光電復習題說課材料

1、光電復習題精品文檔任何溫度下對任何波長的入射輻射能的吸收比都等于1,稱為（A ）A .黑體B.灰體C.黑洞D.絕對黑體半導體中施主能級的位置位于（A ）中.A,禁帶B.價帶C.導帶D.滿帶熱效應較大的光是（C ）.A.紫光B.紅光C.紅外D.紫外為了實現(xiàn)均勻倍增，雪崩光電二極管襯底摻雜材料要求（A ）.A.濃度均勻B.濃度大C.濃度小D.濃度適中光纖折射率纖芯ni、包層n2、外套n 3的關系是（B ）.n i n 2 n 3C. n 3 n 2 n in i n 3 n 2D. n 2 n 3 n 1硅光電二極管與硅光電池比較，前者（ AA.摻雜濃度低B.電阻率低C.零偏工作D.光敏面積大鹵鴇

2、燈是一種（B ）.A.氣體光源B.熱光源C.冷光源D.激光光源在光電倍增管中，產生光電效應的是（A ）.A .陰極 B.陽極 C.倍增極 D.玻璃窗收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系管理員刪除精品文檔像管中（D ）的出現(xiàn)和使用，成為了第一代像管出現(xiàn)的標志性部件。A.負電子親和勢陰極；B,電子光學系統(tǒng)；C.微通道板MCP; D.光纖面板半導體結中并不存在（D ）.A. PN 結B. PIN結C.肖特基結D.光電結光通量是輻射通量的（A ）倍.A. 683B. 1/683C. 863D. 1/863面陣CCD主要是通過（A ）工作.A.電荷B.電壓C.電流D.電阻光度量是輻射度量的（C ）倍.A.683

3、B. V （玲 C.683 V （力D . 1/683 V （辦任何溫度下對任何波長的入射輻射能的吸收比都小于1,稱為（B ）A .黑體B.灰體C.黑洞D.絕對黑體半導體中受主能級的位置位于（ A ）中.A.禁帶B.價帶C.導帶D.滿帶屬于成像的器件是（C）.A. LD B. LED C. CCD D. PMT充氣鹵鴇燈是一種（B ）.A.氣體光源B.熱光源C.冷光源 D.激光光源收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系管理員刪除精品文檔熱效應較小的光是（D ）.A.紫光 B.紅光C.紅外 D.紫外在光電倍增管中，產生二次電子發(fā)射的是（C ）.A.陰極B.陽極C.倍增極 D.玻璃窗光纖纖芯、包層、外套的折射

4、率 ni、n2、n0的關系是（D ）.A. n i n 2 n 0B. n 2 n 0 n 1C. n 0 n 2 n 1D. n i no n 2光照一定，短路電流與入射光波長的關系，屬光電池的 （C ）特性:A.頻率；B.伏安;C.光譜；D.溫度.像管中（C ）的出現(xiàn)和使用，成為了第二代像管出現(xiàn)的標志性部件。A.負電子親和勢陰極；B.電子光學系統(tǒng)；C.微通道板MCP;D.光纖面板充氣白熾燈主要充入（A ）.A.氧氣 B.氤氣C.三氣 D.氨氣.線陣CCD主要是通過（A ）工作.A.電荷B.電壓C.電流D.電阻有兩塊材料制成的熱敏電阻，A為半導體材料，B為白金，當溫度升高，則兩種材料的電阻將

5、（C）A、Ra變??；Rb變小 B、Ra變大；Rb變大C、Ra變?。籖b變大D、Ra變大；Rb變小光電倍增管中，產生光電效應的是（ A ）A、陰極B、陽極C、二次倍增極D、玻璃窗收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系管理員刪除精品文檔關于人眼的光譜光視效率，以下說法正確的是：(D )(A)對各種波長的入射光，只要它們的光譜輻射通量相等，則人眼感到的主觀亮度相等；(B)光源的亮度對人眼的光譜光視效率沒有影響；(C)對波長為840 nm的入射光，人眼亮視覺的光譜光視效率小于人眼暗視覺 的光譜光視效率；(D)對波長為589 nm的入射光，人眼亮視覺的光譜光視效率大于人眼暗視覺 的光譜光視效率。在光電技術中，對光源

