玉林師院光電子學(xué)期末復(fù)習(xí)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上玉林師院光電子學(xué)期末復(fù)習(xí)第一章1. 為了衡量光源和光電探測(cè)器的性能，需要對(duì)光輻射進(jìn)行定量描述，故引入輻射度學(xué)與光度學(xué)。2. 光譜光視效率或視見(jiàn)函數(shù):人眼對(duì)各種光波長(zhǎng)的相對(duì)靈敏度.3. 人眼只能感知波長(zhǎng)在0.380.78m之間的輻射，故稱(chēng)這個(gè)波段的光為可見(jiàn)光。（對(duì)綠光最靈敏，紅光、藍(lán)光次之）。4. 光通量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)某截面的所右光波長(zhǎng)的光能稱(chēng)為光通量，單位為(流明)。5. 發(fā)光強(qiáng)度：，單位為cd（坎德拉），1cd=1Im/sr。發(fā)光強(qiáng)度Iv是光度量中最基本的單位。6. （簡(jiǎn)）鹵鎢循環(huán)的過(guò)程：鹵鎢燈點(diǎn)燃后，高溫下鹵族元素的化合物釋放出溴或碘蒸氣，燈絲蒸發(fā)出的鎢分子在溫

2、度較低的泡殼附近與溴或碘化合，形成的鹵化鎢在燈泡內(nèi)擴(kuò)散。當(dāng)擴(kuò)散到高溫?zé)艚z附近，又分解，使鎢分子又有很高的機(jī)率重新粘在燈絲上。7. （簡(jiǎn)）氣體放電原理：氣體在電場(chǎng)作用下激勵(lì)出電子和離子，成為導(dǎo)電體。離子向陰極、電子向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，從電場(chǎng)中得到能量，它們與氣體原子或分子碰撞時(shí)會(huì)激勵(lì)出新的電子和離子，也會(huì)使氣體原子受激，內(nèi)層電子躍遷到高能級(jí)。受激電子返回基態(tài)時(shí)，就輻射出光子來(lái)。8. （選）（1）低壓汞燈：主要輻射253.7nm的紫外光，用作紫外光源。當(dāng)在其管殼外再加一個(gè)管殼，殼內(nèi)壁涂以合適的熒光粉時(shí)，253.7nm紫外光激發(fā)熒光粉發(fā)出可見(jiàn)光，這就是熒光燈。照明用的日光燈就是熒光燈中的一種。（2）高壓汞燈

3、：汞蒸氣氣壓為(110)x105Pa。由于氣體密度大，除了受激原子的輻射發(fā)光，還有電子與離子的復(fù)合發(fā)光，激發(fā)原子與正常原子的碰撞發(fā)光；因而，可見(jiàn)區(qū)的輻射明顯加強(qiáng)，呈帶狀光譜，紅外區(qū)出現(xiàn)弱的連續(xù)光譜。在高壓汞燈外再加一個(gè)熒光殼，就成為高效照明光源。（3）球形超高壓汞燈：汞蒸氣氣壓為1-20MPa，電子與離子復(fù)合發(fā)光、激發(fā)原子與正常原子碰撞發(fā)光更加強(qiáng)烈。光譜線(xiàn)較寬，形成連續(xù)背景，可見(jiàn)區(qū)偏藍(lán)，紅外輻射增強(qiáng)。球形超高壓汞燈中，兩電極相距在毫米量級(jí)，如圖1.9所示。球形超高壓汞燈亮度高，是很好的點(diǎn)光源。（4）氙燈：氙燈的發(fā)光材料是惰性氣體氙。高壓和超高壓的惰性氣體放電，氣體原子被激發(fā)到很高的能級(jí)并大量電

