?一、名词解释
1.像素：指构成图像的最?小?面积单位，具有?一定的亮度和?色彩属性。
2.分辨率：指单位?面积显?示像素的数量。
3.点距：荧光屏上两个临近的同?色的荧光点的直线距离，即两个红?色（或绿?色、蓝?色）像素单元之间的距离。
4.明适应：从?黑暗环境到明亮环境变化的逐渐习惯过程，称为明适应。其时间快，仅需1min即可完成。
5.暗适应：从明亮环境到?黑暗环境变化的逐渐习惯过程，称为暗适应。其时间?长，40min达到最?大灵敏度。前10min进?行很快。其关键是视紫红质在?人眼的合成。
6.视觉惰性：在外界光的作?用下，感光细胞内敏感物质经过曝光染?色过程是需要时间的，响应时间约40ms；当外界光消失后，亮度感觉还会残留?一段时间，约100ms。?人眼的这?一特性称为视觉惰性。
7.三基?色：可以混合出任意颜?色的三个确定的相互独?立的基?色。分别是波?长700nm，光通量1lm的红光R；波?长546.1nm，光通量为4.95lm的绿光G；波?长435.8nm，光通量为0.06lm的蓝光B。
8.对?比度：指画?面上最?大亮度和最?小量度之?比。
9.灰度：指画?面上亮度的等级差别。
10.数据率：指在?一定时间内，?一定速度下，显?示系统能将多少单元的信息转换成图形或?文字并显?示出来。
11.?色温：表?示光源光谱质量最通?用的指标。光源的辐射在可?见光区和绝对?黑体的辐射完全相同时，此时?黑体的温度就称为此光源的?色温。
12.显?色指数：光源对物体的显?色能?力称为显?色指数。
13.场频：垂直扫描频率即屏幕垂直刷新率，常以Hz为单位，表?示屏幕的图像每秒钟重复描绘多少次，也就是指每秒钟屏幕刷新的次数。
14.?行频：?水平扫描频率，指电?子枪每秒钟在屏幕上扫过的?水平线数。单位?一般是KHz。
15.电光效应：通过电学?方法，产?生光变化的现象称为液晶的电?气光学效应，简称电光效应。
16.液晶：在某?一温度范围内，从外观看属于具有流动性的液体，同时?又具有光学双折射性的晶体。
17.亮度：垂直于传播?方向单位?面积（S*cosθ）上的发光强度称为亮度，符号为L，单位为cd/m2。
18.光照度：单位发光?面积（S）上所接受的光通量称为光照度，符号为E，单位为勒克斯（lx）。
19.扫描：?文字及图像画?面都是由?一个个称为像素的点构成的，使这些点顺次显?示的?方法称为扫描。
20.发光?二极管：注?入?一定电流后，电?子与空?穴不断流过PN结或与之类似的结构?面，并进?行?自发复合产?生辐射光的?二极管半导体器件。
21.价带：电?子填满的最?高能带。
22.导带：电?子未填满的最低能带。
23.禁带：不存在电?子的能带。
24.带隙：导带的最低点和价带的最?高点的能量之差。
25.电致发光：通过加在两电级的电压产?生电场，背电场激发的电?子碰击发光中?心，?而引致电?子在能级间的跃迁、变化、复合导致发光的?一种物理现象。
26.有机发光?二极管：是?一种基于有机材料的，通过正负载流?子注?入有机半导体薄膜后复合产?生发光的电流型半导体发光器。
27.等离?子体：由部分电?子被剥夺后的原?子及原?子被电离后产?生的正负电?子组成的离?子化?气体状态物质。
28.光波调制：改变载波的振幅、强度、频率、相位、偏振等参数使之携带信息的过程。
29.激光：通过受激发射的放?大光。
30.?色温：光源的辐射在可?见区和绝对?黑体的辐射完全相同时，此时?黑体温度就称为此光源?色温。
31.激光投影显?示：由激光射出的光束，经过光学处理后，成像投影?至屏上。
32.电致变?色：施加电压后物质发?生氧化还原反应使颜?色发?生可逆性的变?色现象。
33.场致发射显?示器件：即场致发射阵列平板显?示器。
34.电泳显?示：悬浮于液体中的电荷粒?子在外电场的作?用下定向移动并附着在电极上的现象。
?二、专业术语中英?文全称
缩写英?文全称中?文全称CRT cathode ray tube阴极射线管
LCD liquid crystal display液晶显?示器
TN twisted nematic扭曲向列
STN super twisted nematic超扭曲向列
TFT thin ?lm transistor薄膜晶体管
CCFL cold cathode ?uorescent lamps冷阴极荧光灯
HDTV high de?nition television?高清晰度电视
LED light emitting diode发光?二极管
FPD?at panel display平板显?示器
LCM liquid crystal display module液晶显?示模组
I/P interlaced scanning/progressive scanning隔?行扫描/逐?行扫描OLED organic light emitting diode有机发光?二极管PWM pulse-width modulation脉宽调制
EL electro luminescence电致发光
ITO indium tin oxides铟锡?金属氧化物
PDP plasma display panel等离?子体显?示器Laser light ampli?cation by stimulated emission of radiation通过受激发射的放?大光YAG yttrium aluminiturm garnet钇铝?石榴?石
LPD laser projection display激光投影显?示器
LDT laser display technology激光显?示技术
LD laser diode激光?二极管
ECD electro chromism device电致变?色显?示器
FED?eld emission display场致发射显?示器
EPD electro phoretic display电泳显?示器
DLP digital light procession数字光处理
1.?人眼对波?长在380~780 nm范围内的电磁波产?生颜?色感觉；其中在较亮环境中，?人眼最敏感的光波?长为555 nm，颜?色是绿?色。
2.不引起闪烁感觉的最低重复频率称为临界闪烁频率。
3.当两种颜?色混合得到?白光时，这两种颜?色称为互补?色。
4.颜?色的三要素：亮度、?色调、饱和度。其中，?色调和饱和度合称?色度。
5.根据液晶分?子的排列结构可将液晶分为向列项、胆甾相和近晶向三种。其中，LCD所?用的结构为向列项和胆甾相。
6.液晶显?示系统常?用背光源有CCFL、LED、EL。
7.CRT核?心部件有：电?子枪、偏转线圈、荫罩、荧光粉层、玻璃外壳。
8.??目前国际上主要采?用的三种彩?色电视制式为：NTSC、PAL、SECAM。
9.液晶显?示器驱动?方式有：静态驱动、简单矩阵驱动、有源矩阵驱动、光束扫描驱动。
10.已知三基?色亮度为R、G、B，则NTSC制式的电视中，由三基?色合成的彩?色光的亮度为
Y=0.299R+0.587G+0.114B
（注：PAL制式为Y=0.222R+0.70G+0.071B）
11.OLED的发光过程通常包括的五个阶段分别为：①在外加电场下载流?子的注?入、②载流?子的迁移、③载流?子的复合、④激?子的迁移、⑤电致发光
12.等离?子体显?示器单元的发光过程分为四个阶段：①预备放电、②开始放电、③放电发光与维持发光、④消去放电
13.根据电流?工作?方式的不同，PDP可分为①直流电PDP（DCPDP）、②交流电PDP（ACPDP）两种