6、的主要要求有：(D )(A)發(fā)光強度要大，發(fā)光效率要高；(B)光輻射通量要大，光源穩(wěn)定性要好；(C)光源方向性好，便于調制；(D)光源的光譜功率分布應與光電探測器件光譜響應相匹配。關于光電倍增管，下列說法正確的是：(B)(A)光電倍增管主要由光電陰極、電子光學系統(tǒng)、電子倍增極、陽極、電源等組成；B)電子光學系統(tǒng)的作用是使光電陰極發(fā)射的光電子盡可能多的匯集到第一倍增極，并使光電子的渡越時間盡可能相等；(C)光電倍增管的增益由外加的總電壓決定，與陽極電壓無關；(D)陰極靈敏度由陰極材料決定，與窗口材料無關。收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系管理員刪除精品文檔光電探測器的主要噪聲有：(C )(A)熱噪聲，白

7、噪聲，產生一復合噪聲；(B)熱噪聲，白噪聲，產生一復合噪聲； 1/f噪聲；(C)熱噪聲，散粒噪聲，產生一復合噪聲，1/f噪聲，溫度噪聲；(D)熱噪聲，散粒噪聲，1/f噪聲，溫度噪聲。對半導體光電導器件，以下說法中正確的是：(C )(A)光電導器件只能測量交變光照，不需要加偏壓即可工作；(B)光電導器件只能測量穩(wěn)定的光照，必須加偏壓才能工作；(C)光電導器件可以測量交變光照，必須加偏壓才能工作；(D)光電導器件只能測量穩(wěn)定的光照，不需要加偏壓即可工作；熱敏電阻與入射光的關系有：(D)(A)其響應取決于入射光輻射通量，與光照度無關；(B)其響應取決于光照度，與入射光輻射通量無關；(C)其響應取決于

8、光照度，與入射光波長無關；(D)其響應取決于入射光輻射通量，與入射光波長無關。光敏電阻與入射光的關系有：(A )(A)其響應取決于入射光輻射通量，與光照度無關；(B)其響應取決于光照度，與入射光輻射通量無關(C)其響應取決于光照度，與入射光波長無關收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系管理員刪除精品文檔(D)其響應取決于入射光輻射通量，與入射光波長無關。常用的快速光電探測器件有：(B)(A)光敏電阻，光電池，光電二極管等；(B) PIN光電二極管，雪崩光電二極管，光電倍增管等；(C)熱敏電阻，熱釋電器件，光電倍增管等；(D) CCD,熱釋電器件，光電倍增管等關于半導體光伏器件，以下說法正確的是：(D)(A

9、)光電二極管通常工作在其伏安特性曲線的第一象限；(B)光電二極管通常工作在其伏安特性曲線的第四象限(C)光電池通常工作在其伏安特性曲線的第一象限；(D)光電池通常工作在其伏安特性曲線的第四象限；減小光電二極管時間常數(shù)的基本方法是：(D )(A)減小光電二極管的接受光的區(qū)域的面積；(B)減小光電二極管的P-N結的厚度；(C)減小后級電路的負載電阻的阻值；(D)給光電二極管加較大的反向偏置電壓。在光電技術中使用的探測器經(jīng)常需要在低溫下工作，這是為了：(C )(A)減小電路中溫度噪聲的影響；(B)減小電路中f/1噪聲的影響；(C)減小電阻熱噪聲的影響；收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系管理員刪除精品文檔(D

