光电传感技术题目

第一章可见光光子的能量范围为（ ）光的本质是物质，它具有粒子性，又称为光量子或光子。光子具有动量与能量，并分别表示为p与E。表示pe通常所说的光学区域或光学频谱包括：红外线（ ）、可见光（ m）和紫外线（ nm）o一种是物理的（ ）度量方法，与之相对应的为（ ）度量参数，它适用于整个电磁辐射谱区域，对辐射量进行物理计量。另一种是从人眼生理（ ）上对辐射量进行计量，以辐射对人脑的刺激程度进行辐射计量，称之为（ ）。只适用于（ ）的可见光谱区。为了描述显示器的每个局部面元在各个方向的辐射能力，最适合的辐射度量是（）A辐射照度 B辐射强度C辐射出度 D辐射亮度)Im/Wo在波长（ ）nm处，K*有最人值，其数值为K'm=)Im/WoTOC\o"1-5"\h\z标准钩丝灯的光视效能为（ ）Im/W点光源在给定方向的立体角dQ内发射的辐射通量称为（ ）将辐射量转换为光度量可通过（ ）（ ）发射辐射能量两种形式：（ ）（ ）照体的吸收系数为（ ），发射系数也为（ ）（ ）年基尔霍夫提出并引入到热力学中斯特藩一一玻耳兹曼定律:维恩位移定律：黑体的峰值光谱辐出度例1-2若可以将人体作为黑体，正常人体温的为36.50, （1）试计算正常人体所发出的辐射出射度为多少W/m2?（2）正常人体的峰值辐射波长为多少|im?峰值光谱辐射出射度为多少？（3）人体发烧到38囹时峰值辐射波长为多少？发烧时的峰值光谱辐射出射度又为多少？TOC\o"1-5"\h\z非照体包括（）和（ ）。单位时间内流过的辐射能量称为（ ）。单位为瓦。能够反映物体辐射能力的物理量为（0 ）,即单位面积向半球面空间发射的辐射通量，单位为（ ）点辐射源在给定方向上发射的在单位立体角内的辐射通量称为（ ），单位（）。光源表面某一点处的面元在给定方向上的辐强度除以该面元在垂直于给定方向平面上的正投影面积得到（ ）。照射在面元dA上的辐射通量与该面元的面积之比为 （ ）单位为（ ）。绝缘体 半导体 金属电阻率Eg发生本征吸收的条件是（）能量必须人于半导体的禁带宽度Eg,激子吸收（ ）改变半导体的导电特性。半导体的光电效应与入射辐射通量的关系为：在弱辐射作用的情况下是（ ）的，随着辐射的增强，线性关系变坏，当辐射很强时变为（ ）关系。外光电效应公式：第一早2014年的诺贝尔物理学奖授予了口本物理学家赤崎勇、天野浩和口裔美籍物理学家中村修二以表彰他们在（ ）LED上所作的研究。发光二极管是一种注入电致发光器件，它由P型和N型半导体组合而成。其发光机理常分为（ ）发光（ ）发光两种。开启电压：工作电流：LED发射光谱的峰值波长由（ ）决定。例如GaAs红外发光二极管的禁带宽度在室温下为（）eV,发光峰值波长为（ ）m。对异质结发光二极管，禁带宽度由元素的组分量决定，如GaAsl-xPx,最佳组分x=0.4,发光峰值波长为（ ）Pm。改变组分量x可以改变发光峰值波长。LED特点（5）世界上第一台激光器是（ ）激光器粒子数反转方法：固体激光器：气体激光器：半导体激光器：激光的特点（4）同质结激光器和单异质结激光器室温时多为（ ），而双异质结激光器室温时可实现（ ）工作。半导体激光器与氨氛激光器各有其优势，总结如下：半导体激光器对比于氨氛激光器的主要优势在于：（5）而氫氛激光器相对于半导体激光器的主要优势在于：（3）有关半导体对光的吸收的作用机制中？（ ）可以改变半导体的导电特性。海水可以视为灰体，300K的海水与同温度的黑体比较（ ）相同实验测得的He-Ne激光谱线：实验中测得的澳鸽灯谱线实验中测得的澳鸽灯谱线实验中测得的荧光灯谱线常用的卤鸭灯有（）灯和（ ）灯。