光电子技术复习题(一)

1、A超声波频率低，B超声波频率高，C超声波频率低，D超声波频率低，4. 红外辐射的波长为d A 100-280nm5. 激光具有的优点为相干性好、亮度高及B 380-440 nm C 640-770 nmD 770-1000 nm色性好B单色性好C吸收性强b A 多D吸收性弱6能发生光电导效应的半导体是cA本征型和激子型B 本征型和晶格型C本征型和杂质型D本征型和自由载流子型7.光敏电阻的光电特性由光电转换因子描述，在强辐射作用下A. =0.5B. =1C.=1.5D.=28.电荷耦合器件分A A线阵CCD和面阵CCD B线阵CCD和点阵CCD C面阵CCD和体阵CCD体阵CCD和点阵CCD9.

2、 光通亮©的单位是C A焦耳J B 瓦特W10. 硅光二极管主要适用于A紫外光及红外光谱区C流明Im D坎德拉cdDB可见光及紫外光谱区C可见光区D可见光及红外光谱区一.单项选择题1. 光电转换定律中的光电流与BA温度成正比B光功率成正比C 暗电流成正比 D 光子的能量成正比2. 发生拉曼一纳斯衍射必须满足的条件是A光波平行声波面入射，声光作用长度短光波平行声波面入射，声光作用长度短光波平行声波面入射，声光作用长度长 光束与声波面间以一定角度入射，声光作用长度短3. 光束调制中，下面属于外调制的是ABDD电光强度调制A声光调制B电光波导调制 C 半导体光源调制13. 光视效能K为最大

3、值时的波长是 AA. 555nm14. 可见光的波长范围为C A 200 300nm B 300 380nm C 380 780nmD 780 1500nm15. 电荷耦合器件的工作过程主要是信号的产生、存储、传输和A计算 B 显示 C检测 D输出16. 辐射通亮© e的单位是B 焦耳J B瓦特W C每球面度W/Sr D 坎德拉cd光在大气中传播，将会使光速的能量衰减，其主要因素来源于按照声波频率的上下以及声波和光波作用长度的不同，声光相互作用可以分为 格衍射两种类型。1.2.3. CCD的工作过程就是产生存储传输大气衰减、大气湍流效应检测 的过程。拉曼拉斯衍射和布喇4.实现脉冲编码

4、调制，必须进行三个过程： 调幅、调频、调相、强度调制。8. CCD的根本功能为电荷存储抽样量化编码电荷转移补电磁波谱：按照波长或频率的顺序把电磁波排列成图表。1. 色温P9:在规定两波长处具有与热辐射光源的辐射比率相同的黑体的温度。补大气窗口：对于某些特点的波长，大气呈现岀极强的吸收.根据大气的这一特性，把近红外分成八个区段， 将透过率较高的的波段称为大气窗口。2. 半波电压：当光波的两个垂直分量 Ex' ,Ey '的光程差为半个波长相应的相位差为180度时所需要加的 电压。3. 内调制：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 岀特性

5、以实现调制。4. 光电发射效应：在光照下，物体向外表以外的空间发射电子即光电子的现象。光电发射效应条件：波长nm=1240/E eV5. 非平衡载流子：光辐射照射端电压为u的半导体，如果波长满足如下条件，Eg是禁带宽度，Eg是杂质能带宽度。那么光子将在其中激发新的载流子电子和空穴，这就使半导体中的载流子浓度在原来平衡值上 增加了一个量n和p,新增的局部半导体物理中叫非平衡载流子。6. 视场光阑：安置在物平面或者像平面上限制成像范围的光阑。7. 吸收比：被物体吸收的能量与入射的能量之比。P7&辐照度：在辐射接受面上的辐射照度 Ee定义为照射在面元上的辐射通量d与该面元的面积dA之比。P4

6、11. 反射比：反射的能量与入射能量之比。P712. 辐射能Qe J：以辐射能形式发射或传输的电磁波紫外，可见光和红外辐射能量。P313. 光子效应：单个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。P714. 温差电动势：当两种不同的配偶材料金属，半导体两端并联熔断时，如果两个接头的温度不同，并联回路就产生电动势，即温差电动势。P12715. 光束漂移：16. 光通量：17. 视见函数：通过对标准光度观察者的实验测定，在辐射频率540 X 10 Hz =555nm处，K有最大值，其值为 Km=683lm/W 而当 >555nm 时，V <1;=555nm时，V =1。 P61

7、9. 热噪声：光电探测器本质上可用一个电流源来等价，即它有一个等效电阻R,电阻中自由电子的随机热碰撞运动将在电阻器两端产生随机起伏电压，称为热噪声。P13620. 冷阻补暗电流：CCD成像器件在既无光注入又无电注入情况下的输出信号称暗信号，即暗电流。P185四、简答题1. 何为大气窗口 ？简单分析光谱位于大气窗口内的光辐射的大气衰减因素。对某些特定的波长，大气呈现岀极为强烈的吸收。光波几乎无法通过。根据大气的这种选择吸收特性，一 般把近红外区分成八个区段，将透过率较高的波段称为大气窗口。大气中N2、O2分子虽然含量最多约 90%，但它们在可见光和红外区几乎不表现吸收，对远红外和微波段 才呈现出