10、)減小電路中產生-復合噪聲的影響。提高一個光電探測器的探測率最有效的方法是：(A)(A)降低光電探測器的溫度，減小電路系統(tǒng)的通頻帶寬度；(B)降低光電探測器的溫度，減小電路系統(tǒng)的等效電阻；(C)提高光電探測器的溫度，增大電路系統(tǒng)的通頻帶寬度；(D)提高光電探測器的溫度，增大電路系統(tǒng)的等效電阻；使用經(jīng)過致冷的光電探測器，可以使：(C )(A)光電探測器中的電子的速度減小；(B)光電探測器中的電阻的阻值減小；(C)光電探測器中的電阻的熱噪聲減?。?D)光電探測器的通頻帶的寬度減小。在以下各種說法中，正確的是：(D )CCD是通過勢阱存儲電荷的，但不能通過勢阱變化把電荷轉移出去；CCD是通過P-N結

11、存儲電荷的，可以通過勢阱變化把電荷轉移出去；(C)光電二極管可以通過P-N結存儲電荷，可以通過勢阱變化把電荷轉移出 去；(D)光電二極管可以通過 P-N結存儲電荷，可以通過曝光的辦法把電荷泄放 掉。在以下各種說法中，正確的是：(D )收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系管理員刪除精品文檔(A)光電位置傳感器是通過光伏效應來測量的，不能同時測量光點的位置 和強度；(B)光電位置傳感器是通過光電導效應來測量的，不能同時測量光點的大 小和強度；(C)光電位置傳感器是通過光伏效應來測量的，可以同時測量光點的大小 和強度；(D)光電位置傳感器是通過光電導效應來測量的，可以同時測量光點的位 置和強度；使用熱電偶測量

12、光照的優(yōu)點是：(A)(A)輸出電壓與光的波長無關；(B)輸出電流與波的強度無關；(C)輸出功率與波的強度成正比；(D)測量噪聲與背景光強無關。在內光電效應材料中：(D)(A)入射光波長越長，光吸收系數(shù)越大，量子效率越高；(B)入射光波長越長，光吸收系數(shù)越小，量子效率越低；(C)入射光波長越短，光吸收系數(shù)越大，量子效率越高；(D)隨著入射光波長由長變短，光吸收系數(shù)越來越大，但量子效率則由低到 高后，又隨波長變短而越來越低；卜列各物體哪個是絕對黑體:(A)不輻射任何光線的物體收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系管理員刪除精品文檔(B)不能反射任何光線的物體(C)不能反射可見光的物體(D)不輻射可見光的物體為

13、什么發(fā)光二極管的PN結要加正向電壓才能發(fā)光？而光電二極管要零偏或反偏 才能有光生伏特效應？答：1. p-n結在外加正向偏壓時，外加電壓削弱內建電場，使空間電荷區(qū)變窄， 載流子的擴散運動加強，構成少數(shù)載流子的注入，從而在p-n結附近產生導帶電子 和價帶空穴的復合。一個電子和一個空穴的一次復合將釋放出與材料性質有關 的一定復合能量，這些能量會以熱能、光能或部分熱能和部分光能的形式輻射 出來，產生電致發(fā)光現(xiàn)象，這就是 LED的發(fā)光機理。因為p-n結在外加正向偏壓時，即使沒有光照，電流也隨著電壓指數(shù)級在 增加，所以有光照時，光電效應不明顯。p-n結必須在反向偏壓的狀態(tài)下，有明顯的光電效應產生，這是因為

14、 p-n結在反偏電壓下產生的電流要飽和，所以光 照增加時，得到的光生電流就會明顯增加。發(fā)光二極管的優(yōu)點屬于低電壓、小電流器件，在室溫下即可得到足夠的亮度，一般為3000cd/m2 以上發(fā)光響應速度極快，時間常數(shù)約為l0-610-9s收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系管理員刪除精品文檔(3)性能穩(wěn)定，壽命長(4)驅動簡單，易于和集成電路匹配(5)單色性好，發(fā)光脈沖的半寬度為幾十納米(6)重量輕，體積小，耐沖擊光電探測器的合理選擇根據(jù)待測光信號的大小，確定探測器能輸出多大的電信號，即探測器的動態(tài) 范圍。(2)探測器的光譜響應范圍是否同待測光信號的相對光譜功率分布一致。即探 測器和光源的光譜匹配。(3)對某