氛灯可以分为（ ）毎灯（ ）毎灯（）毎灯体放电灯具有以下特点：(4)汞灯分类：（特点:长弧毎灯、短弧氛灯、脉冲毎灯。光谱。钩丝白炽灯的光谱为光谱。除激光光源外,亮度最高，口除激光光源外,亮度最高，口J作为固体激光器的泵浦光。TOC\o"1-5"\h\z光谱最接近太阳光的光源是 ? ,aA.白炽灯B丄ED灯 C•氤灯D•低压汞灯如果采用发射激光接收回波的方法来探测水下目标，应该使用的激光器为—？ 滋'A.氮氛激光器B.二氧化碳激光器C.半导体激光容D.固体激光器 ■） ]•第三章半导体对光的吸收（5）半导体对光的吸收中，哪种吸收可以改变半导体的导电特性？（2）半导体的光电效应与入射辐射通量的关系为：在弱辐射作用的情况下是（ ）的，随着辐射的增强，线性关系变坏，当辐射很强时变为（ ）关系。光敏电阻的基本结构（3）（）光敏电阻是最常见的光敏电阻，它的光谱响应特性最接近人眼光谱光视效率，CdS光敏电阻的峰值响应波长为（ ）um,CdSe光敏电阻为（ ）Um,光电导探测器总的响应时间由探测器（ ）决定，与外接负载电阻人小无关。光敏电阻的主要噪声有（ ）（ ）（0 ）如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中A为发光仪器，B为水平传送带，由电动机带动做匀速直线运动。R1为光敏电阻，R2为定值电阻，Rl、R2串联在电路中，电源电压保持不变.每当传送带上有易拉罐挡住由A射向R1的光线时，R1的电阻值就增人，计数器就计数一次。贝I」：（1）当传送带上有易拉罐挡住由A射向R1的光线时，定值电阻R2两端的电压将 。（填“变大”、“变小”或“不变”）光敏电阻符号：电级距离下降光电导灵敏度（ ）照相机的自动测光选用的光敏电阻？火灾的探测？可工作在近红外波段的探测器？2・5设某光敏电阻在lOOlx的光照下的阻值为2KQ,且已知它在90^1201x范围内的y=0.9o试求该光敏电阻在1101X光照下的阻值？在如图所示的偏置电路，电源电压12V,Rb为820欧，Re为3.3「欧，晶体管的放人倍率不小于80,稳压二极管输出电压为4V,光照度为40lx时输出电压为6V,80lx为8V（设光敏电阻在30~100lx之间的丫不变）。试求：1）输出电压为7V时的照度为多少？2）该电路的电压灵敏度为多少2・6己知某光敏电阻在5001X的光照下的阻值为550Q,在7001X的光照下的阻值为450Q。试求该光敏电阻在5501X和6ooix光照下的阻值？rlnninnnrn2・2同一型号的光敏电阻来讲，任不同光照度下和不同的环境温度下，其光电导灵敏度和时间常数是否相同?为什么？在照度相同而温度不同时情况又会如何？第四章光电导效应：本征吸收或杂质吸收光改变电导率，（ ）导电，内光电效应。光生伏特效应：光入射使PN结产生电势差，（ ）导电，内光电效应。（ ）器件：微弱辐射的探测能力强、光谱响应范I制宽。（ ）器件：暗电流小、噪声低、响应速度快、光电特性的线性受温度的影响小。2APX: 2CWG:2DZX: 2BUX:光敏二极管（photodiode）可分为以P型硅为衬底的（）型与以N型硅为衬底的（）型两种结构形式。（ ）二极管是最简单、最具有代表性的光生伏特器件，其中，（ ）二极管为最基本的光生伏特器件。1）在PN结区内产生的光生载流子渡越结区的时间，称为（）时间记为Tdr；2）在PN结区外产生的光生载流子扩散到PN结区内所需要的时间，称为（）时间记为tP：3）由PN结电容Cj和管芯电阻Ri及负载电阻RL构成的RC（）时间tRC。