4、離。復(fù)合發(fā)光和電子減速發(fā)光大大加強(qiáng)，在可見(jiàn)區(qū)形成很強(qiáng)的連續(xù)光譜。光譜分布與日光最為接近，色溫6000K，亮度高，被稱(chēng)為“小太陽(yáng)”，壽命可達(dá)1000h。氙燈可分為長(zhǎng)弧氙燈（電極間距為15130cm，細(xì)管形，工作氣壓為105Pa）、短弧氙燈（電極間距在數(shù)毫米量級(jí)，工作氣壓為12MPa，是很好的日光色點(diǎn)光源，常用于電影放映、彩色攝影、照相制版、模擬日光等場(chǎng)合。）和脈沖氙燈（管內(nèi)氣壓在100Pa以下，由高壓電脈沖激發(fā)產(chǎn)生光脈沖，在極短的時(shí)間（10-910-12s）內(nèi)發(fā)出很強(qiáng)的光。脈沖氙燈廣泛用于固體激光器的光泵、照相制版、高速攝影和光信號(hào)源等。）。9. 激光器一般是由工作物質(zhì)、諧振腔和泵浦源組成的。1

5、0. 激光器特點(diǎn)：高亮度、高方向性、高單色性和高度的時(shí)間空間相干性。11. (重點(diǎn))光和原子的三級(jí)躍遷：（1） .受激吸收：處于低能級(jí)E1的原子受到外來(lái)光子（能量）的刺激作用，完全吸收光子的能量而躍遷到高能級(jí)E2的過(guò)程。受激吸收特點(diǎn)：處于低能級(jí)E1的原子受到外來(lái)光子的刺激作用，完全吸收光子的能量而躍遷到高能級(jí)E2的過(guò)程（2）.自發(fā)輻射：高能級(jí)的原子自發(fā)地從高能級(jí)E2向低能級(jí)E1躍遷，同時(shí)放出能量為的光子自發(fā)輻射的特點(diǎn)：各個(gè)原子所發(fā)的光向空間各個(gè)方向傳播，是非相干光。下圖表示自發(fā)輻射的過(guò)程（3）.受激輻射：當(dāng)受到外來(lái)的能量的光照射時(shí)，高能級(jí)E2上的原子受到外來(lái)光的激勵(lì)作用向低能級(jí)E1躍遷，同時(shí)發(fā)

6、射一個(gè)與外來(lái)光子完全相同的光子。受激輻射的特點(diǎn)：當(dāng)外來(lái)激勵(lì)光子能量為高低兩能級(jí)能量差時(shí)，才能發(fā)生受激輻射。受激輻射的光子與外來(lái)光子的特性完全相同， 12. 產(chǎn)生激光的條件：1）合適的工作物質(zhì)（能實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)；具有合適的能級(jí)結(jié)構(gòu)（亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)）2）具有外界泵浦（外界激勵(lì)）3）需要激光諧振腔4） 起振條件閾值條件GG05）穩(wěn)定振蕩條件增益飽和效應(yīng)13. 染料激光器的主要優(yōu)點(diǎn)是：輸出激光波長(zhǎng)可以在很寬范圍內(nèi)調(diào)諧；有極好的光束質(zhì)量；激光譜線(xiàn)寬度很窄，可達(dá)10-50MHz線(xiàn)寬。14. （空）電子共有化運(yùn)動(dòng)：原來(lái)圍繞一個(gè)原子運(yùn)動(dòng)的電子，現(xiàn)在可能轉(zhuǎn)移到鄰近原子的同一軌道上去。15. （空）能帶：共有化運(yùn)動(dòng)使

7、得本來(lái)處于同一能量的電子發(fā)生了能量的微小差異。它們的勢(shì)能具有晶格的周期性。因此，晶體的能譜在原子能級(jí)的基礎(chǔ)上分裂成能帶。16. （選）（1） N型半導(dǎo)體:摻人施主雜質(zhì)的半導(dǎo)體材料中，自由電子的濃度將高于空穴的濃度。（2） P型半導(dǎo)體:摻入受主雜質(zhì)的半導(dǎo)體材料中，空穴的濃度將高于自由電子的濃度。17.PN結(jié)加上正向電壓時(shí)，正向電壓基本上加在結(jié)區(qū)，使勢(shì)壘降低。18. LED（發(fā)光二極管）與LD（半導(dǎo)體激光器）的根本區(qū)別在于：LED沒(méi)有諧振腔，它的發(fā)光基于自發(fā)輻射，發(fā)出的熒光，是非相干光；而LD的發(fā)光基于受激輻射，發(fā)出的是相干光激光。1.4一支H。-Ne激光器（波長(zhǎng)為632.8nm）發(fā)出激光的功率為

