光電檢測(cè)2019年期末復(fù)習(xí)題ppt課件

1、期末考試復(fù)習(xí)題期末考試復(fù)習(xí)題范圍除作業(yè)題外做如下追加范圍除作業(yè)題外做如下追加題型包括填空題、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題、看圖回答題。計(jì)算題計(jì)算題 輻射度學(xué)、光度學(xué)相關(guān)計(jì)算；輻射度學(xué)、光度學(xué)相關(guān)計(jì)算； 探測(cè)器噪聲、探測(cè)器特性參數(shù)計(jì)算探測(cè)器噪聲、探測(cè)器特性參數(shù)計(jì)算NEP、D、D*、量子效率；、量子效率； 波長(zhǎng)、頻率、波數(shù)、能量的換算，光電探測(cè)器量子效率計(jì)算；波長(zhǎng)、頻率、波數(shù)、能量的換算，光電探測(cè)器量子效率計(jì)算； 輻射定律相關(guān)計(jì)算包括紅外輻射測(cè)溫；輻射定律相關(guān)計(jì)算包括紅外輻射測(cè)溫； 結(jié)型探測(cè)器電流方程、開(kāi)路電壓、短路電流相關(guān)計(jì)算；結(jié)型探測(cè)器電流方程、開(kāi)路電壓、短路電流相關(guān)計(jì)算； 光敏電阻相關(guān)計(jì)算；光敏電阻相關(guān)計(jì)

2、算； CCD電荷轉(zhuǎn)移效率、損失率相關(guān)計(jì)算；電荷轉(zhuǎn)移效率、損失率相關(guān)計(jì)算；要求：1寫(xiě)出計(jì)算的根據(jù)，有解有答；2字跡工整。簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)述什么是半導(dǎo)體？什么是N型半導(dǎo)體？什么是P型半導(dǎo)體？畫(huà)圖闡明P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的能帶構(gòu)造。簡(jiǎn)述什么是分散運(yùn)動(dòng)？什么是飄移運(yùn)動(dòng)？pn結(jié)內(nèi)電場(chǎng)是怎樣構(gòu)成的？簡(jiǎn)述光電導(dǎo)效應(yīng)與PN結(jié)光伏效應(yīng)的同異點(diǎn)。普朗克輻射公式描畫(huà)了什么? 普朗克輻射公式與斯忒藩-玻爾茲曼定律、維恩位移定律是什么關(guān)系？試闡明輻射根本定律之間的關(guān)系普通光電丈量系統(tǒng)的噪聲分為哪幾類(lèi)？包括什么噪聲？探測(cè)器噪聲有哪些種類(lèi)？大小與那些要素有關(guān)？什么是探測(cè)器的光譜呼應(yīng)特性？什么是頻率呼應(yīng)特性？有何區(qū)別?光電探

3、測(cè)器的特性參數(shù)有哪些？簡(jiǎn)述如何合理選擇光電探測(cè)器。太陽(yáng)屬于哪一類(lèi)輻射源？相當(dāng)于多少K的黑體輻射？其不同光譜區(qū)輻射比例如何？ 請(qǐng)列出三種對(duì)太陽(yáng)輻射有吸收衰減作用的大氣成分。 簡(jiǎn)述硅光電池的根本構(gòu)造和任務(wù)原理。13. 簡(jiǎn)述結(jié)型光電器件為何要加反向偏置電壓。14. 簡(jiǎn)述光敏電阻的任務(wù)原理，與結(jié)型光電器件的主要區(qū)別是什么？15. 為什么光敏電阻多采用N型半導(dǎo)體制成？電極間距、受光面積大小 有何影響？16. 什么是雪崩倍增效應(yīng)，簡(jiǎn)述雪崩光電二極管的任務(wù)原理及主要特征。17. 簡(jiǎn)述雙結(jié)光電二極管半導(dǎo)體色敏器件的構(gòu)造特征和任務(wù)原理， 與紫外光電二極管有 何類(lèi)似之處？18. 簡(jiǎn)述光電管、光電倍增管的任務(wù)原理。