15、種探測器，它能探測的極限功率或最小分辨率是多少一需要知道探測 器的等效噪聲功率；需要知道所產生電信號的信噪比。(4)當測量調制或脈沖光信號時，要考慮探測器的響應時間或頻率響應范圍。(5)當測量的光信號幅值變化時，探測器輸出的信號的線性程度。除了上述幾個問題外，還要考慮探測器的穩(wěn)定性，測量精度，測量方式等因 素。氣體放電原理:制作時在燈中充入發(fā)光用的氣體，如氮、式、氤、氨，或金屬蒸汽(汞、鈉、鎧、鋪)，這些元素的原子在電場作用下電離出電子和離子。當離子向陰極、 電子向陽極運動時，從電場中得到加速，當它們與氣體原子或分子高速碰撞時 會激勵出新的電子和離子。在碰撞過程中有些電子會躍遷到高能級，引起原

16、子收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系管理員刪除精品文檔的激發(fā)。受激電子回到低能級時會發(fā)射出相應的輻射，如此不斷進行，實現(xiàn)氣體持續(xù)放電、發(fā)光。簡述光電池、光電二極管的工作原理及區(qū)別？答：光電池和光電二極管都是基于光伏特效應的原理進行工作 ，只不過光電池 可以工作在零偏狀態(tài)下，是光伏工作模式，器件內阻遠低于負載電阻，相當于一個 恒壓源;而光電二極管必須在反偏電壓下才能工作，是光電導工作模式，器件內阻 遠大于負載電阻，此時器件相當于一個恒流源.光生伏特效應上圖為PN結光伏器件的結構圖，通常在基片（假定為N型）的表面形成一層薄 薄的P型層，P型層上做一小的電極，N型底面為另一電極。光投向P區(qū)時，在近表面層內激

17、發(fā)出電子-空穴對.其中電子將擴散到PN結區(qū) 并被結電場拉到N區(qū)；同時空穴也將依賴擴散及結電場的作用進入 P區(qū)。為了使P型層內產生的電子能全部被拉到 N區(qū)，P層的厚度應小于電子的擴散長度。這樣一來，光子也可能穿透 P區(qū)到達N區(qū)，在那里激發(fā)出電子-空穴對;這收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系管理員刪除精品文檔些先生載流子被結電場分離后，空穴流入 P區(qū)，電子流入N區(qū)，在結區(qū)兩邊產生勢壘。這就是光生伏特效應。硅光電二極管的結構和工作原理與硅光電池相似，不同的地方是：就制作襯底材料的摻雜濃度而言，光電池較高，約為10161019原子數(shù)/厘米3,而硅光電二極管摻雜濃度約為10121013原子數(shù)/厘米3;光電池的電

18、阻率低，約為 0.10.01歐姆/厘米，而硅光電二極管則為 1000歐姆/厘米，光電池在零偏置下工作，而硅光電二極管在反向偏置下工作；一般說來光電池的光敏面面積都比硅光電二極管的光敏面大得多，因此硅光電二極管的光電流小得多，通常在微安級。PIN光電二極管因有較厚的I層，因此具有以下四點優(yōu)點：.使PN結的結間距離拉大，結電容變小。目前PIN光電二極管的結電容一般為零點幾到幾個微微法，響應時間tr=13ns,最高達 0.1ns。.由于內建電場基本上全集中于I層中，使耗盡層厚度增加，增大了對光的吸 收和光電變換區(qū)域，量子效率提高了。c)增加了對長波的吸收，提高了長波靈敏度，其響應波長范圍可以從0.4