8、2mW。該激光束的平面發(fā)散角為1mrad，激光器的放電毛細(xì)管直徑為1mm。求出該激光束的光通量、發(fā)光強(qiáng)度、光亮度、光出射度。若激光束投射在10m遠(yuǎn)的白色漫反射屏上，該漫反射屏的反射比為0.85，求該屏上的光亮度。1.7分別說(shuō)明熱輻射光源和氣體放電光源的發(fā)光機(jī)理。二者的主要區(qū)別是什么？答：熱輻射光源是使發(fā)光物體升溫到足夠高而發(fā)光的光源，這類(lèi)光源在輻射過(guò)程中不改變自身的原子、分子的內(nèi)部狀態(tài)，輻射光譜是連續(xù)光譜。 氣體放電光源是氣體在電場(chǎng)作用下激勵(lì)出電子和離子，離子向陰極、電子向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，從電場(chǎng)中得到能量，它們與氣體原子或分子碰撞時(shí)會(huì)激勵(lì)出新的電子和離子，也會(huì)使氣體原子受激，內(nèi)層電子躍遷到高能級(jí)。受

9、激電子返回基態(tài)時(shí)，就輻射出光子來(lái)。 二者的區(qū)別：熱輻射光源在輻射過(guò)程中不改變自身的原子、分子的內(nèi)部狀態(tài)；氣體放電光源是氣體在電場(chǎng)作用下激勵(lì)出電子和離子，受激電子從高能態(tài)返回基態(tài)時(shí)輻射出光子。1.8激光有哪些特點(diǎn)？激光器的基本結(jié)構(gòu)如何？答：激光的特點(diǎn)：高亮度、高方向性、高單色性、光度的時(shí)間空間相干性。激光器一般是由工作物質(zhì)、諧振腔和泵浦源組成。1.9試敘述半導(dǎo)體發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器在結(jié)構(gòu)上的差異，以及各自特性上的差異。答：LED 與半導(dǎo)體激光器 LD 的主要區(qū)別：LED 沒(méi)有諧振腔，它的發(fā)光基于自發(fā)輻射，發(fā)出的是熒光；而 LD 的發(fā)光基于受激輻射，發(fā)出的是相干光。二者特性的主要區(qū)別： LD

10、LED光譜特性激光；譜線(xiàn)寬度在 nm 量級(jí)熒光；譜線(xiàn)寬度幾十 nm P-I 特性有閾值電流沒(méi)有閾值電流調(diào)制特性調(diào)制頻率到 10GHz調(diào)制頻率 50-140MHz第2章 光輻射的調(diào)劑1. 光輻射調(diào)制是用數(shù)字或模擬信號(hào)（調(diào)制信號(hào)）改變光波波形的幅度、頻率或相位，使其按調(diào)制信號(hào)規(guī)律變化的過(guò)程，可以比非調(diào)制光具有更高的抗干擾能力。2. 光輻射的調(diào)制方法有內(nèi)調(diào)制和外調(diào)制。外調(diào)制器，比較成熟的有電光調(diào)制、聲光調(diào)制、磁光調(diào)制等。3. （選）（1） .電光效應(yīng)：在外加強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，本來(lái)是各向同性的介質(zhì)也可以產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象，而本來(lái)有雙折射性質(zhì)的晶體，它的雙折射性質(zhì)也要發(fā)生變化。（2） .線(xiàn)性電光效應(yīng)（一次電光

