光电子器件对不同波长的光具有不同的响应特性,通过测量光电子器件在不同波长光下的输出电流或电压,可以得到器件的光谱响应曲线。
常用的设备包括光源、单色仪和光电流表等。
利用这些设备,可以实现对器件的光谱响应进行准确测量和分析。
最后,光电转换效率是衡量光电子器件性能的重要指标。
光电转换效率是指光电子器件将入射光能转化为输出电信号的效率,它与器件的结构、材料和工艺等因素密切相关。
为了测量光电转换效率,需要准确测量器件的输入光功率和输出电流或电压,并通过计算得到。
光电技术与光电检测技术概述

光电技术与光电检测技术概述摘要:光电技术是以激光,红外,微电子等为基础旳,由光学、精密机械、电子和计算机技术结合而成旳高新技术。
光电检测技术是光电技术中最重要最核心旳部分,它重要涉及光电变换技术、光信息获取与光信息测量技术以及测量信息旳光电解决技术等。
如用光电措施实现多种物理量旳测量,微光、弱光测量,红外测量,光扫描、光跟踪测量,激光测量,光纤测量,图象像测量等。
它集中发展了光学和电子固有旳技术优势,形成了许多崭新功能和良好旳技术性能,在国民经济、国防、科学研究等各方面有着广泛旳应用和巨大旳潜力,成为新技术革命时代和信息社会旳重要技术支柱,受到了各方面注重,从而得到了迅速发展。
核心词:光电技术光电检测技术引言在目前信息化社会中,光电技术已成为获取光学信息或提取他信息旳手段。
它是人类能更有效地扩展自身能力,使视觉旳长波延长到亚毫米波,短波延伸至X射线、γ射线,乃至高能粒子。
并且可以在飞秒级记录超迅速现象,如核反映、航空器发射等旳变化过程。
并且光电检测技术是一种非接触测量旳高新技术,是光电技术旳核心和重要构成部分。
通过光电检测器件对载荷有被检测物体信息旳光辐射进行检测,并转换为电信号,经检测电路、A/D变换接口输入微型计算机进行运算、解决,最后得出所需检测物旳几何量或物理量等参数。
因此,光电检测技术是现代检测技术旳重要手段和措施,是计量技术旳一种重要发展方向。
一、光电技术与光电检测技术旳含义现代科学技术发展旳一种明显性特点是纵横交叉,彼此渗入,边沿科学不断露头和进展迅速。
由于光学现象可以进行近似线性化使它可以采用有关线性系统旳一般原理,因此在电系统中旳许多行之有效旳理论和分析措施都可以移植到光学中来。
随着大规模集成电路旳发展,光学也开始向集成化发展。
光电技术是以激光,红外,微电子等为基础旳,由光学、精密机械、电子和计算机技术结合而成旳高新技术。
它集中发展了光学和电子固有旳技术优势,形成了许多崭新功能和良好旳技术性能,在国民经济、国防、科学研究等各方面有着广泛旳应用和巨大旳潜力,成为新技术革命时代和信息社会旳重要技术支柱,受到了各方面注重,从而得到了迅速发展。
光电测试技术-第0章_绪论

x U x
21
其中,扩展不确定度U应取最多两位有效数字。
2014-8-30
第0章 绪论
3.5 间接测量的数据处理步骤 间接测量值为直接测量值的函数
V f ( x1, x2 ,xn )
当各个测量值及其误差为已知时,按下列步骤处理数据。 1) 计算间接测量值 V 。将各直接测量值的算术平均值代入函 数式求 V 。 2) 根据各误差传递系数和标准偏差估计值的大小可以判知哪个 (几个)直接测量值对测量结果影响较大,则尽量减小或消 除该项(几项)量值的系统误差。
ISO1000-1981规定的 七个基本量:
量的名称 长 质 时 电 度 量 间 流 单位名称 米 千克(公斤) 秒 安 [培 ] 开[尔文] 单位符号 m kg s A K
热力学温度
物质的量