主要原因是：第二象限：（ ）模式第三象限：（ ）模式光电二极管这个区域重要意义！！反向偏压可以减小载流子的渡越时间和二极管的极间电容，有利于提高器件的响应灵敏度和响应频率。第四象限：（ ）模式光电池 工作区域影响PN结硅光敏二极管时间响应的主要因素是（ ）光电导效应是由于本征吸收或杂质吸收光改变电导率，属于多数载流子导电。（）光生伏特效应是由于光入射使PN结产生电势差，属于少数载流子导电。（）光生伏特器件与光电导器件相比具有响应速度快，微弱辐射探测能力强的优点。（）光电导器件在强光和弱光的照射情况下光电灵敏度相同。（）光生伏特器件必须工作在反向偏置情况下才能正常工作。（）PN结光敏二极管与PIN光敏二极管比较，哪项特性提高了？雪崩光敏二极管与PIN光敏二极管比较，哪项特性提高了？PIN光敏二极管：全名：APD:PIN:PSD：PMT：APD内增益：偏置电压要保证光敏晶体管的发射结处于（）偏置，而集电结处于（）偏置。如何提高光敏晶体管时间响应（1）（2）光敏晶体管主要应用于（ ）（ ）。光电池是一种（ ）偏置电压就能把光能直接转换成电能的PN结光电器件，按光电池的例牛2己知某光电三极管的伏安特性曲线如图4・42所示。当入射光通量为正弦调制量4＞匕入=55+40sinatlm时，今要得到5V的输出电压，试设计该光电三极管的变换电路，并画出输入输出的波形图，分析输入与输出信号间的相位关系。图442光电三极管反偏电昭输III特性3.17选择最适当的答案填入括号•中用光电注测址某离速转轴（15000r/min）的转速时，最好选用日）为光电接收器件。A.PMT B.CdS光敏电阻C.2CR42硅光电池D.3DU型光电三极管若要检测脉宽为lFs的光脉冲，应用选（耳）为光电变换器件。A.PIN型光电二极管B.3DU型光电三极管C.PN型光电二极管D.2CR11硅光电池硅光电池在（［）偏置时，其光电流与入射辎射琏有良好的线性关索，且动态范围较大。A•恒流B•自偏當C•零伏偏置D•反向偏置硅光电池在（I）情况下，有最大的功率输岀A•开路B.自偏理C.零伏偏观D•反向偏宜3.7光生伏特器件有几种偏置电路？各有什么特点?第五章光电发射器件是基于（ ）效应的器件。光电倍增管是基于哪种光电效应的光电器件？（ ）光电发射过程：（1）（2）（3）截止波长公式：（）型：包括真空光电管、充气光电管。（ ）型：光电倍增管、变相管、像增强器和真空电子束摄像管等。真空光电管优点：缺点：光电倍增管是一种真空光电发射器件，它主要由（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）等部分组成。光电倍增管的原理⑴⑵⑶糾光阴极作用：（1） （2）(3)电子光学系统作用（1）(2)光电倍增管按倍增极结构可分为（1＞阴极灵敏度公式：2＞阳极灵敏度怫化链：二次电子发射系数6：:电流放人倍数（增益）：）型与（）型两种。

光电探测器件中喑电流最低的器件O影响暗电流的主要因素：为什么光电倍增管不但要屏蔽光，还要屏蔽电和磁?光电倍增管的噪声主要由）噪声和（）噪声组成。衰老:疲劳:非聚焦型光电倍增管有（）型与（）式两种结构。光电倍增管的噪声主要由）噪声和（）噪声组成。衰老:疲劳:非聚焦型光电倍增管有（）型与（）式两种结构。聚焦型有（）两种结构。聚焦型有（例：如果PMT（GDB-235）的阳极最大输出电流为2mA,增益为1.02x105,试问阴极面上的入射光通量不能超过多少Im?例：设入射到PMT上的最人光通量为4>v=12xlO-6lm左右，当采用GDB-235型倍增管为光电探测器，已知它的倍增级数为8级，SK=40uA/lm,若要求入射光通量在6xl0-6lm时的输出电压幅度不低于0.2V,试设计该PMT的变换电路。若供电电压的稳定度只能做到0.01%,试问该PMT变换电路输出信号的稳定度最高能达到多少？