11、效應(yīng)）或泡克爾斯效應(yīng)(Pockels)：折射率的改變與所加外電場(chǎng)的大小成正比的電光效應(yīng)。（3） .二次電光效應(yīng)或克爾(Kerr)效應(yīng)：在強(qiáng)電場(chǎng)作用下會(huì)變成光學(xué)各向異性體，且外加電場(chǎng)引起的折射率的改變與電場(chǎng)強(qiáng)度的平方成正比的電光效應(yīng)。3. （空）產(chǎn)生縱向電光效應(yīng)時(shí)，半波電壓：，為KDP負(fù)單軸晶體的光折射率，為電光系數(shù)。4. （空）產(chǎn)生橫向電光效應(yīng)時(shí)，半波電壓：，為KDP負(fù)單軸晶體的光折射率，為電光系數(shù)。5. 因?yàn)楣鈴?qiáng)與光的振幅平方成正比例，所以電光強(qiáng)度調(diào)制也稱(chēng)為電光振幅調(diào)制。6. 光波導(dǎo)通過(guò)在電光材料（通常是鈮酸鋰）襯底上擴(kuò)散折射指數(shù)較高的一種材料（通常是鈦）構(gòu)成波導(dǎo)。在波導(dǎo)兩邊做上電極，調(diào)制電

12、壓即通過(guò)電極加到光波導(dǎo)上。由于光波導(dǎo)寬度極窄，遠(yuǎn)小于長(zhǎng)度L，所以半波電壓很小，可為幾伏。這種調(diào)制器的頻率可達(dá)100GHz。在波導(dǎo)的輸入、輸出端，光通過(guò)單模光纖與波導(dǎo)耦合。7. 超聲波是一種縱向機(jī)械應(yīng)力波（彈性波），它在聲光介質(zhì)中傳輸時(shí)會(huì)引起介質(zhì)密度發(fā)生疏密交替的變化，這就使得介質(zhì)折射率也發(fā)生相應(yīng)的變化。8. 聲光效應(yīng)：受超聲波作用的介質(zhì)相當(dāng)于一個(gè)衍射光柵，光柵的間距等于聲波波長(zhǎng)s。當(dāng)光波通過(guò)此介質(zhì)時(shí)，將被光柵衍射。衍射光的強(qiáng)度、頻率、方向等都隨超聲場(chǎng)變化。9. 聲光效應(yīng)分為兩種類(lèi)型：拉曼一奈斯(Raman-Nath)衍射和布拉格(Bragg)衍射。10. 磁光效應(yīng)主要有法拉第效應(yīng)和克爾效應(yīng)。1

13、1. 法拉第效應(yīng)是光波通過(guò)磁光介質(zhì)、平行于磁場(chǎng)方向傳播時(shí)，線(xiàn)偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，稱(chēng)為磁致旋光。12. （填）磁致旋光的方向決定于磁場(chǎng)方向，而與光的傳播方向無(wú)關(guān)，稱(chēng)為非互易性。以順著磁場(chǎng)方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，光矢順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的叫右旋(K0)，對(duì)應(yīng)介質(zhì)稱(chēng)為正旋體；光矢逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的叫左旋(K10 5 V/cm)， 光生載流子在這種強(qiáng)電場(chǎng)中得到極大的加速，碰撞晶 格原子使其電離，更多的粒子在電場(chǎng)中再獲能再碰撞 ，引發(fā)出PN結(jié)內(nèi)電流急劇倍增(內(nèi)增益)，即雪崩反應(yīng)使光電流放大。36.光電三極管和普通晶體管類(lèi)似，也有電流放大作 用。只是它的集電極電流不受基極控制，而是受光控制。工作時(shí)各電極所加的電壓與普通晶體