14.在CRT、LCD、LED、PDP、ECD?几种显?示技术中，属于被动显?示的是LCD、ECD
15.激光显?示的特点是：①?高?方向性（?高定向性）和空间相干性。②单?色性和时间相干性。③?高亮度和光?子简并度。
16.电泳显?示的?工作原理：通过翻转或流动的微粒?子来使像素变亮或变暗。
1.根据显?示原理，光电显?示器件有哪些分类？
答：可分为：CRT、VFD、GDD、LCD、PDP、LED、FED、ECD、LPD、EPD、PLZT等。
2.简述?人眼的视觉原理。
答：?人眼由瞳孔、?角膜、虹膜、晶状体和视??网膜等组成。?角膜?用于承担视??网膜上成像所需光线折射；虹膜紧贴晶状体中?心有?一个瞳孔，?用于调节进?入眼睛的光通量。晶状体?用于调节焦距，以便在视??网膜上成不同距离景物的像，视??网膜上分布有杆状和锥状细胞。
3.简要说明?黑?白CRT的基本结构与?工作原理。
答：?黑?白CRT主要由圆锥形玻壳、玻壳正?面?用于显?示的荧光屏、封?入玻壳中?用于发射电?子束的电?子枪系统和位于玻壳之外控制电?子束偏转扫描的磁轭器件四部分组成。电?子束经第?一控制栅极的视频信号调制，后经加速与聚焦后，?高速轰击荧光屏上的荧光粉，荧光体发出可?见光。最后通过偏转磁轭控制电?子束，在荧光屏上从上到下，从左到右依次扫描，从?而将被摄图像或?文字显?示。
4.描述彩?色光的三个基本参量是什么？各是什么含义？
答：①亮度：各种颜?色的光对?人眼所引起的视觉强度。
②?色调：表?示颜?色区分彼此特性，不同波?长的光辐射在物体上所表现颜?色不同。
③饱和度：表?示颜?色光所呈现的颜?色深浅程度。
5.分别说明CRT与LCD显?示器的特点，并进?行?比较。
答：CRT：价格低、响应速度快，视?角宽、寿命?长、显?示版本灵活。
LCD：低压微功耗、平板型结构、被动显?示型、显?示信息量?大、易于彩?色化、?无电磁辐射、?长寿命。
6.简要画出LCD的典型构造截?面图，并进?行说明。
答：
7.简述扭曲向列效应显?示器件和超扭曲向列液晶显?示器?工作原理的差别。
答：STN和TN?工作原理?大致相同。不同的是液晶分?子的配向处理和扭曲?角度；即STN必须做配向处理，使液晶分?子与基板表?面的初期倾斜?角增加，此外STN中会加?入微量胆?石醇使其旋转?角增?大。
8.简述发光?二极管的基本结构。
答：由透明环氧树脂封装、LED芯?片、有发射碗的阴极杆、引线架、阳极杆、拱形?支架组成。
9.简述等离?子体显?示屏的基本结构。
答：①后玻璃板结构：在后玻璃板上有寻址电极，其上覆盖?一层电介质。红绿蓝彩?色荧光粉分别排列在不同的寻址电极上，不同荧光粉?用壁障相间。
②前玻璃板结构：在玻璃板上成对制作有扫描和维持电极，其上覆盖着?一层电介质，MgO保护层覆盖在电极上。前后玻璃板拼装，封?口，并充?入低压?气体，在两玻璃板间放电。
10.简要说明等离?子体显?示单元的发光原理，并与CRT发光原理?比较。
答：PDP像素类似微?小氖灯管。像素位于?水平与垂直电极交叉点，两电极上加?足够的电压可使?气体电离发出紫外光。紫外光轰击涂在显?示单元中的红绿蓝荧光粉就会发出红绿蓝光。改变RGB三种?色光的合成?比例可得到任意?色彩。PDP与CRT都为荧光粉轰击发光，区别在于PDP是紫外光轰击?而CRT是电?子轰击。
11.说明三?片式LCD或3-LDC投影显?示的?工作原理。
答：3-LCD利?用三?片LCD板对应R、G、B三?色，灯泡产?生的?白光被分解为R、G、B三?色。每种颜?色光路不同，导致每种光亮度不同，?而产?生?色彩的不均匀性。
12.?比较CRT、LCD、PDP的优劣。
答：CRT 的优点是亮度?高，响应快，分辨率?高，扫描?方式简单；缺点是体积?大，驱动电压?高。 LCD 的优点是功耗低，驱动电压低，有记忆功能；缺点是响应速度慢，视?角?小。
PDP 的优点是显?示亮度?高，?色彩还原性好，视?角?大，响应速度快；缺点是与CRT 相?比彩?色发光效率低，与LCD 相?比驱动电压?高、功耗?大。
13.说明ELD 和FED 的基本原理。
答：电致发光ELD 基本原理：电场在ZnS 颗粒内呈?非均匀分布，当施加电压时，ZnS 界?面上会产?生?高于平均电场的电场强度，电?子在电场作?用下通过隧道效应注?入ZnS 内，与空?穴复合，产?生发光。 场致发射FED 基本原理：FED 包括?一个作为阴极的?金属发射尖锥，孔状的?金属栅极，以及有导电层形成的阳极，阳极表?面涂有荧光粉。在栅极和阴极加上电压，在阴极尖端会产?生电场，在电场作?用下电?子由于隧道效应从?金属内部穿出，受阳极电压加速，轰击荧光粉层实现发光。
五、计算题
1.如果?一个14英?寸LCD 可视?面积为285.7mm × 214.3mm ,最?大分辨率1024 × 768，则其点距是多少？?一共有多少像素及?子像素？解：点距=
像素=1024×768=786432
次像素=1024×768×3=2359296
2.?一个满帧图像，分辨率为VGA 制式640×480像素，每像素量化量为8bit ，刷新率40Hz ，则?一分钟视频图像资料?长度为多少字节？假设拨号上??网60kbps ，以这样的速率传输5min 图像资料?大约需要多?长时间？解：
每帧图像像素=640*480=3072008bit=1字节
∴1s 视频?大?小=307200*40=12288000字节
∴1min 视频字节?长度=12288000*60=737280000字节??网速为60kbps=7.5k 字节/s 那么，5min 图像需要?用时
3.对于1024*768分辨率LCD ，有768?行和1024*3072列，若显?示刷新率为60Hz ，则每?一个画?面显?示时间为多少？分配给每?一?行栅极?走线的开关时间为多少？解：
每?一帧画?面显?示时间=1/60=16.67ms 每?一?行栅极开关时间t=16.67/768=21.7us
285.7mm
1024
=0.279mm
T =
737280000×5
7.5×1024
=480000s
PPT 中简答题汇总 1. 价带、导带、禁带的定义及它们之间的关系。施主能级和受主能级的定义及符号。 答： 施主能级：易释放电子的原子称为施主，施主束缚电子的能量状态。 受主能级：容易获取电子的原子称为受主，受主获取电子的能量状态。 2. 半导体对光的吸收主要表现为什么？它产生的条件及其定义。 半导体对光的吸收主要表现为本征吸收。 半导体吸收光子的能量使价带中的电子激发到导带，在价带中留下空穴，产生等量的 电子与空穴， 这种吸收过程叫本征吸收。 产生本征吸收的条件：入射光子的能量（ h V 要大于等于材料的禁带宽度 曰 3. 扩散长度的定义。扩散系数和迁移率的爱因斯坦关系式。多子和少子在扩散和漂移中的 作用。 扩散长度：表示非平衡载流子复合前在半导体中扩散的平均深度。 扩散系数D （表示扩散的难易）与迁移率 卩（表示迁移的快慢）的爱因斯坦关系式: D=（kT/q ）卩 kT/q 为比例系数 漂移主要是多子的贡献，扩散主要是少子的 贡献。 4. 叙述 p-n 结光伏效应原理。 当 P-N 结受光照时，多子（ P 区的空穴， N 区的电子）被势垒挡住而不能过结，只有 少子（ P 区的电子和 N 区的空穴和结区的电子空穴对）在内建电场作用下漂移过结 ,这导致 在 N 区有光生电子积累，在 P 区有光生空穴积累，产生一个与内建电场方向相反的光生电 场，其方向由 P 区指向 N 区。 