4、19. 光電倍增管和微通道板光電倍增管在構(gòu)造上的的主要區(qū)別是什么？ 微通道板的作用是什么?20. 光電倍增管的主要噪聲有哪些？21. 除光電變換外有放大作用的光電探測(cè)器有哪些？其中結(jié)型器件有哪些？22. 什么是熱釋電效應(yīng)？簡(jiǎn)述熱釋電型探測(cè)器的任務(wù)原理及運(yùn)用本卷須知。23. 紅外探測(cè)器為什么峰值波長(zhǎng)愈長(zhǎng)其任務(wù)溫度愈低？24. 簡(jiǎn)述像管、攝像管的任務(wù)原理和根本功能。要求：1問(wèn)什么回答什么；2抓住要點(diǎn)，簡(jiǎn)要回答；3字跡工整、可區(qū)分。25. 什么是光電陰極？負(fù)電子親和勢(shì)光電陰極資料有何特點(diǎn)？26. 簡(jiǎn)述CCD的任務(wù)原理，二相、三相驅(qū)動(dòng)CCD構(gòu)造上有何區(qū)別?27. 什么是SCCD？什么是BCCD？為什么

5、說(shuō)BCCD能提高電荷轉(zhuǎn)移效率？28. 簡(jiǎn)述SSPD的任務(wù)過(guò)程，為什么要以電荷存儲(chǔ)方式任務(wù)？29. 簡(jiǎn)述紅外分析儀的任務(wù)原理、任務(wù)過(guò)程、及各部分的作用。30. 簡(jiǎn)述紅外測(cè)溫儀的任務(wù)原理和根本構(gòu)成。31. 什么是斬波器？斬波器有何功能？32. 簡(jiǎn)述光纖多普勒測(cè)速系統(tǒng)的任務(wù)原理。33. 偏振態(tài)調(diào)制型光纖傳感器是怎樣測(cè)定電流的？34. 什么是太赫茲波？具有哪些特性？為什么說(shuō)太赫茲波對(duì)人體是平安的？35. 簡(jiǎn)述光電導(dǎo)天線發(fā)射太赫茲波的任務(wù)原理，與光整流發(fā)射有何不同？例題例題1 1：詳細(xì)畫(huà)圖闡明詳細(xì)畫(huà)圖闡明P P型或型或N N型半導(dǎo)體的能帶構(gòu)造。型半導(dǎo)體的能帶構(gòu)造。正確標(biāo)出導(dǎo)帶、價(jià)帶、禁帶、施主能級(jí)和施主

6、電離能的位置正確標(biāo)出導(dǎo)帶、價(jià)帶、禁帶、施主能級(jí)和施主電離能的位置各各1 1分。分。例題例題2 2： 簡(jiǎn)述光電二極管、光電三極管的同異點(diǎn)；簡(jiǎn)述光電二極管、光電三極管的同異點(diǎn)； 除光電變換外有放大作用的光電探測(cè)器有哪些？除光電變換外有放大作用的光電探測(cè)器有哪些？一樣點(diǎn)一樣點(diǎn) 兩者同為結(jié)型光電探測(cè)器，有光電變換功能兩者同為結(jié)型光電探測(cè)器，有光電變換功能2 2分；分；不同點(diǎn)不同點(diǎn) 硅光電三極管除光電變換功能外還有電流放大功能硅光電三極管除光電變換功能外還有電流放大功能2 2分；分；有放大作用的光電探測(cè)器還有雪崩光電二極管有放大作用的光電探測(cè)器還有雪崩光電二極管1 1分分 ?？磮D回答題看圖回答題圖1-1