发光强度
2014-8-30
摩[尔]
坎[德拉]
mol
cd
8
第0章 绪论
2.3 测量中应遵循的原则 阿贝原则——长度测量时,标准量应安放在被测件测量中 心线的延长线上。做到这一点可以避免产生一阶误差。 封闭原则——圆周分度首尾相接的间距误差的总和为零, 表示为 ∑fi = 0 式中,fi 为分划间距(用角度表示)误差。这也就是分度误 差的闭合条件。 测量时,满足封闭性可以实现自检,因而可以提高测量的 精度。
2 2 2
合成标准不确定度为
V 2 V 2 V 2 uc V x u ( x1 ) x u ( x2 ) x u ( xn ) 1 2 n
2014-8-30
22
第0章 绪论
3)计算间接测量结果的合成标准不确定度。 标准偏差的估计值为
光电测试技术与系统教学改革实践

光电测试技术与系统教学改革实践随着科学技术的不断发展,光电测试技术在诸多领域中起着越来越重要的作用,如通信、医疗、航空航天等。
随着对这一领域需求的增加,光电测试技术的教学也变得越来越重要。
为了适应社会发展对光电测试技术人才的需求,多所高校纷纷对光电测试技术与系统的教学进行改革实践。
本文将通过分析光电测试技术与系统教学的现状和需求,探讨教学改革的方向和效果。
1. 教学内容陈旧传统的光电测试技术与系统教学内容主要围绕基本概念和基本原理,但忽略了行业的最新发展和需求。
学生学习后往往很难与实际应用结合,导致学生对光电测试技术与系统的了解程度和实际操作能力有所欠缺。
2. 教学手段单一传统课堂教学主要以板书为主,实验课仅仅停留在基本操作层面,缺乏对学生实际能力的培养。
而在实际工作中,光电测试技术的人才需要有一定的实际操作经验和解决问题的能力。
3. 教学资源不足由于光电测试技术设备昂贵并且更新速度较快,很多学校实验室的设备和资源难以跟上最新的行业发展。
这就导致了学生在学习过程中接触不到最新的光电测试技术设备和方法,从而影响了他们对技术发展的了解和实践能力的提升。
1. 更新教学内容针对光电测试技术与系统教学内容陈旧的问题,教学改革应该紧跟行业发展的最新趋势,将最新的理论和实践引入课程内容中。
加入大数据分析、人工智能、云计算等前沿技术的应用,将有助于学生提升对光电测试技术与系统的理解和实际运用能力。
2. 创新教学手段传统的板书式教学和基本操作实验已经不能满足学生对实际操作能力的培养需求。
可以借助虚拟仿真技术、实验设备的实时监控和远程操控等手段,提升学生对光电测试技术的认识和操作技能。
通过案例分析、项目实践等方式激发学生的学习兴趣,培养其解决实际问题的能力。
3. 拓展教学资源针对教学资源不足的问题,可以与行业企业或者研究机构进行合作,引入最新的光电测试技术设备和案例,让学生能够接触到实际工作中所用的设备和方法,提高他们的专业水平和竞争力。
光电测试技术论文

光电测试技术论文概论光电图像检测系统的知识涉及面广,在工业、农业、军事、航空航天以及日常生活中皆有着非常广泛的应用, 是现代工科学生必须掌握的一门知识。
光电图像检测系统以其非接触、高灵敏度、高精度、快速、实时等特点,成为现代检测技术重要的手段和方法之一。
光电图像检测系统内容多、涉及知识面广,包括光学、光电子学、电子学、计算机、机械结构等学科内容。
描述光电成像系统动态特性的参数有多项,其中对运动目标的图像探测特性是其最重要的特性。
这项特性定埴地表征了综合光电成像系统的惰性环节对系统成像过程的影响,全面确定了光电成像系统对动目标的探删和捕获能力。
