光源选择的基本要求有哪些

1、光源选择的基本要求有哪些 ？答：源发光的光谱特性必须满足检测系统的要求。按检测的任务不同，要求的光谱范围也有所不同，如可见光 区、紫外光区、红外光区等等。有时要求连续光谱，有时又 要求特定的光谱段。系统对光谱范围的要求都应在选择光源 时加以满足。光对光源发光强度的要求 。为确保光电测试系统的正常工作，对系统采用的光源的发光强度应有一 定的要求。光源强度过低，系统获得信号过小，以至无法正 常测试，光源强度过高，又会导致系统工作的非线性，有时 还可能损坏系统、待测物或光电探测器，同时还会导致不必 要的能源消耗而造成浪费。因此在设计时，必须对探测器所 需获得的最大、最小光适量进行正确估计，并按估计来

2、选择 光源。对光源稳定性的要求 。不同的光电测试系统对光源的稳定性有着不同的要求。通常依不同的测试量来确 定。稳定光源发光的方法很多，一般要求时，可采用稳压电 源供电。当要求较高时，可采用稳流电源供电。所用的光源 应该预先进行月化处理。当有更高要求时，可对发出光进行 采样，然后再反馈控制光源的输出。对光源其他方面的要求。光电测试中光源除以上几条基本要求外；还有一些 具体的要求。如灯丝的结构和形状；发光面积的大小和构成； 灯泡玻壳的形状和均匀性；光源发光效率和空间分布等等， 这些方面都应该根据测试系统的要求给以满足2、光电倍增管的供电电路分为负高压供电与正高压供电，试说明这两种供电电路的特点，举

3、例说明它们分别适用于哪种情况？答：采用阳极接地，负高压供电。这样阳极输出不需要 隔直电容，可以直流输出，一般阳极分布参数也较小。可是 在这种情况下，必须保证作为光屏蔽和电磁屏蔽的金属筒距 离管壳至少要有1020mm，否则由于屏蔽筒的影响，可能 相当大地增加阳极暗电流和噪声。如果靠近管壳处再加一个 屏蔽罩，并将它连接到阴极电位上，则要注意安全。 采用正高压电源就失去了采用负高压电源的优点，这时在阳 极上需接上耐高压、噪声小的隔直电容，因此只能得到交变 信号输出。可是，它可获得比较低和稳定的暗电流和噪声3、在微弱辐射作用下，光电导材料的光电灵敏度有什么特 点，？为什么要把光敏电阻制造成蛇形？答：在

4、微弱辐射下，光电导材料的光电灵敏度是定值， 光电流与入射光通量成正比，即保持线性关系。因为产生高增益系数的光敏电阻电极间距需很小（即tdr 小）,同时光敏电阻集光面积如果太小而不实用，因此把光敏电阻 制造成蛇形，既增大了受光面积，又减小了极间距。1、为什么结型光电器件在正向偏置时，没有明显的光电效应？它必须在那种偏置状态？为什么？答：因为p-n结在外加正向偏压时，即使没有光照，电 流也随着电压指数级在增加，所以有光照时，光电效应不明 显。p-n结必须在反向偏压的状态下，有明显的光电效应产 生，这是因为p-n结在反偏电压下产生的电流要饱和，所以 光照增加时，得到的光生电流就会明显增加。二论述光电

5、检测系统的基本构成，并说明各部分的功能。1、下面是一个光电检测系统的基本构成框图：（1）光源和照明光学系统：是光电检测系统中必不可少的 一部分。在许多系统中按需要选择一定辐射功率、一定光谱 范围和一定发光空间、分布的光源，以此发出的光束作为载 体携带被测信息。（2）被测对象及光学变换 ：这里所指的是上述光源所发出 的光束在通过这一环节时，利用各种光学效应，如反射、吸 收、折射、干涉、衍射、偏振等，使光束携带上被检测对象 的特征信息，形成待检测的光信号。光学变换通常是用各种 光学元件和光学系统来实现的，实现将被测量转换为光参量（振幅、频率、相位、偏振态、传播方向变化等）。3）光信 号的匹配处理：

6、这一工作环节的位置可以设置在被检测对象 前面，也可设在光学变换后面，应按实际要求来决定。光信号匹配处理的主要目的是为了更好地获得待测量的信息，以 满足光电转换的需要。（4）光电转换：该环节是实现光电检测的核心部分。其主要作用是以光信号为媒质，以光电探测器为手段，将各种经待测量调制的光信号转换成电信号（电流、电压或频率），以利于采用目前最为成熟的电子技术进行信号的放大、处 理、测量和控制等。（5）电信号的放大与处理 ：这一部分主要是由各种电子线 路所组成。光电检测系统中处理电路的任务主要是解决两个 问题：实现对微弱信号的检测；实现光源的稳定化。（6）存储、显示与控制系统 ：许多光电检测系统只要求

7、给出待测量的具体值，即将处理好的待测量电信号直接经显示 系统显示。2、在“反向偏置”电路中，有两种取得输出电压U0的方法：一种是从负载电阻 Rl上取得电压U。,另一种是从二极管两端 取得电压 U。叙述两种方法的特点及它们之间的联系。 （10 分）O1 U°I放大Rlia)<HiUo!放大zZkT2b)（1）对于图a）所示的电路，光电信号是直接取出的，即U0=IlR_，而对于b）图，光电信号是间接取出的，U0=Url lR_;（2 ）两种电路输出的光电信号电压的幅值相等，但相位是相反的；（3）这两种方法只适合照射到PN结上的光强变化缓慢和恒定光的情况，这时光电二极管 的结电容不起

8、作用，二极管本身的串联电阻很小，实际上可 以略去不计。（4）当二极管的光电流与暗电流接近时，光电信号难以取出，因此，运用反偏法检测微弱的恒定 光时不利的。3、如果硅光电池的负载为Rl，画出它的等效电路图，写出流过负载lL的电流方程及U°c、lsc的表达式，说明其含义（图 中标出电流方向）。（12分硅光电池的工作原理和等效电路为下图：（a）光电池工作原理图（b）光电池等效电路图（c）进一步简化从图（b）中可以得到流过负载 Rl的电流方程为:I"D=ip-is0（eqV/KT-1）2E-is0（eqV/KT-1）（1）其中，SE为光电池的光电灵敏度， E为入射光照度，©是反 向饱和电流，是光电池加反向偏压后出现的暗电流。当i = 0时，Rl = g（开路），此时曲线与电压轴交点的电 压通常称为光电池开路时两端的开路电压，以V°c表示，由 式（1）解得：Voc =轧