5. 热释电效应应怎样解释？热释电探测器为什么只能探测调制辐射？ 在某些绝缘物质中，由于温度的变 化引起极化状态改变的现象称为热释电效应。 因为在恒定光辐射作用下探测器的输出信号电压为零，既热释电探测器对未经调制的 光辐射不会有响应。 6. 简述红外变象管和象增强器的基本工作原理。 红外变象管： 红外光通过光电导技术成象到光电导靶面上，形成电势分布图象，利用调制 的电子流使荧光面发光。 象增强器： 光电阴极发射的电子图像经电子透镜聚焦在微通道板上，电子图像倍增后在均 匀电场作用下投射到荧光屏上。 7. 简述光导型摄像管的基本结构和工作过程 基本结构包括两大部分： 光电靶和电子枪 。 工作过程：通 过光电靶将光学图象转变成电学图象，电子枪发出的电子束对光电靶进 行扫描，将电学图象转换成仅随时间变化的电信号（视频信号）传送出去。 价带 导带 禁带 原子中最外层电子称为价电子，与价电子能级相对应的能带称为价带； E V (valence) 价带以上能量最低的允许带称为导带； 导带与价带之间的能量间隔称为禁带。 E C (conduction) Eg(gap) E D (donor) E A (acceptor )
第一章绪论 名词解释： 1、明适应：从黑暗坏境到明亮环境变化的逐渐习惯过程，成为明适应。 2、像素：构成图像的最小单元。 3、对比度：画面上最大亮度和最小亮度之比。 4、灰度：画面上亮度的等级差别。 5、分辨率：单位面积显示像素的数量。 6,亮度：指从给定方向上观察的任意表面的单位投射面积上的发光强度。 简述题： 1、显示器件的主要性能指标? 有像素、亮度、对比度、灰度、分辨力、清晰度等。 2、人眼的视觉特性 光谱效率、视觉二重功能、暗适应、明适应、视觉惰性、闪烁 3、直观性光电显示器件，按照设备的形态可分为： (1)电子束型，如CRT ； (2)平板型，如液晶显示器LCD，等离子显示器PDP，电致发光显示器ELD，全彩色LED大屏幕显示器等； (3)数码显示器件。（可供选择：LCD, LED, CRT, ELD, PDP 等） 4、光电显示器件有哪些分类？ 直观型（主动发光型和被动显示型）； 投影型（前投式和背投式）； 空间成像型. 5、光度学中有哪几个主要物理量？它们是如何定义的? 各自的单位是什么? 光通量：能够被人的视觉系统所感受到的那部分光辐射功率的大小的度量，单位是流明(lm)。 发光强度：为了描述光源在某一指定方向上发出光通量能力的大小，定义在指定方向上的一个很小的立体角元内所包含的光通量值，除以这个立体角元，所得的商为光源在此方向上的发光强度。单位为坎德拉（cd）。 照度：单位面积上的光通量，单位是勒克斯（lx）。 亮度：单位面积上的发光强度，单位为坎德拉/平方米（cd/m2）。 6、描述彩色光的3个基本参量是什么？各是什么含义？ 答：色调是指在物体反射的光线中以哪种波长占优势来决定的，不同波长产生不同颜色的感觉。色调是彩色最重要的特征，它决定了颜色本质的基本特征。 颜色的饱和度是指一个颜色的鲜明程度。饱和度是颜色色调的表现程度，它取决于表面反射光的波长范围的狭窄性(即纯度)。在物体反射光的组成中，白色光越少，则它的色彩饱和度越大。 明度是指刺激物的强度作用于眼睛所发生的效应，它的大小是由物体反射系数来决定的，反射系数越大，则物体的明度越大，反之越小。明度是人眼直接感受到的物体明亮程度，可描写人眼主观亮度感觉。 阐述题： 1、试述研究显示技术的意义及显示技术的发展历史。
光电检测技术复习 第一章 1、直接测量: 是对被测量进行测量时，对仪表读数不经任何运算，直接得出被测量的数值。间接测量: 是测量几个与被测量有关的物理量，通过函数关系式计算出被测量的数值。 2、传感器与敏感器的概念及区别 传感器：将非电量转换为与之有确定对应关系的电量输出敏感器：将被测非电量转换为可用非电量的器件或装置 3、光电系统的基本模型：光发射机——光学信道——光接收机 4 、光接收机分为功率检测接收机（直接检测接收机或非相干接收机）和外差接收机 5、光电传感器的分类: 直射型、反射型、辐射型 第二章 1、本证吸收: 半导体吸收光子的能量使价带中的电子激 发到导带，在价带中留下空穴，产生等量的电子与空穴，这种吸收过程叫本征吸收。 2、光电导效应: 某些物质吸收光子能量后产生本证吸收或杂质吸收，从而改变物质电导率的现象称光电导效应。 3、光电导增益：长度为L的光电导体在两端加上电压U后，由光照产生的光生载流子在电场作用下形成的外电流与光生载流子在内部形成的光电流之比。 器件的时间响应; tdr 载流子在两极间渡越时间。,M,4 、光电导器件为什么做成蛇形：可以保证有较大的受光面积减小电极之间的距tdr 离，从而既可减小载流子的有效极间渡越时间，也有利于提高灵敏度。 5 、杂质光电导效应：指杂质半导体
中的施主或者受主吸收光子能量后电离，产生自由电子或空穴，从而增加材料电导率的现象。 6、光生伏特效应: 光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象称为光生伏特效应，简称光伏效应。 7、在p 区产生的电子如果离结区较近，会有较大的几率扩散到结区边界，并在电场作用下加速运动，穿过势垒到达N区，产生积累。同样，N区产生的空穴也以同样的方式移动到P区，这样在P区积累了较多的正电荷，在N区积累了较多的 负电荷，使得在无光照时形成的势垒高度降低，相当于在PN结上加了一个正向电压。 8、光热效应: 某些物质在受到光照射后，由于温度变化而造成材料性质发生变化的现象。 9:响应度（或称灵敏度）: 是光电探测器输出信号与输入光功率之间关系的度量。光谱响应度：探测器在波长为入的单色光照射下，输出电压或电流与入射的单色光功率之比（积分响应度: 检测器对各种波长光连续辐射量的反应程度（响应 时间：响应时间T是描述光电探测器对入射光响应快慢的一个参数。频率响应：光电探测器的响应随入射光的调制频率而变化的特性称为频率响应（热噪声：载流子无规则的热运动造成的噪声。信噪比：信噪比是判定噪声大小的参数。是负载电阻上信号功率与噪声功率之比 散粒噪声：或称散弹噪声，即穿越势垒的载流子的随机涨落（统计起伏）所造成的噪声。 第三章 1、光电池是利用光生伏特效应直接将光能转/ 换为电能的器件。光电池的基本结构就是一个PN结
1、光电测试技术的发展，从功能上来看具有什么特点： 1、 从静态测量向动态测量发展； 2、 从逐点测量向全场测量发展； 3、 从低速测量向高速测量发展，同时具有存储和记录功能。 2、测量中应遵循的原则：阿贝原则，封闭原则 3、人眼进行调焦的方法中最简单、最常用的是清晰度法和消视差法。 人眼的对准不确定度和调焦不确定度 最简便最常用的调焦方法是清晰度法和消视差法。 清晰度法是以目标与比较标志同样清晰为准。调焦不确定度是由于存在几何焦深和物理焦深所造成的。 消视差法是以眼睛在垂轴平面上左右摆动也看不出目标和标志有相对横移为准的。 用望远镜调焦的目的是提高精度、准确度 4、 光电对准按功能原理分类： a) 光度式：普通光度式、差动光度式 b) 相位式:光度式的基础上加入一个调制器即成为相位式 5、 关于光具座： 测量焦距时使用玻罗板 6、 分辨率测试技术有几种判据？ ? 瑞利（Rayleigh ）判据认为，当两衍射斑中心距正好等于第一暗环的半径时，人眼刚 能分辨开这两个像点，这时两衍射斑的中心距为 ? 道斯（Dawes ）判据认为，人眼刚能分辨两个衍射像点的最小中心距为 ? 斯派罗（Sparrow ）判据认为，当两个衍射斑之间的合光强刚好不出现下凹时为刚可 分辨的极限情况，两衍射斑之间的最小中心距为 例：假设汽车两盏灯相距r =1.5m ，人的眼睛瞳孔直径D=4mm ，问最远在多少米的地方，人眼恰好能分辨出这两盏灯? 1－平行光管 2－透镜夹持器 3－测量显微镜 4－ 测微目镜 5－导轨 1 2 3 4 5 0'1.22 1.22f F D σλλ==0 1.02F σλ=00.947F σλ=