19、1.1 印。d)可承受較高的反向偏壓，使線性輸出范圍變寬。收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系管理員刪除精品文檔光敏電阻的特點(1)產生光電變換的部位不同。光敏電阻不管那一部份受光，受光部份的電導率 就增大；(2)光敏電阻沒有極性，工作時可任意外加電壓。(3)光敏電阻的光電導效應主要依賴于非平衡載流子的產生與復合運動，時間常數(shù)較大，頻率響應較差；有些結型光電器件，如光電三極管、雪崩光電二極管等有較大的內增益作 用，因此靈敏度較高，也可以通過較大的電流。光敏電阻在使用時的注意事項：1)當用于模擬量測量時，因光照指數(shù)丫與光照強弱有關，只有在弱光照下光電流與入射光通量成線性關系；2)用于光度量測試儀器時，必須

20、對光譜特性曲線進行修正，保證其與人眼的光譜光視效率曲線符合；3)光敏電阻的光譜特性與溫度有關，溫度低時，靈敏范圍和峰值波長都向長波方向移動，可采取冷卻靈敏面的辦法來提高光敏電阻在長波區(qū)的靈敏度。4)光敏電阻的溫度特性很復雜，電阻溫度系數(shù)有正有負。5)光敏電阻頻帶寬度都比較窄，在室溫下只有少數(shù)品種能超過1000Hz。6)設計負載電阻時，應考慮到光敏電阻的額定功耗，負載電阻值不能很小。收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系管理員刪除精品文檔7）進行動態(tài)設計時，應意識到光敏電阻的前歷效應.光電倍增管的工作原理如下圖所示：光子透過入射窗口入射在光電陰極 K上；光電陰極受光照激發(fā)，表面發(fā)射光電子；光電子被電子光學系

21、統(tǒng)加速和聚焦后入射到第一倍增極D1上，倍增極將發(fā)射出比入射電子數(shù)目更多的二次電子。入射電子經(jīng) N級倍增極倍增后，光電子 數(shù)就放大N次。經(jīng)過倍增后的二次電子由陽極 P收集起來，形成陽極光電流Ip,在負載RL 上產生信號電壓V0。光電三極管工作原理分析收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系管理員刪除精品文檔當光照在集電結的基極區(qū)時產生電子 一空穴對，由于集電結反向偏置, 而使內電場增加。這樣當電子擴散到結區(qū)時，很容易漂移到集電極中去。在 基極留下的空穴，促使基極對發(fā)射極的電位升高，更有利于發(fā)射極中的電子 大量經(jīng)過基極而流向集電極，從而形成光電流。這一原理與晶體三極管的工 作方式一致。隨著光照增加，光電流也隨之

22、增加。這里集電極實際上起到了 兩個作用，可用圖加以說明。pi光電三極管工作原理分析攝像管的作用及分類攝像管是把按空間光強分布的光學圖像記錄并轉換成視頻信號的成像裝置。按光電變換形式攝像管基本上分為兩類：一類是利用外光電效應進行光電轉換 的攝像管，稱光電發(fā)射型攝像管，也簡稱攝像管，如下圖所示。這一類攝像管 有：二次電子導電攝像管和硅靶攝像管等。光電發(fā)射型攝像管屬于微光攝像， 其增益和靈敏度很高，可工作在亮度較低的場合。另一類是利用內光電效應進行光電轉換的攝像管，統(tǒng)稱為光電導型攝像管，也 稱為視像管，如下圖所示。視像管按光導靶的結構又可分為光電導（注入）型和PN結（阻擋）型兩種。光電導型采用光電導

23、材料，如硫化睇（ Sb2s3） 管；PN結型管采用結型材料，有氧化鉛（PbO）管、硅靶管和異質結靶管等收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系管理員刪除精品文檔與真空攝像器件相比固體成像器件有以下優(yōu)點：體積小，重量輕，功耗低；耐沖擊，可靠性高，壽命長；無象元燒傷、扭曲，不受電磁場干擾；SSPD的光譜響應范圍從0.251.1??；對近紅外線也敏感；CCD也可做成紅外敏感型；(4)象元尺寸精度優(yōu)于1pm,分辨率高；(5)可進行非接觸位移測量；(6)基本上不保留殘象(真空攝像管有 15%20%的殘象)。視頻信號與微機接口容易。固定閾值法二值化處理電路9-3固定閾值法二值化處理電路收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系管理員刪除