14、管相同，即需要保證集電極反偏置，發(fā)射極正偏置。37.光電三極管的工作有兩個(gè)過(guò)程：一是光電轉(zhuǎn)換，二是光電流放大。 以3DU型為例: 光照射在集電結(jié)上，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。由于集電結(jié)反向偏置，光生電子漂移到集電極，空穴流向基區(qū)，這就是 光電流 。光生電動(dòng)勢(shì)使基極與發(fā)射極間電壓升高，于是發(fā)射極便有大量電子經(jīng)基極流向集電極，使光電流得以放大。放大原理與普通晶體管相同， 被放大（晶體管電流放大系數(shù)）倍。 由此可見(jiàn)，光電三極管的光電轉(zhuǎn)換部分 在集-基結(jié)內(nèi)進(jìn)行，而集電極、基極、發(fā)射極又構(gòu)成一個(gè)有放大作用的晶體管 。因此，NPN光電三極管可用圖所示的簡(jiǎn)化模型表示，它由一個(gè)硅光電二極管 和普通晶體管組合而成。 3

15、8.控制電路 ：作光控繼電器用的光電三極管工作在亮、暗兩個(gè)狀態(tài)，要求兩個(gè)狀態(tài)下轉(zhuǎn)換的電信號(hào)差別大，使繼電器靈敏而準(zhǔn)確地工作。無(wú)基極引出線(xiàn)的硅光電三極管的突出特點(diǎn)是無(wú)光照時(shí)集電極電流基本為零。故多用作光控繼電器. （1） 電流控制 ：光電三極管的光電流是晶體管的基極電流。在亮、暗情況下光電流顯著改變，使晶體管分別處于飽和、截止?fàn)顟B(tài)，使J動(dòng)作。 （2） 電壓控制 光電三極管與R 1 分壓，控 制晶體管基極電壓，使晶 體管導(dǎo)通或截止。39.光電耦合器是發(fā)光器件和光接收器件組合的一種器件。40. （空）光電管由玻殼、光電陰極和陽(yáng)極三部分組成。41.暗電流一般指各電極都加上正常工作電壓以后，陰 極無(wú)光照

16、時(shí)陽(yáng)極的輸出電流。陽(yáng)極暗電流限制了可測(cè)的直流光通量的最小值，同時(shí)它也是產(chǎn)生噪聲的重要因素 。光電倍增管中產(chǎn)生的暗電流的因素較多，例如，陰極 和靠近于陰極的倍增極的熱電子發(fā)射；陽(yáng)極或其它電極 的漏電；由于極間電壓過(guò)高而引起的場(chǎng)致發(fā)射等。作業(yè)：3.9探測(cè)器的D*=1011cmHz1/2W-1,探測(cè)器光敏器的直徑為0.5cm，用于f=5x103Hz的光電儀器中，它能探測(cè)的最小輻射功率為多少？解：3.10應(yīng)怎樣理解熱釋電效應(yīng)？熱釋電探測(cè)器為什么只能探測(cè)調(diào)制輻射？答：熱電晶體的自發(fā)極化矢量隨溫度變化，從而使入射光可引起電容器電容改變的現(xiàn)象成為熱釋電效應(yīng)。由于熱釋電信號(hào)正比于器件的溫升隨時(shí)間的變化率，因此

17、它只能探測(cè)調(diào)制輻射。3.11某測(cè)輻射熱計(jì)的熱導(dǎo)是，吸收系數(shù)為，求吸收5W輻射功率后產(chǎn)生的溫升。若電阻溫度系數(shù)求吸收輻射所引起的的電阻相對(duì)變化率。3.15光敏電阻用作光控繼電器。如圖給出一個(gè)光控開(kāi)關(guān)電路。光敏電阻為Cds器件。晶體管的值為，繼電器K的吸合電流為10mA,?？紤]弱光照情況，計(jì)算繼電器吸合許多大照度？（測(cè)得L=0 lx時(shí)，;L=100 lx時(shí)，,其中）3.17敘述光電池的工作原理以及開(kāi)路電壓、短路電流與光照度的關(guān)系。為什么光電池的輸出與所接的負(fù)載有關(guān)系？（1）光電池工作原理光電池是一個(gè)簡(jiǎn)單得PN結(jié)。當(dāng)光線(xiàn)照射PN結(jié)時(shí)，PN結(jié)將吸收入射光子。如果光子能量超過(guò)半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則由半