1、设受光表面的光照度为100lx ，能量反射系数，求该表面的光出射度和光亮度（假定该表面为朗伯辐射体）。（θ cos dS dI L v v =）解：设受光表面光谱反射率相同，则每单位表 面反射的光通量为 601006.0=?==入反ρφφLm/m 2 这也就是该表面的光出射度M v 。 对朗伯辐射体，其光亮度v L 与方向无关，沿任意方向（与法线方向成θ角）的发光强度θI 与法线方向发光强度0I 之间的关系为θθcos 0I I = 每单位面积辐射出的光通量除以π即为其光亮度： 1.1914 .360 cos 1 ==== ==πφθv S v v v dS dI dS dI L C d /m 2sr 附：朗伯体法向发光强度I 0与光通量v Φ的关系 由定义，发光强度Ω Φ= d d I v ，所以在立体角Ωd 内的光通量：?θθθd d I Id d v sin cos 0=Ω=Φ在半球面内的光通量 ??== Φπ ππ?θθθ20 02 /0 sin cos I d d I v 2、计算电子占据比F E 高2KT 、10KT 的能级的几率和空穴占据比F E 低2KT 、10KT 能级的几率。 解：能量为E 的能级被电子占据的概率为 ) exp(11 )(kT E E E f F n -+= E 比E f 高2kT 时，电子占据比：1192.011) 2exp(11 2=+=+=e kT kT f e E 比E f 高10kT 时，电子占据比：5 10 1054.411-?=+=e f e E 比E f 低2kT 时，空穴占据比：1192.011 ) exp(112 =+=-+=e kT E E f f p E 比E f 低10kT 时，空穴占据比： 5 10 1054.411-?=+=e f p
光电显示技术期末复习资料 第一章绪论 (2) 1、光电显示器件有哪些分类？ (3) 2、表征显示器件的主要性能指标有哪些? (3) 3、简述色彩再现原理。 (3) 4、人眼的视觉特性 (3) 5、简述人眼的视觉原理。 (4) 第二章液晶显示技术（LCD） (4) 1、简述液晶的种类与特点。 (4) 2、简述热致液晶分类和特点。 (5) 3、试述液晶显示器的特点。 (5) 4、什么是液晶的电光效应？ (5) 5、LCD显示产生交叉效应的原因是什么? 用什么方法克服交叉效应? (5) 6、液晶有哪些主要的物理特性？ (5) 7、简述TFT-LCD的工作原理。 (6) 8、简述TN-LCD的基本结构及工作原理。 (6) 9、液晶显示器驱动方法有哪几种方式？ (7) 10、液晶显示控制器有哪些特性？ (7) 11、自然光和偏振光的区别是什么？简述偏振光的分类及线偏振光的特点。 (7) 12、LCD结构和显示原理。 (7) 第四章发光二极管LED和有机发光二极管OLED显示技术 (10) 1、简述有机发光二极管显示器发光过程。 (10) 2、以ITO阳极－空穴传输层－发光层－电子传输层－金属阴极结构OLED为 例说明每一功能层的作用，并简述其工作原理。 (10) 3、简述影响OLED发光效率的主要因素和提高发光效率的措施。 (11) 4、OLED如何实现彩色显示? (11) 5、简述LED工作原理。 (11) 6、简述LED驱动方式。 (12) 7、OLED的结构与工作原理。 (12) 8、OLED的特点有哪些？ (12) 第六章激光显示技术（LDT） (12) 1、激光具有哪些特性？ (13) 2、激光用于显示具有哪些优势？ (13) 第七章新型光电显示技术 (13) 1、场致发射显示（FED）结构及工作原理 (13) 2、真空荧光显示器（VFD）结构及工作原理 (14) 第八章大屏幕显示技术 (14) 1、DLP特点及工作原理 (14) 2、LCOS特点及工作原理 (15)
实验一有机发光器件（OLED）参数测量 一、实验目的： 1.了解有机发光显示器件的工作原理及相关特性； 2.掌握OLED性能参数的测量方法； 二、实验原理简介： 1979年，柯达公司华裔科学家邓青云（Dr. C. W. Tang）博士发现黑暗中的有机蓄电池在发光，对有机发光器件的研究由此开始，邓博士被誉为OLED之父。 OLED (Organic Light Emitting Display，中文名有机发光显示器）是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光的现象。OLED用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇，形成激子并使发光分子激发，后者经过辐射弛豫而发出可见光。辐射光可从ITO一侧观察到，金属电极膜同时也起了反射层的作用。 图1：OLED结构示意图 与LCD相比，OLED具有主动发光，无视角问题，重量轻，厚度小，高亮度，高发光效率，发光材料丰富，易实现彩色显示，响应速度快，动态画面质量高，使用温度范围广，可实现柔软显示，工艺简单，成本低，抗震能力强等一系列的优点。 如果一个有机层用两个不同的有机层来代替，就可以取得更好的效果：当正极的边界层供应载流子时，负极一侧非常适合输送电子，载流子在两个有机层中间通过时，会受到阻隔，直至会出现反方向运动的载流子，这样，效率就明显提高了。很薄的边界层重新结合后，产生细小的亮点，就能发光。如果有三个有机层，分别用于输送电子、输送载流子和发光，效率就会更高。
为提高电子的注入效率，OLED阴极材料的功函数需尽可能的低，功函数越低，发光亮度越高，使用寿命越长。可以使用Ag 、Al 、Li 、Mg 、Ca 、In等单层金属阴极，也可以将性质活泼的低功函数金属和化学性能较稳定的高功函数金属一起蒸发形成合金阴极。如Mg: Ag（10: 1），Li:Al (0.6%Li)，功函数分别为3.7eV和3.2eV，合金阴极可以提高器件的量子效率和稳定性，同时能在有机膜上形成稳定坚固的金属薄膜。此外还有层状阴极和掺杂复合型电极。层状阴极由一层极薄的绝缘材料如LiF, Li2O，MgO，Al2O3等和外面一层较厚的Al组成，其电子注入性能较纯Al电极高，可得到更高的发光效率和更好的I-V特性曲线。掺杂复合型电极将掺杂有低功函数金属的有机层夹在阴极和有机发光层之间，可大大改善器件性能，其典型器件是ITO/NPD/AlQ/AlQ（Li）/Al，最大亮度可达30000Cd/m2，如无掺Li层器件，亮度为3400Cd/m2。 为提高空穴的注入效率，要求阳极的功函数尽可能高。作为显示器件还要求阳极透明，一般采用的有Au、透明导电聚合物（如聚苯胺）和ITO导电玻璃，常用ITO玻璃。 载流子输送层主要是空穴输送材料（HTM）和电子输运材料(ETM)。空穴输送材料（HTM）需要有高的热稳定性，与阳极形成小的势垒，能真空蒸镀形成无针孔薄膜。最常用的HTM均为芳香多胺类化合物，主要是三芳胺衍生物。