光电测试复习提纲.doc

光电测试技术复习提纲在老师的提纲中的修改，仅供参考一、填空（35分，1分/空）1. 光学变换与光电转换是光电测量的核心部分。2. 光波波长在10nm-1nm之间，光波频率在3*1011-3*1016Hz,可见光波长380-780nm3. 人类社会赖以生存的三大基础要素是物质、能量和信息。4. 光以电磁波或粒子形式传播能量，光能量传播过程称为光辐射。5. 信息技术包括电子信息技术、光学信息技术和光电信息技术等。6. 光度的基本参量大都与光源所辐射的波长有关。7. 在远距离测量中，大气分子的光吸收、光散射将严重影响的测量范围。8. 人眼对各种波长光的相对灵敏度，称为光谱光视效能或视见函数。9. 显微光学系统一般由物镜、目镜、照明系统组成，一些现代显微仪器中常通过摄像器件获取物镜所形成的像。10. 显微镜分辨力计算的两个准则，是瑞利判据和道威判据。11. 在选择光源的时候，为了最大限度地利用光能，应选择光谱功率分布的峰值波长与光电器件的灵敏波长相一致。11.光在同一种介质中传播时，若传输过程中无能量损失，则光能传输的任一表面亮度相等，即亮度守恒。12. 在选择光源时，为了最大限度的利用光能，应选择光谱功率分布的峰值与光电器件的灵敏波长相一致。13. 热辐射光源有：太阳光、白炽灯、卤素灯等。14.光辐射的稳定性是光源出射光的功率或频率保持随时间恒定不变的能力。15.光源的颜色是由光谱能量分布决定的。16.电致发光按激发条件分为高电场激发的电致发光和半导体注入式电致发光。17.在电场作用下使半导体的电子与空穴复合而发光的器件称为半导体发光器件，通常称为LED。18.根据工作性质的不同，激光器分为固体激光器、气体激光器和半导体激光器。19.激光器要实现光的受激发射，必须具有激光工作物质、激励能源和光学谐振腔三大要素。20.光电探测器件工作的物理基础是光电效应。21.光谱灵敏度随波长的变化关系称为光谱响应。22.光电器件的响应落后于作用光信号的特性称为惰性。23.噪声等效功率定义为光电器件输出信号电压的有效值等于噪声方均根电压值时的入射光功率24.我们将噪声等效功率NEP的倒数定义为光电器件的探测度，作为衡量光电器件探测能力的一个重要指标。25.若入射光辐射的光子能量足够大，它和金属或半导体材料中的电子相互作用的结果使电子从物质表面逸出，在空间电场的作用下会形成电流，称为 光电发射效应。26.半导体材料的光电发射可用电子亲和势描述。27.倍增系统是决定光电倍增管灵敏度最关键的部分。28.光电导效应是非平衡载流子效应，因此存在一定的弛豫现象，即光电导材料从光照开始到获得稳定电流需要一定时间。30产生光电发射的最低频率，即阈值频率，与材料的属性有关，与入射光强无关。31.光电倍增管由光窗、光电阴极、电子光学系统、电子倍增系统和阳极五个主要部分组成。32由于光敏二极管的结电容很小，所以它的频率响应很高，带宽可达100kHz。33PIN光敏二极管的结构特点是在P型半导体和N型半导体之间夹着一层很厚的本征半导体，其最大特点是频带宽。34.倍增管的接地方式有两种，即阴极接地或阳极接地。35.光敏电阻的时间特性与工作前“历史”有关的一种现象称为前历效应。36.光生伏特效应是指光照固体，尤其是半导体时，使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象。37.光电位置器件是一种连续的模拟式光斑位置检测器件。38.光伏器件的各种参量差不多都与温度有关，但其中受温度影响最大的是暗电流。39.半导体中的载流子是带负电的电子和带正电的空穴。40.光敏二极管基本都是加反向电压工作的。41.光伏器件的噪声主要是电流散粒噪声和电阻的热噪声。