第六章有两块材料制成的热敏电阻.A有两块材料制成的热敏电阻.A为半导体材料.B为白金，当温度升高.则两种材料的电阻将（ ）A、 Ra变小；Rb变小B、 Ra变大；心变大C、 Ra变小：％变大D、 R*变大；心变小下列哪种光电探测器不具有波长选择性 （A）光敏二极管 （B）热敏电阻（C）光敏电阻 （D）光电池热电俱测■的是冷端和热端间的温差•（ ）几个或几十个热电偶串联起来构成热电堆。（ ）电阻变化一温差电动势-电极化变化-电阻变化一温差电动势-电极化变化-体积膨胀一一般把金属热电阻称为 而把半导体热电阻称为一般把金属热电阻称为 而把半导体热电阻称为热敏电阻及特点：（5）光电效应：热效应：热敏电阻温度系数为正的原因第七章固体摄像器件主要有三大类：0于（ ）年由美国贝尔实验室（BellLabs）的维•博伊尔（WillardS.Boyle）和乔治•史密斯（GeorgeE.Smith）发明。势阱内吸收的光电子数量与入射光势阱附近的光强成（）比。一个势阱所吸收集的若干个光生电荷称为一个电荷包。每一个光敏单元（MOS电容）的电子势阱收集根据光照强度而产生的光生电子，每个势阱中收集的电子数与光照强度成（）比。电荷包存储在半导体与绝缘体之间的界面，并沿界面进行转移，称为（）沟道CCD（）。以电荷包存储在离半导体表面一定深度的体内，并在半导体体内沿一定方向进行转移，称为（）沟道或（）沟道CCD（）。Ccd分类（1）按结构（2）（2）按光谱（4）为什么称为电荷耦合器件？特性参数（7））是选择CCD器件的主要依据。被测玻管的尺寸为4）20mm,光学系统的放人率为0.8倍，则波管的像人小为（1）（ ）mmo

被测玻管的壁厚测量精度要求为土0.05mmo它在像面上对应的精度为土0.04mm根据CCD测量灵敏度的要求，0.04mm要人于（ ）个CCD光敏像素的空间尺寸。第八章将光电信号转换成"0"或“1”数字量的过程称为光电信号的（ ）处理。光电信号的二值化处理分为（ ）光电信号的二值化处理与（ ）信号的二值化处理。例如光电二极管阵列，线、面阵CCD的输出信号属于（ ）信号单元光电信号的二值化处理（2））阈值二值化处理电路。）（））阈值二值化处理电路。）（）DAQ设备用于测量信号的三个主要组成部分为（（）声卡的技术参数主要有两个：（第九章红外波段可以分为近红外（ ），短波红外（ ），中波红外（ ）,长波红外 ），甚长波红外（ ）和远红外（ ）。（ ）（ ）接近于可见光波段，工作在（ ）（ ）范围的成像系统可以是完全被动的，按红外辐射与探测器的作用方式，主要分为（ ）探测器和（）探测器。按照工作温度，可以分为（ ）探测器和（ ）型探测器。按照敏感元的数量，可以分为（ ）探测器、（ ）探测器、以及（ ）探测器第十章测量值必须包括：（ ）（ ）测量的分类：按测量方式通常可分为：（ ）（ ）例：用二等标准压力计测量某压力，测得值为9000.2N/cm2,若一等标准压力计测量值为9000.5N/cm2,二等标准压力计的测量误差为？误差分类表示形式（2）性质特点（3）用某电压表测量电压，电压表的示值为226V,查该表的检定证书，得知该电压表在220V附近的误差为5V,被测电压的修正值为一5V,则修正后的测量结果为（ ）某被测电压为100伏左右，现有0.5级、量程为300伏和1.0级、量程为150伏两块电压表，问选用哪一块合适？检定一只2.5级、量程