1动态目标探测特性测试的理论模型光电成像系统的静态图像探测特性可以采用分辨力以及光学传递函数[或点扩散函数]表示。
当光电成像系统中存在有惰性器件(如光电导器件、电子束扫描、电路的积分环节、显示器件等)时,将导致对动态目标的分辨能力下降这是由于惰性环节产生的时滞图像信号造成图像模糊所至一。
因此,光电成像系统的静态分辨力并不等于动态分辨力光电成像系统的动态分辨力可以用如下的数学过程建立其基本概念。
如果令光电成像系统惰性环节的时间脉冲响应函数为p(t).则动态输出图像函数h(x,y)可以表示为静态输出图像函数的卷积考虑到P (t)是时间的函数,所以要转换变量,利用运动速度函数v(x,y )将时间p(t)变换为空间座标变量的函数p(t )定量地描述了惰性环节对动态成像过程的影响,由此可知光电成像系统的动态成像特性既取决于情性环节的时间响应特性又取决于目标运动的速度。
为此要了解光电成像系统的动态图像探测特性, 必须测定各种运动速度条件下光电成像系统的的动态图像分辨力,即用各种速度下光电成像系统的极限分辨力曲线来表征光电成像系统动态图像探测特性,该曲线称为光电成像系统动态图像探测特性曲线。
2方法与测试系统2.1 测试方法根据常用的检测光电成像系统空间分鞲特性的方法,结合自行研制的运动目标生成驱动装置,选择矩形以相临两亮线条(或暗线条)之间的中心距离作为空间周期,则它的倒数可视为空间频率,发二极管阵列产生空间频率对比度为C 1(f ) 定速度运动的矩形光栅经微光电视系统成像后成像在光电综合仪器动态测试系统显示屏幕上。
光电测试技术-非相干信号检测技术

为了满足不断增长的光电信号检测需求,需要提高非相干 信号检测的性能,包括提高检测灵敏度、降低噪声、减小 检测误差等。
在保持高性能的同时,还需要降低非相干信号检测的成本 ,包括降低材料成本、制造成本和运营成本等,以促进非 相干信号检测技术的广泛应用和普及。
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缺点
需要使用调制器和解调器,增加了系 统的复杂性和成本。
频谱分析法
优点
可以提供全面的光信号信息,适用于复杂的光信号检测和分析。
缺点
需要使用光谱分析仪或傅里叶变换光谱仪,成本较高,且对测试环境和操作要求较高。
04 非相干信号检测技术的性 能指标
检测范围与精度
检测范围
非相干信号检测技术的检测范围包括光谱范围、功率范围和温度范围等,这些范围决定了该技术在特 定应用中的适用性。
抗干扰能力
在实际应用中,非相干信号检测技术可 能会受到各种噪声和干扰的影响。抗干 扰能力强的技术能够更好地抑制噪声, 提高测试结果的准确性。
VS
可靠性
可靠的非相干信号检测技术能够在长时间 内保持稳定的性能,降低故障率,提高测 试系统的可用性。
05 非相干信号检测技术的实 际应用案例
光电传感器的非相干信号检测
检测精度
高精度的非相干信号检测技术能够准确测量信号的微小变化,从而提高测试结果的可靠性。
响应速度与稳定性
响应速度
非相干信号检测技术的响应速度决定了测试系统的实时性能,快速响应技术能够更好地 捕捉信号变化。
稳定性
稳定的非相干信号检测技术能够提供一致的测试结果,降低测试误差,提高测试的可重 复性。
抗干扰能力与可靠性
06 非相干信号检测技术的未 来发展与挑战
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光电测试技术第二版(答案)第一章1.试述光电测试技术与信息技术的关系。
答:信息技术是指从工程应用上研究信息,包括电子信息技术、光学信息技术和光电信息技术等。