7、1：黑體光輻出度與波長(zhǎng)和溫度的關(guān)系圖2-4： 太陽(yáng)光譜能量分布圖3-2： 光照PN結(jié)伏安特性圖3-10：硅光電池的頻率特性曲線圖3-36：雙結(jié)PD構(gòu)造表示圖圖4-3： 兩種光敏電阻能帶圖圖4-13、4-14： 光敏電阻的前歷效應(yīng)圖4-20：光敏電阻的合成噪聲頻譜圖圖5-12：PMT暗電流與電源電壓的關(guān)系圖7-14：CCD正面(有電極)和反面呼應(yīng)圖7-19：SSPD線陣電路原理圖圖8-2： 大氣的透過(guò)率曲線圖8-10：熱輻射溫度儀圖8-16：紅外氣體分析儀圖9-18：相位調(diào)制型光纖傳感器組成原理以下圖是用來(lái)測(cè)溫的激光光纖傳感器組成原理圖。其檢測(cè)原理是利用了光波的那些量隨溫度的變化？參考臂的作用是

8、什么？ 例題：例題：答：答： 位相調(diào)制型光纖傳感器，利用了光纖纖位相調(diào)制型光纖傳感器，利用了光纖纖芯的折射率芯的折射率n1n1和纖芯長(zhǎng)度和纖芯長(zhǎng)度L L與位相與位相f f之間之間的關(guān)系?？捎孟率奖硎荆旱年P(guān)系?？捎孟率奖硎荆?測(cè)溫是將光纖折射率和長(zhǎng)度隨溫度的變化轉(zhuǎn)換為干涉條紋位相的變化。 3分參考光纖不感受溫度變化，從而使傳感光纖和參考光纖的輸出光干涉而產(chǎn)生相位差，測(cè)溫時(shí)用干涉儀將相角的變化轉(zhuǎn)化為強(qiáng)度的變化，實(shí)現(xiàn)定量測(cè)溫。 3分 Ln12 112dnLdLnd ， 要求：1問(wèn)什么回答什么；2抓住要點(diǎn)，分析回答；3字跡工整、可區(qū)分。1. 硅光電池、硅光電池、PIN型光電二極管、和雪崩光電二極管，三

9、者中時(shí)間常數(shù)型光電二極管、和雪崩光電二極管，三者中時(shí)間常數(shù)最大的是硅光電池。最大的是硅光電池。2. 光伏效應(yīng)器件中有電流內(nèi)增益效應(yīng)的是光電三極和雪崩光電二光伏效應(yīng)器件中有電流內(nèi)增益效應(yīng)的是光電三極和雪崩光電二極。極。3. P型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體均可制造光敏電阻，但是通常運(yùn)用型半導(dǎo)體均可制造光敏電阻，但是通常運(yùn)用N型半導(dǎo)型半導(dǎo)體資料，這是由于電子的體資料，這是由于電子的(遷移率遷移率)比空穴大。比空穴大。4. 真空光電器件是基于真空光電器件是基于(外光電外光電 )效應(yīng)的光電探測(cè)器件。效應(yīng)的光電探測(cè)器件。5. 假設(shè)輻射源發(fā)光的顏色與黑體在某一溫度下發(fā)光的顏色一樣，那么黑假設(shè)輻射源發(fā)光的顏

10、色與黑體在某一溫度下發(fā)光的顏色一樣，那么黑體的這一溫度成為該輻射源的體的這一溫度成為該輻射源的 色溫色溫 。6. 無(wú)光注入，也無(wú)電注入情況下無(wú)光注入，也無(wú)電注入情況下CCD輸出的電流稱(chēng)為輸出的電流稱(chēng)為( 暗電流暗電流 )。7. 溫度變化引起鐵電體極化強(qiáng)度變化，導(dǎo)致其外表束縛電荷量發(fā)生變化溫度變化引起鐵電體極化強(qiáng)度變化，導(dǎo)致其外表束縛電荷量發(fā)生變化的景象稱(chēng)為的景象稱(chēng)為(熱釋電效應(yīng)熱釋電效應(yīng) )。8. 只傳光不傳感的光纖傳感器被劃分傳輸光強(qiáng)調(diào)制型只傳光不傳感的光纖傳感器被劃分傳輸光強(qiáng)調(diào)制型/反射光強(qiáng)調(diào)制反射光強(qiáng)調(diào)制型型/頻率調(diào)制型。頻率調(diào)制型。填空參考題填空參考題9. 半導(dǎo)體允帶之間不允許被電子占