18、導(dǎo)體能帶理論可知，在PN結(jié)附近會(huì)產(chǎn)生電子和空穴。在內(nèi)電場(chǎng)的作用下，空穴移向P區(qū)，電子移向N區(qū)，使N區(qū)聚集大量的電子而帶上負(fù)電，在P區(qū)聚集大量的空穴而帶上正電。于是在P區(qū)和N區(qū)之間產(chǎn)生了電勢(shì)，成為光生電動(dòng)勢(shì)。如果用導(dǎo)線(xiàn)或電阻把N區(qū)和P區(qū)連接起來(lái)，回路中就會(huì)有光電流I流過(guò)，電流方向是由P區(qū)流向N區(qū)。（2） 開(kāi)路電壓、短路電流與光照度的關(guān)系光電池的電動(dòng)勢(shì)即開(kāi)路電壓與照度成非線(xiàn)性關(guān)系，在照度光電池的短路電流與照度成線(xiàn)性關(guān)系（3） 光電池的輸出與所接的負(fù)載有關(guān)系的原因：當(dāng)負(fù)載電阻較大時(shí)，光電流流過(guò)負(fù)載電阻時(shí)，必然使外加電場(chǎng)增大，由于外電場(chǎng)的方向是與內(nèi)電場(chǎng)方向相反，故要削弱內(nèi)電場(chǎng)的強(qiáng)度，從而使光生的電子和

19、空穴不能移過(guò)PN結(jié)，使對(duì)外輸出的光電流減少。3.202CR和2DR，2CU和2DU在結(jié)構(gòu)上有何主要區(qū)別？2DU光電二極管增設(shè)環(huán)極的目的是什么？畫(huà)出正確接法的線(xiàn)路圖，使用時(shí)環(huán)極不接是否可用？為什么？答：硅光電池按基底材料不同分為2CR和2DR。2CR為N型單晶硅，2DR為P型單晶硅。按襯底材料的不同，硅光電二極管分為2CU和2DU兩種系列。2DU光電二極管增設(shè)環(huán)極的目的是為了減少暗電流和噪聲。3.21說(shuō)明PIN管、雪崩光電二極管的工作原理和各自特點(diǎn)。PIN管的頻率特性為什么比普通光電二極管好？答：（1）PIN管工作原理：PIN管加反向電壓時(shí)，勢(shì)壘變寬，在整個(gè)本征區(qū)展開(kāi)，耗盡層寬度基本上是I區(qū)的寬

20、度，光照到I層，激發(fā)光生電子空穴時(shí)，在內(nèi)建電場(chǎng)和反向電場(chǎng)作用下，空穴向P區(qū)移動(dòng)，電子向N區(qū)移動(dòng)，形成光生電流，通過(guò)負(fù)載，在外電路形成電流。特點(diǎn)：頻帶寬，線(xiàn)性輸出范圍寬。優(yōu)點(diǎn)：1，工作電壓比較低，一般為5V。2，探測(cè)靈敏度比較高；3，內(nèi)量子效率較高；4，響應(yīng)速度快；5，可靠性高；6，PIN管能低噪聲工作。（2）雪崩光電二極管工作原理：當(dāng)光電二極管的PN結(jié)上加相當(dāng)大的反向偏壓時(shí)，在耗盡層內(nèi)將產(chǎn)生一個(gè)很高的電場(chǎng)，它足以使在該強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)產(chǎn)生和漂移的光生載流子獲得充分的動(dòng)能，電子空穴與晶格原子碰撞，將產(chǎn)生新的電子空穴對(duì)。新的電子空穴對(duì)在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，分別向相反的方向運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，又可能與原子碰撞，再