而光电测试技术是光电信息技术的主要技术之一,它主要包括光电变换技术、光信息获取与光信息测量技术以及测量信息的光电处理技术等。
2.光电测试系统由哪几部分组成?何谓光学变换与光电转换?答:光电测试系统的组成部分:光源、光学系统、被测对象、光学变换、光电转换、电信息处理,而电信息处理又包括存储,显示和控制等。
光学变换通常是用各种光学元件和光学系统来实现的,如平面镜、光狭缝、光楔、透镜、偏振器、光栅、光成像系统和光干涉系统等,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)。
光电转换是用各种光电变换器件来完成的,如光电检测器件、光电摄像器件、光电热敏器件等。
第二章1.试述光通量、发光强度、光亮度和光照度的定义和单位。
答:光通量。
)又称光功率,单位为流明(lm ),它与电磁辐射的辐射通量。
相对应,也可以说它是电磁辐射在可见光范围内的辐射通量,而。
得单位是w , 所以光通量的单位有时也用W 0发光强度(I)是指点辐射源在给定方向上的单位立体角内辐射的光通量。
单位为lm-sr-1二candela二cd。
1坎德拉相当于均匀点光源在单位立体角内发出11m的光通量。
光亮度(L )是指光源在一定方向上的的单位投影面积上,在单位立体角中发射的光通量。
单位是cd - m-2或者lm/sr - m2。
光照度(E)是指投射到单位面积上的光通量,或者说接受光的面元上单位面积被辐射的光通量。
单位为l X , l二lm- m-2 02.试述光照度余弦定律和朗伯定律的含义。
答:光照度余弦定律描述了光辐射在半球空间内照度的变化规律,是指任意表面上的照度随该表面法线与辐射能传播方向之间的夹角余弦变化。
点光源O发出的光以立体角Q向外辐射光通量,在面积A上的照度为E,而A与夹角为9面元A 上照度为E;则E =^ /A, E,=G /A,由于在该立体角内点光源发出的光通量不随传输距离而变化,因而面元A与A上有相同的光通量,又因为A=A 'cos Q,因而有E,=E cos9。
当被光照的表面是理想反射表面时(朗伯辐射表面),则由该表面辐射的光强也服从余弦定率,即朗伯辐射表面在某方向辐射光强随该方向和表面法线之间夹角余弦而变化。
I Q= /cos。
,I是理想漫反射表面法线方向上的光强;I。
是与法线方向夹角为9方向的辐射光强。
此时又称为朗伯余弦定律。
3.说明显微镜的分辨本领,放大率及景深的概念。
答:成像系统的分辨本领又称为分辨力或分辨率,表述的是光学系统所成图像可以分清细节的能力。
显微镜的分辨力以其能分辨的物方最近的两个点之间的距离来衡量。
显微镜的有效放大率是指目视显微镜形成虚像的角放大率。
放大率等于物镜放大率、目镜放大率和镜筒系数的乘积。
景深是指光学系统同时清晰成像的物空间沿光轴方向的深度范围,包括几何景深、物理景深和调节景深。
4.摄影物镜有哪几种,各有何特点?答:摄影物镜分为普通摄影物镜、大孔径摄影物镜、广角摄影物镜、远摄物镜和变焦物镜等。
远摄物镜的特点是在相同的工作距或相同的筒长下能得到较大的光学放大率。
广角物镜的特点是视场较大,成像范围大,多为短焦物镜,常采用反远距物镜。
变焦物镜特点是焦距可以在一定范围内连续变化,对于一定距离的物体可以得到不同放大倍率的像。
5.某光源功率为100w,发光效率为10lm/w,发散角为90。
,设光在发散角内均匀。
求该光源的光通量,发光强度,距离光源1 m处与光源指向垂直的平面上的光照度,该平面上0.1s内的曝光量。
