光电子技术及应用复习补充.doc

光电子技术及应用 考试时间：第14周上午10:00 地点：4A206考试重点在第7章，第9章，第11章，第5章（少部分）特别注意上次作业布置的11章那个图，以及老师在课堂上勾画的几个图45、雪崩原理如下：进入耗尽区内的光生电子被雪崩电场加速，获得很高的动能。与晶格上的原子发生冲击、碰撞而使原子电离，产生出新的电子-空穴对。新空穴又被雪崩电场反向加速而获得很高的动能，在途中再次与晶格上的原子发生碰撞并使原子电离，产生出又一个新电子-空穴对。新生的电子又被雪崩电场反向加速，上述过程反复进行，使PN结内的电流急剧增大。46、光热探测器中特别是作为10.6m激光探测有着广阔的发展前途。47、阻值随温度而变化的半导体材料电阻器，称为热敏电阻。 48、 光电探测器的基本功能就是把入射到探测器上的光功率转换为相应的光电流。 49、 光电探测器的平方律特性包含两层含义：其一是光电流正比于光电场振幅的平方；其二是电输出功率又正比于入射光功率的平方。 50、 若(si /ni) 1，则有输出信噪比近似等于输入信噪比的一半51、光频外差探测基于两束光波在光电探测器光敏面上的相干效应，所以光频外差探测也常常称为光波的相干探测。52、图像是由空间变化的光强信息所组成，所以图像探测器必须能感受到空间不同位置的光强变化，即成像。 53、把空间图像信号转换为按时序变化的电信号的过程称为扫描。 54、固体像探测器(SSIS)主要有三种类型：一种是电荷耦合器件(CCD)，第二种是MOS像探测器，又称自扫描光电二极管阵列(SSPD)，第三种是电荷注入器件(CID)。目前前两种用得比较多。55、收集在势阱中的“电荷包”的大小与入射光的照度成正比，使光信号转换为电信号。56、电荷注入方法有电注入和光注入两种CCD图像传感器。它有 线阵列和 面阵列两种结构。#第9章 光辐射的调制、器件及技术1、要用激光作为信息的载体，就必须解决如何将信息加载到激光上去的问题，这种将信息加载于激光的过程称为调制，完成这一过程的装置称为调制器。其中激光称为载波，起控制作用的低频信息称为调制信号。2、根据调制器与激光器的关系，实现激光束调制的方法可以分为内调制(直接调制)和外调制两种。【内调制】指加载信号是在激光振荡过程中进行的，以调制信号改变激光器的振荡参数，从而改变激光器输出特性以实现调制。内调制主要用在光通信的注入式半导体光源中。【外调制】指激光形成之后，在激光器的光路上放置调制器，用调制信号改变调制器的物理性能，当激光束通过调制器时，使光波的某个参量受到调制。光束调制按调制的性质可分为调幅、调频、调相及强度调制等。 3、在进行激光束振幅调制之后，激光载波的振幅Ac不再是常量，而与调制信号成正比。 4、强度调制是光载波的强度(光强)随调制信号规律而变化的激光振荡。 5、脉冲调制是用间歇的周期性脉冲序列作为载波，使载波的某一参量按调制信号规律变化的调制方法。6、脉冲编码调制是把模拟信号先变成电脉冲序列，进而变成代表信号信息的二进制编码，再对光载波进行强度调制。 要实现脉冲编码调制，必须进行三个过程：取样、量化和编码。 7、电光调制就是根据光波在电光晶体中的传播特性实现光束调制。利用电光效应可实现强度调制和相位调制。8、KDP晶体横向电光调制的主要缺点是存在自然双折射引起的相位延迟。9、声光调制器是由声光介质、电-声换能器、吸声(或反射)装置、驱动电源等组成。10、声光调制是利用声光效应将信息加载于光频载波上的一种物理过程。11、声光调制最大的调制带宽(f)m近似等于声频率fs的一半。12、M1值越大，声光材料制成的调制器所允许的调制带宽越大。 13、磁光调制与电光调制、声光调制一样，也是把要传递的信息转换成光载波的强度(光强)等参数随时间的变化。 第11章 光纤传感器简介1、光纤传感是利用外界因素使光在光纤中传播的光参数发生变化，从而对外界因素进行测量的技术。2、光纤具有许多独特的性能，第一个特性是具有很好的传光能力；第二个特性是带宽范围宽；第三个特性是光纤本身是一个敏感元件。3、光损失可以是由于以下因素而引起：透射、反射、微小弯曲或吸收、散射、荧光等。4、光纤弯曲后，少部分能量会转化为包层模式能量，通过测量包层模式的能量或芯模能量的变化就能测量外界物理量。5、有四种干涉仪结构：马赫-泽德尔、王尔逊、法布里-玻罗和赛格纳克干涉仪，其中马赫-泽德尔和赛格纳克干涉仪分别在水听器和陀螺上应用非常广泛。 6、相位检测技术中相位差为90时，灵敏度最高；相位差为0时，灵敏度最低。相位差从90 0改变时，灵敏度也逐渐减小，引起被称为衰减的现象。 7、影响微小弯曲(微弯)损耗的参数包括光纤的数值孔径、芯径、纤芯与包层的直径比以及光纤的变形周期。图11.1.1 强度调制光纤传感器图11.1.2 相位调制光纤传感器激光扫描法原理图如下图所示。激光束经过透镜1后被反射镜反射，由于同步位相马达的转动而形成扫描光束。扫描光束经过透镜1后变成平行的扫描光束，平行扫描光在扫描过程中被工件遮挡。光束经过透镜2后被位于焦平面上的探测器D接收，得到一个随时间变化的光电信号。再经过后续的信号处理电路，就可以得出工件直径的测量值。 由于同步马达是匀速转动的，转速为m，所以平行扫描光束的扫描角速