TPD：N，N′-双（3-甲基苯基）-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺NPD: N，N′-双（1-奈基）-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺。电子输运材料(ETM)要求有适当的电子输运能力，有好的成膜性和稳定性。ETM一般采用具有大的共扼平面的芳香族化合物如8-羟基喹啉铝（AlQ），1，2，4一三唑衍生物（1，2， 4-Triazoles，TAZ）,PBD，Beq2，DPVBi等，它们同时又是好的发光材料。 OLED的发光材料应满足下列条件： 1）高量子效率的荧光特性，荧光光谱主要分布400-700nm可见光区域。 2）良好的半导体特性，即具有高的导电率，能传导电子或空穴或两者兼有。 3）好的成膜性，在几十纳米的薄层中不产生针孔。 4）良好的热稳定性。 按化合物的分子结构，有机发光材料一般分为两大类： 1) 高分子聚合物，分子量10000-100000，通常是导电共轭聚合物或半导体共轭聚合物，可用旋涂方法成膜，制作简单，成本低，但其纯度不易提高，在耐久性，亮度和颜色方面比小分子有机化合物差。 2) 小分子有机化合物，分子量为500-2000，能用真空蒸镀方法成膜，按分子结构又分为两类：有机小分子化合物和配合物。 有机小分子发光材料主要为有机染料，具有化学修饰性强，选择范围广，易于提纯，量子效率高，可产生红、绿、蓝、黄等各种颜色发射峰等优点，但大多数有机染料在固态时存在浓度淬灭等问题，导致发射峰变宽或红移，所以一般将它们以低浓度方式掺杂在具有某种载流子性质的主体中，主体材料通常与ETM和HTM层采用相同的材料。掺杂的有机染料，应满足以下条件： a. 具有高的荧光量子效率 b. 染料的吸收光谱与主体的发射光谱有好的重叠，即主体与染料能量适配，从主体到染料能有效地能量传递； c. 红绿兰色的发射峰尽可能窄，以获得好的色纯；
传感器与检测技术知识总结 1：传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。 一、传感器的组成 2：传感器一般由敏感元件，转换元件及基本转换电路三部分组成。①敏感元件是直接感受被测物理量，并以确定关系输出另一物理量的元件（如弹性敏感元件将力，力矩转换为位移或应变输出）。②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数（电阻，电感，电容）及电流或电压等电信号。 ③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输，处理的电量。 二、传感器的分类 1、按被测量对象分类 （1）内部信息传感器主要检测系统内部的位置，速度，力，力矩，温度以及异常变化。（2）外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态，它有相对应的接触式（触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器）和非接触式（视觉传感器、超声测距、激光测距）。 2、传感器按工作机理 （1）物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的（主要有：光电式传感器、压电式传感器）。 （2）结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的（主要有①电感式传感器；②电容式传感器；③光栅式传感器）。 3、按被测物理量分类 如位移传感器用于测量位移，温度传感器用于测量温度。 4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。 5、按传感器能量源分类 （1）无源型：不需外加电源。而是将被测量的相关能量转换成电量输出（主要有：压电式、磁电感应式、热电式、光电式）又称能量转化型； （2）有原型：需要外加电源才能输出电量，又称能量控制型（主要有：电阻式、电容式、电感式、霍尔式）。 6、按输出信号的性质分类 （1）开关型（二值型）：是“1”和“0”或开(ON)和关（OFF）； （2）模拟型：输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量，其输入/输出可线性，也可非线性； （3）数字型：①计数型：又称脉冲数字型，它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比；②代码型（又称编码型）：输出的信号是数字代码，各码道的状态随输入量变化。其代码“1”为高电平，“0”为低电平。 三、传感器的特性及主要性能指标 1、传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系，有静态特性和动态特性。 2、传感器的静态特性是当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时，传感器的输出与输入之间的关系，叫静态特性，简称静特性。 表征传感器静态特性的指标有线性度，敏感度，重复性等。 3、传感器的动态特性是指传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为动态特性，简称动特性。传感器的动态特性取决于传感器的本身及输入信号的形式。传感器按其传递，转换信息的形式可分为①接触式环节；②模拟环节； ③数字环节。评定其动态特性：正弦周期信号、阶跃信号。 4、传感器的主要性能要求是：1）高精度、低成本。2）高灵敏度。3）工作可靠。4）稳定性好，应长期工作稳定，抗腐蚀性好；5）抗干扰能力强；6）动态性能良好。7）结构简单、小巧，使用维护方便等； 四、传感检测技术的地位和作用 1、地位：传感检测技术是一种随着现代科学技术的发展而迅猛发展的技术，是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一。 2、作用：能够进行信息获取、信息转换、信息传递及信息处理等功能。应用：计算机集成制造系统（CIMS）、柔性制造系统（FMS）、加工中心（MC）、计算机辅助制造系统（CAM）。 五、基本特性的评价 1、测量范围：是指传感器在允许误差限内，其被测量值的范围； 量程：则是指传感器在测量范围内上限值和下限值之差。2、过载能力：一般情况下，在不引起传感器的规定性能指标永久改变条件下，传感器允许超过其测量范围的能力。过载能力通常用允许超过测量上限或下限的被测量值与量程的百分比表示。 3、灵敏度：是指传感器输出量Y与引起此变化的输入量的变化X之比。 4、灵敏度表示传感器或传感检测系统对被测物理量变化的反应能力。灵敏度越高越好，因为灵敏度越高，传感器所能感知的变化量越小，即被测量稍有微小变化，传感器就有较大输出。K值越大，对外界反应越强。 5、反映非线性误差的程度是线性度。线性度是以一定的拟合直线作基准与校准曲线作比较，用其不一致的最大偏差△Lmax与理论量程输出值Y（=ymax—ymin）的百分比进行计算。 6、稳定性在相同条件，相当长时间内，其输入/输出特性不发生变化的能力，影响传感器稳定性的因素是时间和环境。 7、温度影响其零漂，零漂是指还没输入时，输出值随时间变化而变化。长期使用会产生蠕变现象。 8、重复性：是衡量在同一工作条件下，对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的不一致程度的指标；（分散范围