略6.某显微光学系统数值孔径为NA=0.2,垂直放大倍率为10x,采用CCD相机采集图像,CCD像元素尺寸为8um x 8um,求该系统的分辨力?能否在提高分辨力的同时增大景深,为什么?略第三章1.表征光源质量的基本参数有哪些?答:发光效率、寿命、光谱功率谱分布、光辐射稳定性、相干性、方向性、高亮度、单色性。
2.光电测量用的白炽灯在使用时要注意哪些问题?答:白炽灯是热辐射光源,靠电能将灯丝加热至白炽而发光,灯丝材料为鸨。
当灯丝温度增加时,亮度,出射度和光效增加,但是鸨的蒸发率急剧增加,使用寿命急剧下降,因此在灯泡中充入氩,氮等气体,抑制鸨的蒸发,并且使用时注意温度,不宜过高。
3.卤素灯为什么比白炽灯寿命长,光效高?答:在白炽灯灯泡内充入一定量的卤素元素后称为卤素灯,卤素元素可以使蒸发掉的鸨重新回到灯丝上去,形成一种产生鸨的再生循环,使灯的光效和寿命增加。
4.说明半导体发光器的工作原理。
它有什么特点和应用。
答:在由半导体材料做成的二极管中,给P-N加正向电压时,N区的电子越过P-N 结而进入P区,并与P区的空穴相复合,释放出一定能量,即场致激发使载流子由低能级跃迁至高能级,而高能级电子不稳定,总要回到稳定的低能级,这样当电子从高能级回到低能级时放出光子,即半导体发光原理。
半导体发光器的特点是低功耗寿命长,其次是体积小,坚固耐用,抗冲击和启动快。
现在用于信号灯和通用照明灯,在光电测量中用作光源。
5.氦-氖激光器有什么特点及其使用要点。
答:氦-氖激光器的特点是单色性好、方向性好、并且输出功率和频率比较稳定。
使用要点:1)注意激光模态,一般选用单模激光。
2)功率一般控制在0.3毫瓦到十几毫瓦之间。
3)在精度较高的光电测量中,要注意稳功率,在相干测量中要稳频。
4)在精密测量时要注意补偿或减小漂移。
6.半导体激光器有什么特点及其使用要点。
答:半导体激光器的特点是体积小、重量轻、运转可靠、耗电少、效率高等。
在使用时应注意以下几点:用它作为平行光照明时应该用柱面镜将光束整形,再用准直镜准直;用半导体激光器作相干光源且测量距离较大时,需对LD稳频;有时还需要调频。
7.照明系统有哪些种类各有何特点?答:①直接照明,它又分为透射光亮视场照明、反射视场光亮照明、透射光暗视场照明和反射光暗视场照明。
前两者得到均匀的亮视场,后两者得到均匀的暗市场。
②临界照明这种照明在视场范围内有最大的亮度,而且没有杂光,但是该照明光源亮度的不均匀性直接反应在物面上,且不满足光孔转接原则。
③远心柯勒照明,该照明系统消除了临界照明系统中物平面照度不均匀的缺点,孔径光阑大小可调,经聚光镜成像于物镜的入瞳位置,满足光孔转接原则,充分利用了光能。
④光纤照明,特点照明均匀、亮度高、光源热影响小等。
⑤同轴反射照明可以有效检测被测物面上的缺陷。
⑥LED光源,分面形和环形,面形可以用于深度探测,环形易于为小物体提供照明。
8.选择光源和照明系统时要考虑哪些问题?答:①光源的光谱能量分布②光度特性③发光面的形状、尺寸及光源的结构④满足光电系统的要求。
第四章1.试述光谱灵敏度与积分灵敏度,探测度与比探测度的定义与异同点。
答:光谱灵敏度又称为单色灵敏度,它描述光电器件对单色辐射的响应能力;积分灵敏度表示探测器对连续入射光的反应灵敏度,包含各个波长的辐射光源,光电器件输出的电流或电压与入射的总的辐射通量之比为积分灵敏度。
探测度是衡量光电探测器件能力的重要指标,描述的是器件在单位输入光功率下输出的信噪比;比探测度又称为归一化探测度。
2.写出爱因斯坦方程,并说明其物理意义。