24、精品文檔圖9-3為典型的固定閾值法二值化處理電路。圖中電壓比較器的 力”輸入端接 能夠調整的固定電位Utho由電壓比較器的特性可知，當輸入光電信號的幅值 高于固定電位Uth時，比較器的輸出為高電平，即為1;當光電信號的幅值低 于閾值電位Uth時，不管其值如何接近于Uth,其輸出都為低電平，即為0。 受光源的不穩(wěn)定影響較大，需要對光源進行穩(wěn)定處理，或應用在控制精度要求 較低的場合。初始化將程序所用的內存地址空間及數(shù)據(jù)格式等內容確定，軟件中用計算機允許的用戶地址編寫同步控制器的有關指令。如用 2F1H地址設置A/D數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，2F3H寫系統(tǒng)所要采集的數(shù)據(jù)量，2F5H判斷N個數(shù)據(jù)的轉

25、 換工作是否已經(jīng)完成？完成，程序將向下執(zhí)行，用 2F4H讀取N個8位數(shù)。讀 完后程序結束或返回收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系管理員刪除精品文檔圖9-25數(shù)據(jù)采集流程圖用C語言程編寫單元光電信號 A/D數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的序如下:include include main()(int ready=0;unsigned char resul A0;outportb(0 x2F3,20); 設定 N=20 inportb(0 x2F1); 啟動AD ,完成采集系統(tǒng)的復位while(1)收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系管理員刪除精品文檔(ready= inportb(0 x2F5);ready = ready&0 x0

26、1;if (ready = = 1)break;/查詢AD轉換完否result = inportb(0 x2F4); 讀數(shù)據(jù)printf( n fesult:%d，result);微分法實現(xiàn)的二值化處理方法值鼬鵬一闞/-翻械I *雌牖*酚螭2）恒轉發(fā).二敢 一圖宣好法原理收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系管理員刪除精品文檔9-9微分法二值化電路工作波形圖9-12所示為邊沿送數(shù)法二值化數(shù)據(jù)采集計算機接口電路的原理方框圖。工作脈沖波形如圖9-13所示CCD便質信號 o我據(jù)總戰(zhàn)DB做存卷2計費辱圖9-12邊沿送效法二值化數(shù)據(jù)采集電路原理方框圖收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系管理員刪除精品文檔 TOC o 1-5

27、h z SH-I I、1 Fc|1理值電罕、%CC模嗷號 f）一二二化出| 圖943邊沿送效法二值化數(shù)據(jù)果集電路工作波形如果硅光電池的負載為Rl,畫出它的等效電路圖，寫出流過負載 II的電流方程及Uoc、Isc的表達式，說明其含義（圖中標出電流方向）硅光電池的工作原理和等效電路為下圖:1kq * L 訪 lL1 ,則有SNR p1 Ps2 Pn宜接探測系統(tǒng)不能改善信噪比!依據(jù)圖提供的結構和脈沖電壓圖說明 CCDfe荷轉移的過程t1 t213 t4收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系管理員刪除精品文檔（1）在tl時刻，如高電位，仙、加低電位。止匕時小1電極下的表面勢最大， 勢阱最深。假設此時已有信號電荷（電子）注入，則電荷就被存儲在小 1電極下 的勢阱中。（2）t 2時亥ij,必、如為高電位，（H為低電位，則小1、M下的兩個勢阱的空阱 深度相同，但因小1下面存儲有電荷，則小1勢阱的實際深度比小2電極下面的勢阱 淺，小1下面的電荷將向小2下轉移，直到兩個勢阱中具有同樣多的電荷。（3）t 3時刻，小2仍為高電位，小3仍為低電位