?（一）检测 一、检测是通过一定的物理方式，分辨出被测参数量病归属到某一范围带，以此来 判别被测参数是否合格或参数量是否存在。测量时将被测的未知量与同性质的标准量进行比较，确定被测量队标准量的倍数，并通过数字表示出这个倍数的过程。 在自动化和检测领域，检测的任务不仅是对成品或半成品的检验和测量，而且为了检查、监督和控制某个生产过程或运动对象使之处于人们选定的最佳状况，需要随时检测和测量各种参量的大小和变化等情况。这种对生产过程和运动对象实时检测和测量的技术又称为工程检测技术。 测量有两种方式：即直接测量和间接测量 直接测量是对被测量进行测量时，对以表读数不经任何运算，直接的出被测量的数值，如：用温度计测量温度，用万用表测量电压 间接测量是测量几个与被测量有关的物理量，通过函数关系是计算出被测量的数值。 如：功率P与电压V和电流I有关，即P=VI，通过测量到的电压和电流，计算出功率。 直接测量简单、方便，在实际中使用较多；但在无法采用直接测量方式、直接测量不方便或直接测量误差大等情况下，可采用间接测量方式。 光电传感器与敏感器的概念 传感器的作用是将非电量转换为与之有确定对应关系得电量输出，它本质上是非电量系统与电量系统之间的接口。在检测和控制过程中，传感器是必不可少的转换器件。 从能量角度出发，可将传感器划分为两种类型：一类是能量控制型传感器，也称有源传感器；另一类是能量转换传感器，也称无源传感器。能量控制型传感器是指传感器将被测量的变换转换成电参数（如电阻、电容）的变化，传感器需外加激励电源，才可将被测量参数的变化转换成电压、电流的变化。而能量转换型传感器可直接将被测量的变化转换成电压、电流的变化，不需外加激励源。 在很多情况下，所需要测量的非电量并不是传感器所能转换的那种非电量，这就需要在传感器前面加一个能够把被测非电量转换为该传感器能够接收和转换的非电量的装置或器件。这种能够被测非电量转换为可用电量的元器件或装置成为敏感器。例如用电阻应变片测量电压时，就需要将应变片粘贴到售压力的弹性原件上，弹性原件将压力转换为应变力，应变片再将应变力转换为电阻的变化。这里应变片便是传感器，而弹性原件便是敏感器。敏感器和传感器随然都可对被测非电量进行转换，但敏感器是把被测量转换为可用非电量，而传感器是把被测非电量转换为电量。 二、光电传感器是基于光电效应，将光信号转换为电信号的一种传感器，广泛应用 于自动控制、宇航和广播电视等各个领域。 光电传感器主要噢有光电二极管、光电晶体管、光敏电阻Cds、光电耦合器、继承光电传感器、光电池和图像传感器等。主要种类表如下图所示。实际应用时，要选择适宜的传感器才能达到预期的效果。大致的选用原则是：高速的光电检测电路、宽范围照度的照度计、超高速的激光传感器宜选用光电二极管；几千赫兹的简单脉冲光电传感器、
1、光电效应应按部位不同分为内光电效应和外光电效应，内光电效应包括（光电导）和（光生伏特效应）。 2、真空光电器件是一种基于（外光电）效应的器件，它包括（光电管）和（光电倍增管）。结构特点是有一个真空管，其他元件都放在真空管中 3、光电导器件是基于半导体材料的（光电导）效应制成的，最典型的光电导器件是（光敏电阻）。 4、硅光电二极管在反偏置条件下的工作模式为（光电导），在零偏置条件下的工作模式为（光生伏特模式）。 5、变象管是一种能把各种（不可见）辐射图像转换成为可见光图像的真空光电成像器件。 6、固体成像器件（CCD）主要有两大类，一类是电荷耦合器件（CCD），另一类是（SSPD）。CCD电荷转移通道主要有：一是SCCD（表面沟道电荷耦合器件）是电荷包存储在半导体与绝缘体之间的界面，并沿界面传输；二是BCCD 称为体内沟道或埋沟道电荷耦合器件，电荷包存储在离半导体表面一定深度的体内，并沿着半导体内一定方向传输 7、光电技术室（光子技术）和（电子技术）相结合而形成的一门技术。 8、场致发光有（粉末、薄膜和结型三种形态。 9、常用的光电阴极有正电子亲合势光电阴极（PEA）和负电子亲合势光电阴极（NEA），正电子亲和势材料光电阴极有哪些（Ag-O-Cs,单碱锑化物，多碱锑化物）。 10、根据衬底材料的不同，硅光电二极管可分为（2DU）型和（2CU）型两种。 11、像增强器是一种能把微弱图像增强到可以使人眼直接观察的真空光电成像器件，因此也称为（微光管）。 12、光导纤维简称光纤，光纤有（纤芯）、（包层）及（外套）组成。 13、光源按光波在时间，空间上的相位特征可分为（相干）和（非相干）光源。 14、光纤的色散有材料色散、（波导色散）和（多模色散）。 15、光纤面板按传像性能分为（普通OFP）、（变放大率的锥形OFP）和（传递倒像的扭像器）。 16、光纤的数值孔径表达式为，它是光纤的一个基本参数、它反映了光纤的（集光）能力，决定了能被传播的光束的半孔径角 17、真空光电器件是基于（外光电）效应的光电探测器，他的结构特点是有一个（真空管），其他元件都置于（真空管）。 18、根据衬底材料的不同，硅光电电池可分为2DR（以P型硅作基底）型和（2CR）型两种。 19、根据衬底材料的不同，硅光点二、三级管可分为2CU和2DU、3CU和3DU 20、为了从数量上描述人眼对各种波长辐射能的相对敏感度，引入视见函数V（f）, 视见函数有（明视见函数）和（暗视见函数）。 21、PMT由哪几部分组成？入射窗口D、光子阴极、电子光学系统、电子倍增系统和光电阳极。 22、电子光学系统的作用是：（1）是光阳极发射的光电子尽可能全部汇聚到第一倍增级上，而将其他部的杂散热电子散射掉，提高信噪比。（2）使阴极面上各处发射的光电子在电子学系统的中渡越时间尽可能相等 1．光子透过入射窗口入射在光电阴极K上 2．光电阴极K受光照激发，表面发射光电子 3．光电子被电子光学系统加速和聚焦后入射到第一倍增极D1上，将 发射出比入射电子数更多的二次电子。入射电子经N级倍增后， 光电子数就放大N次. 4．经过倍增后的二次电子由阳极P收集起来，形成阳极光电流I p，在负载R L上产生信号电压0。 22、PMT的倍增极结构有几种形式个有什么特点？ （1）鼠笼式：特点结构紧凑，时间响应快。（2）盒栅式：特点光电子收集率高，均匀性和稳定性较好，但时间响应稍慢些。（4）百叶窗式，特点：管子均匀性好，输出电流大并且稳定，响应时间较慢。（5）近贴栅网式，特点：极好的均匀性和脉冲线性，抗磁场影响能力强。（6）微通道板式，特点：响应速度快，抗磁场干扰能力强，线性好23、什么是二次电子？并说明二次电子发射过程的三个阶段是什么？光电子发射过程的三步骤？ 答：当具有足够动能的电子轰击倍增极材料时，倍增极表面将发射新的电子。称入射的电子为一次电子，从倍增极表面发射的电子为二次电子。 二次电子发射3阶段：（1）材料吸收一次电子的能量，激发体内电子到高能态，这些受激电子称为内二次电子。 （2）内二次电子中初速指向表面的那部分像表面运动。（3）到达界面的内二次电子能量大于表面垒的电子发射到真空中成为二次电子。 光电子发射过程的三步骤：(1) 物体吸收光子后体内的电子被激发到高能态；(2) 被激发电子向表面运动，在运动中因碰撞损失部分能量；(3) 克服表面势垒逸出金属表面。 24、简述Si-PIN光电二极管的结构特点，并说明Si-PIN管的频率特性为什么比普通光电二极管好？p69 25、简述常用像增强器的类型？并指出什么是第一、第二和第三代像增强器，第四代像增强器在在第三代基础上突破
光电显示技术实验讲 义
