光电探测与信号处理复习总结华科资料

1、1光电探测(tnc)与信号处理复 习 总 结共二十八页第一部分 光电探测器的物理(wl)基础 2（第1章，第2章）共二十八页1. 光电效应(un din xio yng)和热电效应3各种效应的原理(yunl)、特点各种效应的比较典型的代表器件 重点掌握：共二十八页（1）光电效应(un din xio yng)内光电效应：不发射电子(dinz) 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：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

2、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。 共二十八页2）光生伏特(ft)效应 51）光电导效应(xioyng) 本征光电导效应非本征（杂质）光电导效应扩散和漂移3）光子牵引效应 4）光磁电效应 内光电效应：共二十八页（2）热电效应(r din xio yng)电阻(dinz)温度效应温差电效应热释电效应 6 入射光与材料的晶格相互作用，晶格吸收光能而增加振动能量，引起材料的温度上升，从而使材料电学参量发生变化。特点：光谱范围宽、无选择性 共二十八页7(a)(b)(4)(PE-Photo Emission)(PMT-PhotoMultiplier Tube

3、 )(PC-Photoconductive)(PV-Photo Voltaic )(SBDSchottky Barrier Photo Diode)(PEM-photo electromagnetic)(photon drag effective )(Bolometer )Positive Temperature Coefficient (seebeck effect )Pyroelectric sensor(MCP-Microchannel Plates )(Dynode )(APDAvalanche Photo Diode)thermocouples & thermopileNegativ

4、e Temperature CoefficientSolar cell（photocell）Photo Diodephotoconductor(image intensifiers )共二十八页8（1）辐射(fsh)度量和光度量的对照表2.掌握和应用辐射度量(dling)（光度量(dling)）单位及相互换算共二十八页9 Km683 lm/W ，亦称光功当量(dngling)（2）光谱效率函数V（）、光谱光视效能(xionng)Km的定义及应用共二十八页103. 黑体辐射(fsh)定律（1）普朗克定律：黑体光谱辐射出射度Meb（，T ）是黑体温度T和波长(bchng)的函数Meb(,T)共二十

5、八页(2) 斯忒藩-波尔兹曼辐射(fsh)定律11(3) 维恩位移(wiy)定律(m)Wcm-2.m-1共二十八页（1） 有关(yugun)响应方面的性能参数 响应率单色响应率积分响应率频率响应(pn l xin yn)率响应时间和上限频率量子效率12电压响应率电流响应率4. 光电探测器的性能参数 共二十八页（2）有关(yugun)噪声方面的参数 13噪声(zoshng)种类信噪比（SN）噪声等效功率(NEP)探测率D与比探测率D*NEP（500，400，1）黑体D*(T，f，1)单色D*(，f，1)共二十八页第二部分(b fen) 光电探测器14（第3章第7章）共二十八页1 光电子发射(fs

6、h)探测器15（1）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(shj)及使用（3）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）、低噪声、高电压（正负电压使用特点）、适用微弱信号检测等共二十八页2 PC器件(qjin) 16（1） 器件工作(gngzu)原理：内增益特性、灵敏度表示（2）三种偏置电路特点（3）工作条件（偏压、无极性）（4）工作波段、响应频率共二十八页3 PV器件(qjin) 17（1）结合pn结工作原理，掌握PV器件的伏安工作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，掌握其在增益

7、和频率响应(pn l xin yn)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（4）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PC器件的特点（电路工作条件、灵敏度、频率响应等方面） 共二十八页4 热电探测器 18（1）掌握三种热电效应所代表的器件工作(gngzu)原理、结构（2）掌握器件特点热电偶：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、频率特性热释电器件：掌握只能测交变信号的原因共二十八页5 成像器件(qjin) 19（1） CCD注入、存储(cn ch)、转移、输出的原理。线阵CCD工作原理及波形图（单沟道或双沟道）。（2）CMO

8、S工作原理。与CCD的比较。共二十八页6 探测器性能(xngnng)比较单元光电探测器的性能及应用比较光谱(gungp)响应范围频率特性外加偏压探测率20共二十八页21(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 )Positive Temperature Coeff

9、icient (seebeck effect )Pyroelectric sensor(MCP-Microchannel Plates )(Dynode )(APDAvalanche Photo Diode)thermocouples & thermopileNegative Temperature CoefficientSolar cell（photocell）Photo Diodephotoconductor(image intensifiers )共二十八页7 光电探测器的偏置(pin zh)22重点恒流型（饱和型）伏安曲线类型的相对应的器件的偏置(pin zh)计算掌握直流计算方法共二

10、十八页第三部分(b fen) 光电信号处理23（第10章）共二十八页24一、光电探测器的放大电路（1）放大器的 EnIn噪声模型（2）放大器的噪声系数F（各种表达式）（3）最佳(zu ji)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（5）低噪声前放的选用共二十八页25二、微弱信号检测（1）掌握以相关器为核心的锁定放大器的工作原理、结构和输出特性锁定放大器的抑噪机理相关器的工作原理（不同(b tn)谐波、不同(b tn)波形）（2）同步积分器的原理（3）取样积分器的原理共二十八页第四部分 光学信号(xnho)的调制与变换26（第8章第9章）共二十八页271. 调制的基本概念 广义调制和二次调制2. 调制方法AM，PM，FM3.相干探测原理（与普通外差区别，波前匹配工作条件），与直接探测比较4. 典型应用：利用光的特性参数（频率、相位、振幅(zhnf)）来进行测量的实例。共二十八页内容摘要1。第一部分 光电探测器的物理(wl)基础。（第1章，第2章）。(PV-Photo Voltaic )。(MCP-Microchannel Plates )。(APDAvalanche Photo Diode)。(APDAvalanche Photo Diode)。（1）辐射度量和光度量