光电技术复习总结

1、1光电探测与信号处理光电探测与信号处理复复 习习 总总 结结 23l各种效应的原理、特点各种效应的原理、特点l各种效应的比较各种效应的比较l典型的代表器件典型的代表器件 重点掌握：重点掌握：内光电效应：内光电效应：不发射电子不发射电子 被光激发所产生的载流子（自由电子或空穴）仍在物质内部运动，使物质的电导率发生变化或产生光生伏特的现象。外光电效应：外光电效应：发射电子发射电子 被光激发产生的电子逸出物质表面，形成真空中的电子的现象4 光子直接与物质中的电子作用，引起电子运动状态的改变，从而使物体的电学性质改变。特点：光子与材料中的电子直接作用，使电子的能态发生改变，光谱响应有选择性。 51）光

2、电导效应光电导效应 )(/24. 1)(0eVEmi)(/24. 1)(0eVEmg电阻温度效应电阻温度效应温差电效应温差电效应热释电效应热释电效应 6特点：光谱范围宽、无选择性特点：光谱范围宽、无选择性 7(a)(b)(4)(PE-Photo Emission)(PMT-PhotoMultiplier Tube )(PC-Photoconductive)(PV-Photo Voltaic )(SBDSchottky Barrier Photo Diode)(PEM-photo electromagnetic)(photon drag effective )(Bolometer )Positi

3、ve Temperature Coefficient (seebeck effect )Pyroelectric sensor(MCP-Microchannel Plates )(Dynode )(APDAvalanche Photo Diode)thermocouples & thermopileSolar cell（photocell）Photo Diodephotoconductor(image intensifiers )8（1 1）辐射度量和光度量的对照表）辐射度量和光度量的对照表2.掌握和应用辐射度量（光度量）单位及相互换算掌握和应用辐射度量（光度量）单位及相互换算9)(,

4、VKemv103. 黑体辐射定律黑体辐射定律) 1() 1(2),(/51/52,2TckThcebecehcTM(2) 斯忒藩-波尔兹曼辐射辐射定律11(3) 维恩位移定律维恩位移定律04eb,ebT)d,(TMM4282345KWm1067. 5152chkTm2898(m)5155,e102862. 1TbTMmb Wcm-2.m-1响应率响应率单色响应率单色响应率积分响应率积分响应率频率响应率频率响应率响应时间和上限频率响应时间和上限频率量子效率量子效率12VsVsII13噪声种类噪声种类信噪比（信噪比（SN）噪声等效功率噪声等效功率(NEP)探测率探测率D与比探测率与比探测率D*NS

5、NSdBIIIINSlg20lg10)(22NSNEPe/PVVNEPDns/1或琼斯)(/*121WHzcmfAPVVDdNS1415（1）掌握光电倍增管组成及工作原理）掌握光电倍增管组成及工作原理（2）掌握光电倍增管外部电路的设计及使用）掌握光电倍增管外部电路的设计及使用（3）掌握光电发射器件的特点：使用波段、内增）掌握光电发射器件的特点：使用波段、内增益（与什么有关）、灵敏度高（用什么表示）、益（与什么有关）、灵敏度高（用什么表示）、低噪声、高电压（正负电压使用特点）、适用微低噪声、高电压（正负电压使用特点）、适用微弱信号检测等弱信号检测等16（1） 器件工作原理：内增益特性、灵敏度表示

6、器件工作原理：内增益特性、灵敏度表示（2）三种偏置电路特点）三种偏置电路特点（3）工作条件（偏压、无极性）工作条件（偏压、无极性）（4）工作波段、响应频率）工作波段、响应频率17（1）结合）结合pn结工作原理，掌握结工作原理，掌握PV器件的伏安工作器件的伏安工作曲线及对应的工作状态（零偏、反偏）曲线及对应的工作状态（零偏、反偏） （2）PN、PIN、APD管的工作原理、结构和特点，管的工作原理、结构和特点，掌握其在增益和频率响应方面的比较。掌握其在增益和频率响应方面的比较。（3）光电池的工作原理、与普通光电二极管的比较）光电池的工作原理、与普通光电二极管的比较（4）光电三极管的工作原理，与光电

7、二极管的比较）光电三极管的工作原理，与光电二极管的比较（5） PV器件相比器件相比PC器件的特点（电路工作条件、器件的特点（电路工作条件、灵敏度、频率响应等方面）灵敏度、频率响应等方面）18（1）掌握三种热电效应所代表的器件工作原理、结构）掌握三种热电效应所代表的器件工作原理、结构（2）掌握器件特点）掌握器件特点热电偶：开路电压和温度的关系、频率特性热电偶：开路电压和温度的关系、频率特性测辐射热计：金属和半导体；波长特性、频率特性测辐射热计：金属和半导体；波长特性、频率特性热释电器件：掌握只能测交变信号的原因热释电器件：掌握只能测交变信号的原因19（1） CCD注入、存储、转移、输出的原理。注

8、入、存储、转移、输出的原理。线阵线阵CCD工作原理及波形图工作原理及波形图（单沟道或双沟道）（单沟道或双沟道）。（2）CMOS工作原理。工作原理。与与CCD的比较。的比较。单元光电探测器的性能及应用比较单元光电探测器的性能及应用比较光谱响应范围光谱响应范围频率特性频率特性外加偏压外加偏压a)a)探测率探测率2021(a)(b)(4)(PE-Photo Emission)(PMT-PhotoMultiplier Tube )(PC-Photoconductive)(PV-Photo Voltaic )(SBDSchottky Barrier Photo Diode)(PEM-photo elec

9、tromagnetic)(photon drag effective )(Bolometer )Positive Temperature Coefficient (seebeck effect )Pyroelectric sensor(MCP-Microchannel Plates )(Dynode )(APDAvalanche Photo Diode)thermocouples & thermopileSolar cell（photocell）Photo Diodephotoconductor(image intensifiers )22重点恒流型（饱和型）伏安曲线类型的相对重点恒流

10、型（饱和型）伏安曲线类型的相对应的器件的偏置计算应的器件的偏置计算掌握直流计算方法掌握直流计算方法2324一、光电探测器的放大电路一、光电探测器的放大电路（1）放大器的放大器的 EnIn噪声模型噪声模型（2）放大器的噪声系数）放大器的噪声系数F（各种表达式）（各种表达式）（3）最佳源电阻（噪声匹配）及匹配方法）最佳源电阻（噪声匹配）及匹配方法（4）多级放大器的噪声系数及设计考虑）多级放大器的噪声系数及设计考虑（5）低噪声前放的选用）低噪声前放的选用NnsoptIER222222222201nssnnnsnsnivnsnERIEEEEKEEF25二、微弱信号检测二、微弱信号检测（1）掌握以相关器为核心的）掌握以相关器为核心的锁定放大器的工作原理、锁定放大器的工作原理、结构和输出特性结构和输出特性锁定放大器的抑噪机理锁定放大器的抑噪机理相关器的工作原理（不同谐波、不同波形）相关器的工作原理（不同谐波、不同波形）（2）同步积分器的原理）同步积分器的原理（3）取样积分器的原理）取样积分器的原理26271. 调制的基本概念调制的基本概念 广义调