21、一次產(chǎn)生新的電子空穴對(duì)。如此反復(fù)，形成雪崩式的載流子倍增。特性：靈敏度高，響應(yīng)速度快；（3） PIN管的頻率特性比普通光電二極管好的原因：PIN光電二極管在摻雜濃度很高的P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體間夾著一層比較厚的本征半導(dǎo)體I。又由于工作在反偏狀態(tài)，隨著反偏電壓增大，結(jié)電容變得更小，從而提高了PIN光電二極管的頻率響應(yīng)。第4章 光電成像器件1. 光電成像器件：指能夠輸出圖像信息的一類(lèi)器件。2. 攝像管：能夠輸出視頻信號(hào)的真空光電管。攝像管按光電變換形式進(jìn)行分類(lèi)，基本上分為兩類(lèi)：一類(lèi)是利用外光電效應(yīng)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的攝像管，稱(chēng)為光電發(fā)射型攝像管。另一類(lèi)是利用內(nèi)光電效應(yīng)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的攝像管，統(tǒng)稱(chēng)為視像管。

22、3. 攝像管的作用是把入射的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)并輸出，它應(yīng)具有三個(gè)基本功能：光電變換、光電信號(hào)存儲(chǔ)和掃描輸出。4. 被攝物經(jīng)物鏡成像在光電靶上。光電靶既能完成光電變換又能存儲(chǔ)信號(hào)。5. 任何一幅圖像都可以分成許多小的像點(diǎn)，通常稱(chēng)之為像素或像元。6. 在電子束掃描某一像素的瞬間，該像素與電源正極和陰極接成通路。這個(gè)像素（光電二極管結(jié)構(gòu)）的光電流由PN，流過(guò)負(fù)載RL，產(chǎn)生負(fù)極性圖像電壓信號(hào)輸出（信號(hào)閱讀），同時(shí)掃描電子束使P層掃描面的電位降至陰極電位（圖像信號(hào)擦除）。這樣，電子束在從左至右、由上而下地對(duì)正電位圖像的順序掃描中，就把隨空間、時(shí)間而變化的圖像信息轉(zhuǎn)換成隨時(shí)間變化的電信號(hào)，這就是視頻

23、信號(hào)。7. ：電荷耦合器件（）8. 的突出特點(diǎn)：以電荷作為信號(hào)。9. 的基本功能是信號(hào)電荷的產(chǎn)生存儲(chǔ)傳輸和檢測(cè)。10. 在器件的中間是一個(gè)光敏元組成的線(xiàn)陣。每個(gè)光敏元是一個(gè)光敏二極管，接收光信號(hào)，作光電轉(zhuǎn)換，是線(xiàn)陣的一個(gè)像素。光敏元的兩側(cè)是用作存儲(chǔ)光生電荷的電容陣列。11. 的基本結(jié)構(gòu)：在型（或型）硅單晶的基本結(jié)構(gòu)：在型（或型）硅單晶的襯底上生長(zhǎng)一層很薄的，再在上淀積具有一定形狀的金屬鋁（或多晶硅）電極。一般層厚度約為，鋁電極之間的間隙約為，每個(gè)電極與其下面的層和單晶構(gòu)成結(jié)構(gòu)。12. 的存儲(chǔ)功能工作原理：在型硅電極上加正偏壓（在型硅襯底的加負(fù)偏壓）。電場(chǎng)穿過(guò)薄層，排次型硅中的多數(shù)載流子空穴，在下形成耗盡區(qū)（無(wú)載流子的本征區(qū)）。當(dāng)電極上電壓增加，達(dá)到閥值電平以上時(shí)，耗盡區(qū)進(jìn)一步向體內(nèi)延伸，并將型半導(dǎo)體內(nèi)的電子（少數(shù)載流子）吸引到表面，產(chǎn)生反型層。由于半導(dǎo)體表面電勢(shì)為正，所以，耗盡區(qū)對(duì)少數(shù)載流子（電子）來(lái)說(shuō)像一個(gè)“阱”，稱(chēng)為勢(shì)阱，能起到收集電子的作用：所加偏壓越大，勢(shì)阱就越深，儲(chǔ)存電子的能力就越大。13. 技術(shù)可以將圖像傳感器陣列、驅(qū)動(dòng)和