一 .... (1)答:爱因斯坦方程:E =— mv2=hv-hv=hv-W max 2 0 。
物理意义:一束光打到一块金属上,光的频率是v,我们知道hv是一个光子的能量,即这束光的最小的能量,金属中电子要摆脱原子核的束缚飞出金属表面就需要吸收能量,及吸收一个光子,但是如果光子的能量不足以让电子飞出金属表面,电子式飞不出来的,我们就没看到有光电子。
若是能量大于所需能量(即逸出功火),就可以发生光电效应(更确切的说是外光电效应,还有一个就是内光电效应,即吸收了光子发生跃迁,没有脱离金属),并且多余的能量转化为光电子的最大初始动能,即E。
3.探测器的D* = 1011cm•H z i/2 . W- 1,探测器的光敏面的直径为0.5cm,用f =5X103Hz的光电仪器,它能探测的最小辐射功率为多少?略4.为什么负电子亲和势光电阴极材料的量子效率高?而且光谱范围可扩展到近红外区?答:因为这种材料的电子处于随时可以脱离的状态,由光子激发时,电子只要能扩散到表面就能溢出,因此灵敏度很高。
5.试述光电倍增管的工作原理,设管中有n个倍增极,每个倍增极的二次电子发射系数均为5,试证明电流增益G = 5 n。
答:工作原理为光电阴极在光子作用下发射电子,这些电子在聚焦极电场的作用下进入倍增系统,通过进一步的二次电子发射得到倍增放大,放大后的电子被阳极收集形成电流或电压信号输出。
6.光电倍增管的暗电流对信号检测有何影响?在使用时如何减小暗电流?答:暗电流是在各电极都加上正常工作电压并且阴极无光照的情况下阳极的输出电流,它限制了可测信号光通量的最小值,也是产生噪声的主要因素。
减小暗电流的方法:补偿法,利用外加电路产生一个与PMT暗电流方向相反的微小直流稳定电流来抵消PMT的暗电流;降低高压法,降低PMT的负高压,可以降低其暗电流;光调制法,对光源所发射的直流光信号进行光调制的办法,可以消除PMT暗电流对实际测量的影响;降温法,因为PMT暗电流产生的主要原因之一是热电子发射,降低温度可以降低PMT的暗电流。
7.什么是光电发射效应?光电发射和二次电子发射有何不同?答:金属或半导体材料受到光照后向外发射电子的现象称为光电发射效应,也称为外光电效应。
在PMT中,阴极通过光电发射效应产生电子,经电子光学系统加速,聚焦到倍增极上,发射出多个二次电子,这称为二次电子发射。
8.设光电倍增管有10个倍增极,所有倍增极的二次电子发射系数3二4,阴极灵敏度S= 20uA/lm,阳极电流不超过100uA时,试估计入射阴极的光通量的上限。
9.什么是光电导效应,写出光电导在光照下产生光电流的表达式,并说明其物理意义。
答:当光照射到半导体材料时,材料吸收光子的能量,使非传导态电子变为传导态电子,引起载流子浓度增大,因而导致材料电导率增大。
在光线作用下,对于半导体材料吸收了入射光子能量,若光子能量大于或等于半导体材料的禁带宽度,就激发出电子-空穴对,使载流子浓度增加,半导体的导电性增加,阻值减小,这种现象称为光电导效应。
光电流的表达式:I l = GU=。
1 SU /L物理意义:在本征半导体两端加电极,沿电极方向加有电场,当在垂直于电极方向有均匀光入射到半导体表面,且入射光通量恒定时,半导体中流出的光电流称为光电流。
10.使用光敏电阻时应注意哪些问题?答:光敏电阻在使用中应注意以下几个问题:①在弱光照下进行模拟测量②用于测光的光源光谱特性必须与光敏电阻的光电特性匹配;③要防止光敏电阻受杂散光的影响;④要防止使光敏电阻的电参数(电压、功耗)超过允许值;⑤根据不同用途,选用不同特性的光敏电阻。