11、據(jù)的范圍稱(chēng)為半導(dǎo)體允帶之間不允許被電子占據(jù)的范圍稱(chēng)為 禁帶禁帶 。10. NEA與與PEA的區(qū)別在于經(jīng)特殊處置后，其的區(qū)別在于經(jīng)特殊處置后，其 有效的有效的 電子親和電子親和勢(shì)為負(fù)值。勢(shì)為負(fù)值。11. 電子的共有化運(yùn)動(dòng)使得處于同一能級(jí)的電子形狀發(fā)生微小的差別，由電子的共有化運(yùn)動(dòng)使得處于同一能級(jí)的電子形狀發(fā)生微小的差別，由于其他原子核的吸引，構(gòu)成多數(shù)新的靠得很近的能級(jí)，于其他原子核的吸引，構(gòu)成多數(shù)新的靠得很近的能級(jí)， 稱(chēng)之為稱(chēng)之為 能能帶帶 。12. 受光照射，使受光照射，使PN結(jié)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，將光能轉(zhuǎn)化為電能的效應(yīng)稱(chēng)為光結(jié)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，將光能轉(zhuǎn)化為電能的效應(yīng)稱(chēng)為光生伏特效應(yīng)。生伏特效應(yīng)。13. 可

12、以完全吸收從任何角度入射的恣意波長(zhǎng)的輻射，并且可對(duì)恣意方向可以完全吸收從任何角度入射的恣意波長(zhǎng)的輻射，并且可對(duì)恣意方向最大限制地發(fā)射恣意波長(zhǎng)輻射的物體，稱(chēng)之為絕對(duì)黑體。最大限制地發(fā)射恣意波長(zhǎng)輻射的物體，稱(chēng)之為絕對(duì)黑體。14. 物體因溫度較高而向周?chē)鷾囟容^低的外界環(huán)境發(fā)射能量的方式稱(chēng)為物體因溫度較高而向周?chē)鷾囟容^低的外界環(huán)境發(fā)射能量的方式稱(chēng)為熱熱 輻輻 射。射。15. 發(fā)光二極管是少數(shù)載流子在發(fā)光二極管是少數(shù)載流子在PN結(jié)區(qū)注入與復(fù)合而產(chǎn)生發(fā)光的半結(jié)區(qū)注入與復(fù)合而產(chǎn)生發(fā)光的半導(dǎo)體光源。導(dǎo)體光源。16. 半導(dǎo)體色敏器件是一個(gè)雙結(jié)光電二極管，由兩個(gè)深淺不同的半導(dǎo)體色敏器件是一個(gè)雙結(jié)光電二極管，由兩個(gè)深淺不同的PN構(gòu)呵斥。構(gòu)呵斥。17. 電子和空穴在外電場(chǎng)作用下電子向正極、空穴向負(fù)極的運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)之為 漂移 運(yùn)動(dòng)。18. 對(duì)于結(jié)型光電器件、結(jié)的種類(lèi)主要包括PN結(jié)結(jié)、PIN結(jié)結(jié)和肖特基結(jié)結(jié)。20. P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體均可制造光敏電阻，但是通常運(yùn)用N型半導(dǎo)體 資料，這是由于電子的(遷移率)比空穴大。 CCD最突出的特點(diǎn)是以(電荷)做為信號(hào)。22. 紅外氣體分析儀的根本原理是根據(jù)物