8、很大的吸收。因此，在可见光和近红外区，一般不考虑其吸收作用。大气中除包含上述分子外，还 包含有He, Ar，Xe，03, Ne等，这些分子在可见光和近红外有可观的吸收谱线，但因它们在大气中的含量 甚微，一般也不考虑其吸收作用。只是在高空处，其余衰减因素都已很弱，才考虑它们吸收作用。H2O和CO2 分子，特别是H2O分子在近红外区有宽广的振动-转动及纯振动结构，因此是可见光和近红外区最重要的吸 收分子，是晴天大气光学衰减的主要因素。2. 解释半波电压。半波电压由晶体的那些参数决定？当光波的两个垂直分量 b，日的光程差为半个波长相应的相位差为时所需要加的电压，称为半波电压。3什么是光束的直接调制？

9、请解释其中的脉冲编码调制过程？直接调制就是内调制，内调制是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，从而改变激光器输岀特性，以实现调制。数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM pulse code modulation丨，即脉冲编码调制。抽样过程将连续时间模拟信号变为离散时间、 连续幅度的抽样信号，量化过程将抽样信号变为离散时间、离散幅度的数字信号，编码过程将量化后的信号编码成为一个二进制码组输出。这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生。 简单说就是模/数转换.4光热效应的特点有哪些？探测元件吸收光辐射能量后，并不直接引起

10、内部电子状态的变化，而是把吸收的光能转化为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升， 温度上升是探测元件的电学性质或其他物理性质发生变化。光热效应对光波频率没有选择性，其速度比拟慢。光热效应有温差电效应、热释电效应。5选用光敏电阻应当注意什么？1用于测光的光源光谱特性必须与光敏电阻的光敏特性匹配2要防止光敏电阻受杂散光的影响3 要防止是光敏电阻的电参数电压、功耗超过允许值4根据不同用途，选用不同特性的光敏电阻。6实际工作中，如何得出光电池的开路电压和短路电流值？如何操作？P1467材料对光激发的波长阈值要求至少应满足什么条件？8研究光电导弛豫时间的实际意义是什么？光敏电阻受到脉冲光照射时，光电流

11、并不立刻上升到最大饱和值，而光照去掉后，光电流也并不立刻下降到零。这说明光电流的变化对于光的变化，在时间上有一个落后，这就是光电导的弛豫现象。响应时间又分为 上升时间t1和下降时间t2，上升时间t1是指光敏电阻受到脉冲光照射时，其相对灵敏度上升到其最大值 的63%时所经过的时间，下降时间 t2是指光敏电阻在去掉脉冲光照射时，其相对灵敏度下降到其最大值的 37%寸所经过的时间。9如何解释光电导光谱分布中短波方向光电导下降现象？10试述用光敏电阻检测光的原理。11. 简述激光器的组成及各组成局部的作用。组成：工作物质、泵浦源、谐振腔。作用：工作物质：在这种介质中可以实现粒子数反转。泵浦源鼓励源：将

12、粒子从低能级抽运到高能级态的装置。谐振腔：1使激光具有极好的方向性沿轴线。2增强光放大作用延长了工作物质。3使激光具有极好的单色性选频。12. 解释光波在大气中传播衰减的因素。13何为大气湍流效应，大气湍流对光束的传播产生哪些影响？14何谓帧时、帧速？二者之间有什么关系？15.选用光电探测器的一般原那么。用于测光的光源光谱特性必须与光电探测器的光谱响应特性匹配；考虑时间响应特性；考虑光电探测器的线性特性等。17.请说明光电检测装置由哪些局部组成，并对各局部输出信号类型进行说明。18请说明光的根本度量中光度量与辐射度量两种单位制的区别，说明它们的换算关系。19什么是半导体材料的本征吸收？20.

13、光电发射效应与光电导效应相比有什么区别？21. 如何改善光敏电阻的时间响应特性？22光电池作为探测器件时，有哪些特点，可用于哪些方面?23. 如何解释光电导光谱分布中短波方向光电导下降现象？24. 试述用光敏电阻检测光的原理。五. 判断说明题1对本征半导体来说，导带的电子和价带的空穴是相等的。g较大的材料。3. 使用热电偶测温度时，测试系统须加外电源。4. 光电耦合器件易受外界光的干扰。5. 光电二极管一般在反偏压下工作。六. 应用、计算题1 .设在半径为RC的圆盘中心法线上，距盘圆中心为I。处有一个辐射强度为I e的点源S,如下列图。试计算该点源发射到盘圆的辐射功率。2. cdse光敏电阻最

14、大功耗 P=40mw光电导灵敏度 SgX 10-6/Ix，暗电导go=O,给光 敏电阻加偏压为20V,问入射cdse光敏电阻的极限照度为多少lx?23. 光电倍增管GD126型的光电阴极面积 Ak=2cm阴极灵敏度Sk=20卩A/lm,电流 放大倍数 G=105，阳极额定电流la=200卩A。求允许的最大光通量及光照度 E。入卩m时，1w=683lm4一支氦氖激光器，发射出波长为6328X 10划的激光，e* = 5mw投在屏幕上的光斑直径为0.1m,其光照度为多少？入= 6328 X 10_ 10m时，V入Vs=616m/s, n=2.35 , f s=10MHz o m试估算发生拉曼-纳斯衍射所允许的最大晶体长度Lmax=?5.光电倍增管GD126型的光电阴极面积 人=2亦阴极灵敏度Sk=20卩A/lm,电流 放大倍数Gm=105，阳极额定电流la=200卩A。求允许的最大光通量及光照度