实验一有机发光器件（OLED）参数测量 一、实验目的： 1.了解有机发光显示器件的工作原理及相关特性； 2.掌握OLED性能参数的测量方法； 二、实验原理简介： 1979年，柯达公司华裔科学家邓青云（Dr. C. W. Tang）博士发现黑暗中的有机蓄电池在发光，对有机发光器件的研究由此开始，邓博士被誉为OLED之父。 OLED (Organic Light Emitting Display，中文名有机发光显示器）是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光的现象。OLED用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇，形成激子并使发光分子激发，后者经过辐射弛豫而发出可见光。辐射光可从ITO一侧观察到，金属电极膜同时也起了反射层的作用。
图1：OLED结构示意图 与LCD相比，OLED具有主动发光，无视角问题，重量轻，厚度小，高亮度，高发光效率，发光材料丰富，易实现彩色显示，响应速度快，动态画面质量高，使用温度范围广，可实现柔软显示，工艺简单，成本低，抗震能力强等一系列的优点。 如果一个有机层用两个不同的有机层来代替，就可以取得更好的效果：当正极的边界层供应载流子时，负极一侧非常适合输送电子，载流子在两个有机层中间通过时，会受到阻隔，直至会出现反方向运动的载流子，这样，效率就明显提高了。很薄的边界层重新结合后，产生细小的亮点，就能发光。如果有三个有机层，分别用于输送电子、输送载流子和发光，效率就会更高。 为提高电子的注入效率，OLED阴极材料的功函数需尽可能的低，功函数越低，发光亮度越高，使用寿命越长。可以使用Ag 、Al 、Li 、Mg 、Ca 、In等单层金属阴极，也可以将性质活泼的低功函数金属和化学性能较稳定的高功函数金属一起蒸发形成合金阴极。如Mg: Ag（10: 1），Li:Al (0.6%Li)，功函数分别
光电子技术复习题总结（2012.6.1） 第一章：光的基础知识及发光源 1.光的基本属性？ 光具有波动和粒子的双重性质，即具有波粒二象性。 2.激光的特性？ （1）方向性好（2）单色性好（3）亮度高(4)相干性好 3.玻尔假说：定态假设和跃迁假设？ （1）定态假设；原子存在某些定态，在这些定态中不发出也不吸收电磁辐射能。原子定态的能量只能采取某些分立的值E1、 E2 、……、En ，而不能采取其它值。 （2）跃迁假设；只有当原子从较高能量En的定态跃迁到较低能量Em的定态时，才能发射一个能量为h的光子。 4.光与物质的共振相互作用的三种过程？ 受激吸收、自发辐射、受激辐射 5.亚稳态？ 自发辐射的过程较慢时，粒子在E2能级上的寿命就长，原子处在这种状态就比较稳定。寿命特别长的激发态称为亚稳态。其寿命可达10-3~1s，而一般激发态寿命仅有10-8s。 6.受激辐射的光子性质？ 受激辐射的光子的频率、振动方向、相位都与外来光子一致。 7.受激吸收和受激辐射这两个过程的关系？宏观表现？ 两能级间受激吸收和受激辐射这两个相反的过程总是同时存在，相互竞争，其宏观效果是二者之差。当吸收过程比受激辐射过程强时，宏观看来光强逐渐减弱；反之，当吸收过程比受激辐射过程弱时，宏观看来光强逐渐加强。 8.受激辐射与自发辐射的区别？ 最重要的区别在于光辐射的相干性，由自发辐射所发射的光子的频率、相位、振动方向都有一定的任意性，而受激辐射所发出的光子在频率、相位、振动方向上与激发的光子高度一致，即有高度的简并性。 9.光谱线加宽现象？ 由于各种因素影响，自发辐射所释放的光谱并非单色，而是占据一定的频率宽度，分布在中心频率v0附近一个有限的频率范围内，自发辐射的这种现象称为光谱线加宽。 10.谱线加宽的原因？ 由于能级有一定的宽度，所以当原子在能级之间自发发射时，它的频率也有一个变化范围△vn. 11.谱线加宽的物理机制分为哪两大类？它们的区别？ 分为均匀加宽和非均匀加宽两大类。 均匀加宽：引起加宽的物理因素对每个原子都是等同的。发光粒子的光谱因物理因素加宽后中心频率不变,由它们迭加成的光源光谱形状与发光粒子相同。 非均匀加宽：引起谱线加宽的物理因素对介质中的每个发光原子不一定相同，每个发光原子所发的光只对谱线内某些确定的频率。发光粒子的光谱因物理因素使得中心频率发生变化,由它们迭加成的光源光谱形状与发光粒子不同。
英文原文 1.5 Experimental Setup Due to the many concepts and variations involved in performing the experiments in this project and also because of their introductory nature, Project 1 will very likely be the most time consuming project in this kit. This project may require as much as 9 hours to complete. We recommend that you perform the experiments in two or more laboratory sessions. For example, power and astigmatic distance characteristics may be examined in the first session and the last two experiments (frequency and amplitude characteristics) may be performed in the second session. A Note of Caution All of the above comments refer to single-mode operation of the laser which is a very fragile device with respect to reflections and operating point. One must ensure that before performing measurements the laser is indeed operating single-mode. This can be realized if a single, broad fringe pattern is obtained or equivalently a good sinusoidal output is obtained from the Michelson interferometer as the path imbalance is scanned. If this is not the case, the laser is probably operating multimode and its current should be adjusted. If single-mode operation cannot be achieved by adjusting the current, then reflections may be driving the laser multimode, in which case the setup should be adjusted