42.热电探测器与外界的热交换，主要有辐射交换和热传导两种形式。43.热电探测器件可分为温差电偶、热敏电阻和热释电器件等。44 CCD是以处于非热平衡状态下的势阱来进行电荷的存储和转移的。45.光调制器件的工作基础是物质对外来作用产生的各种物理效应，例如：电光效应、声光效应、磁光效应。二 基本概念掌握1. 光电信息技术是使电子学与光学浑然一体的技术，是有关光与电子转换及其应用的技术。2. 照度是投射到单位面积上的光通量，即接收光的面上单位面积被辐射的光通量。3. 光通量是发光强度为IV的光源在单位立体角内的辐射通量。4. 黑体是对各种波长的电磁辐射的吸收率恒等于1的理想温度辐射体。5. 发光效率是在给定的波长范围内，某一光源所发出的光通量与产生该光通量所需要的功率P之比，称为该光源的发光效率。6光电倍增管是一种建立在光电子发射效应、二次电子发射效应和电子光学理论基础上，能够将微弱光信号转换成光电子并获倍增效应的真空光电发射器件。7. 在光源辐射光的空间某一截面上，将各方向发光强度矢量的端点连线，就得到该光源在该截面的发光强度曲线，称为配光曲线。8温差电效应是组成闭合回路的两种导体或半导体的两个接点置于不同温度中时产生的温差电动势及连续热电流，其方向和大小决定于接点温差和电极材料。9. 光伏效应是指光照固体，尤其是半导体时，使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象。三 重点难点问题的理解1. 光电检测电路的设计要求1）光电转换能力强；2）动态响应速度快；3）信号检测能力强；4）稳定性、可靠性好。2. 光度学余弦定理描述了光辐射在半球空间内照度的变化规律：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。如下图所示：，所以。3. 由于大气湍流作用，使光辐射在传播过程中随机地改变其光波参量，出现在光束截面内的光强闪烁、光束弯曲和漂移、光束弥散畸变以及相干性退化等现象，这些统称为大气湍流效应。4. 激光光源的特点1）单色性好： 激光谱线宽度很窄，即波长变化范围很小，单色性很好，2）方向性好：普通光源大都是均匀地照向四面八方，照射距离有限。而激光发散角很小，照射距离远；3）亮度高：比普通光源的亮度高上百万倍；4）相干性好：由于单色性和方向性好，相干性也非常好。5. 好的光电发射材料应具备以下几个基本条件1）对光的吸收系数大；2）光电子由体内向表面运动过程中能量损失小；3）材料的逸出功要小；4）要有一定的电导率，以便能够通过外电源补充因光电发射所失去的电子。6. 温差热电偶的工作原理是基于塞贝克效应。当两种不同的导体或半导体材料构成闭合回路时，如果两个结点的温度不同，则在两个结点间可产生温差电动势，这个电动势的大小和方向与该结点处两种不同的导体的材料的性质和两结点处的温度有关。如果把这两种不同的导体材料接成回路，当两个接头处温度不同时，回路中产生电流。这种现象称为温差电效应或塞贝克效应。产生热电流的电动势称为温差电动势或塞贝克电动势。7. 光在同一种介质中传播时，若传输过程中无能量损失，则光能传输的任一表面亮度相等，即亮度守恒。8. LED即半导体发光器件，由两个半导体P型和N型半导体加中间一个阻挡层组成，当两端加上正向电压时，N区电子越过P-N结而进入P区，并与P区的空穴相结合。由于场致激发使载流子由低能级跃迁到高能级，而高能级电子不稳定，总要回到稳定的低能级，从而释放光子，即半导体发光。LED的主要优点是低功耗、长寿命、体积小坚固耐用、抗冲击和启动快。9. 简述光源和照明系统选择时需考虑哪些问题；1）光源的光谱能量分布特性；2）光度特性；3）发光面的形状