to minimize reflections. If still not operating single-mode, the laser diode may have been damaged and may need to be replaced. Warning The lasers provided in this project kit emit invisible radiation that can damage the human eye. It is essential that you avoid direct eye exposure to the laser beam. We recommend the use of protective eyewear designed for use at the laser wavelength of 780 nm. Read the Safety sections in the Laser Diode Driver Operating Manual and in the laser diode section of Component Handling and Assembly (Appendix A) before proceeding. 1.5.1 Semiconductor Diode Laser Power Characteristics 1.Assemble the laser mount assembly (LMA-I) and connect the laser to its power supply. We will first collimate the light beam. Connect the laser beam to a video monitor and image the laser beam on a white sheet of paper held about two to ten
1光电探测器性能参数包括哪些方面。 答：为了评价探测器性能优劣，比较不同探测器之间的差异，从而达到根据具体需要合理正确选择光电探测器件的目的，制定了一套性能参数。 通常包括积分灵敏度，也成为响应度，光谱灵敏度，频率灵敏度，量子效率，通量阈和噪声等效功率，归一化探测度及工作电压、电流、温度及入射光功率允许范围。 2光子效应和光热效应 答：光子效应是指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。探测器吸收光子后，直接引起原子或分子的内部电子状态的改变。光子能量的大小，直接影响内部电子状态改变的大小。因为，光子能量是h ，h是普朗克常数, 是光波频率，所以，光子效应就对光波频率表现出选择性，在光子直接与电子相互作用的情况下，其响应速度一般比较快；光热效应和光子效应完全不同。探测元件吸收光辐射能量后，并不直接引起内部电子状态的改变，而是把吸收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升,温度上升的结果又使探测元件的电学性质或其他物理性质发生变化。所以，光热效应与单光子能量h 的大小没有直接关系。原则上，光热效应对光波频率没有选择性。只是在红外波段上，材料吸收率高，光热效应也就更强烈，所以广泛用于对红外线辐射的探测。因为温度升高是热积累的作用，所以光热效应的响应速度一般比较慢，而且容易受环境温度变化的影响。值得注意的是，以后将要介绍一种所谓热释电效应是响应于材料的温度变化率，比其他光热效应的响应速度要快得多，并已获得日益广泛的应用。 3请简要说出InSb和PbS光敏电阻的特性。 答：（1）PbS：近红外辐射探测器，波长响应范围在1～3.4μm，峰值响应波长为2μm，内阻（暗阻）大约为1MΩ，响应时间约200μs。（2）InSb：在77k下,噪声性能大大改善，峰值响应波长为5μm响应时间短（大约50×10-9s）4为什么说光电池的频率特性不是很好? 答:光电池总的来说频率特性不是很好,这是由于两个方面的原因:第一,光电池的光敏面一般做的较大,因而极间电容较大;第二,光电池工作在第四象限,有较小的正偏压存在,所以光电池的内阻较低,而且随入射光功率变差,因此光电池的频率特性不好. 5在光度单位体系中，基本单位是如何定义的。什么是光视效能？ 答：在光度体系中，被选作基本单位的不是光量或光通量，而是发光强度，其单位是坎德拉 定义为一个光源发出频率为的单色辐射，如果在一给定方向上的辐射强度为，则该光源在该方向上的发光强度为1坎德拉，光度量和辐射度量之间可以用光是效能与光视效率联系起来。光视效能描述某一波长的单色光辐射通量可以产生多少相应的单色光通量。即光视效能Kl定义为同一波长下测得的光通量与辐射通量的比之，即单位：流明/瓦特（lm/W）。 答：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p）时所需要加的电压，称为半波电压。横向运用时，存在自然双折射产生的固有相位延迟，它们和外加电场无关。表明在没有外加电场时，入射光的两个偏振分量通过晶后其偏振面已转过了一个角度，这对光调制器等应用不利，应设法消除。横向运用时，无论采用那种方式，总的相位延迟不仅与所加电压成正比，而且晶体的长宽比(L/d)有关。而纵向应用时相位差只和V=EzL有关。因此，增大L或减小d就可大大降低半波电压。 7 说明光子效应和光热效应各自特点。 答：1. 光子效应：指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。探测器吸收光子后，直接引起原子或分子的内部电子状态的改变。光子能量的大小，直接影响内部电子状态的改变。特点：光子效应对光波频率表现出选择性，响应速度一般比较快。2. 光热效应：探测元件吸收光辐射能量后，并不直接引起内部电子状态的改变，而是把吸收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升,温度上升的结果又使探测元件的电学性质或其他物理性质发生变化。特点：原则上对光波频率没有选择性，响应速度一般比较慢。 （在红外波段上，材料吸收率高，光热效应也就更强烈，所以广泛用于对红外线辐射的探测。） 答：（1）红外辐射源的辐射波段位于1μm以上的不可见光区，普通光学玻璃对2.5μm以上的光波不透明，而在所有有可能透过红外波段的材料中，只有几种材料有必需的机械性能，并能得到一定的尺寸，如锗、硅等，这就大大限制了透镜系统在红外光学系统设计中的应用，使反射式和折反射式光学系统占有比较重要的地位。（2）为了探测远距离的微弱目标，红外光学系统的孔径一般比较大。（3）在红外光学系统中广泛使用各类扫描器，如平面反射镜、多面反射镜、折射棱镜及光楔等。（4）8至14μm波段的红外光学系统必须考虑衍射效应的影响。（5）在各种气象条件下或在抖动和振动条件下，具有稳定的光学性能。 9为什么光电倍增管不但要屏蔽光，而且要屏蔽电与磁？制造光电倍增管的屏蔽罩需要用什么样特性的材料？屏蔽罩为什么必须与玻璃壳距离至少20mm ？ 答：光电倍增管中电子的运动，会受入射光强、电场和磁场的影响，需要屏蔽这些不必要的干扰，仅检测感兴趣的入射光信号。屏蔽罩应不透光、导电性好、不易磁化。屏蔽罩与玻璃壳距离至少20mm，是为了避免金属屏蔽层和金属之间的强电场作用下，玻璃壳产生放电现象或产生玻璃荧光，从而引起暗电流，严重破坏信号。