光电技术习题

1．利用晶体自发极化特性的光电探测器是 [热释电探测器 ]2．以下各量中不属于辐射度量的是 [ ]A. 辐出度。

B.发光强度。

C. 辐照度。

D. 辐亮度。

3．利用外光电效应的光子探测器是 [ 光电子发射探测器 ]4．以下各物中不属于光伏探测器的是[ ]光电二极管、发光二极管、pin管、雪崩二极管二、简单回答1．光电池有哪些性能参数？(1)光照特性。

(2)光谱特性。

(3)温度特性。

〔4〕频率特性。

（开路电压、内阻、电容量、寿命）。

2．光电倍增管的放大倍数[电流增益]与哪些因素有关？放大倍数[电流增益] G=f（gδ）n。

与第—倍增极对阴极发射电子的收集率f、倍增极间的传递效率g、倍增极的倍增系数δ以及倍增极个数n有关。

3．光子探测器有哪几种？（1）光电子发射探测器。

(2) 光电导探测器。

(3) 光伏探测器。

(4)光电磁探测器。

4．温差电效应包含哪几种效应？（1）塞贝克效应。

（2）珀耳帖效应。

（3）汤姆逊效应·5光伏探测器按照对光照敏感结的种类可分为哪几种类型？光伏探测器按照对光照敏感结的种类可分为pn 结型、pin结型、金属半导体结型（肖特基势垒型）和异质结型。

三、简单叙述题）2．简述热释电探测器的热释电效应。

（1）某些物质自发极化选择性，表面带电，成为极性晶体。

（2）平时被自由电荷补偿而不显极性。

（3）自发极化与温度有关，当物质吸收光辐射升温时，自发极化加强。

（4）而自由电荷补偿需要较长时间。

如果温度快速变化，则表面有随之变化的电荷。

3．光子探测器和热探测器特性上有何差别。

光子探测器热探测器机理光子效应光热效应光谱响应选择性非选择性响应量电压、电流和温度有关量响应时间 快 慢4．简述光电导探测器的光电导效应。

光子作用于光电导材料，形成本征吸收或杂质吸收，产生附加的光生载流子．从而使半导体的电导率发生变化，这就是光电导效应。

价带种的电子吸收光子进入导带成为导电电子，留下的空穴也导电，这就是本征吸收所产生的本征光电导。

任何温度下对任何波长的入射辐射能的吸收比都等于1，称为（ A ）.A．黑体B．灰体C．黑洞D．绝对黑体半导体中施主能级的位置位于（ A ）中.A. 禁带B. 价带C. 导带D. 满带热效应较大的光是（ C ）.A. 紫光B. 红光C. 红外D. 紫外为了实现均匀倍增，雪崩光电二极管衬底掺杂材料要求( A ).A.浓度均匀B. 浓度大C. 浓度小D. 浓度适中光纤折射率纤芯n1、包层n2、外套n 3的关系是（ B ）.A. n1> n2> n3B. n1> n3> n2C. n3> n2> n1D. n2> n3> n1硅光电二极管与硅光电池比较，前者（ A ）．A．掺杂浓度低B．电阻率低C．零偏工作D．光敏面积大卤钨灯是一种( B ).A.气体光源B. 热光源C. 冷光源D. 激光光源在光电倍增管中，产生光电效应的是( A ).A．阴极 B. 阳极 C. 倍增极 D. 玻璃窗像管中（ D ）的出现和使用，成为了第一代像管出现的标志性部件。

A. 负电子亲和势阴极；B. 电子光学系统；C．微通道板MCP； D. 光纤面板半导体结中并不存在（ D ）．A. PN结B. PIN结C. 肖特基结D.光电结光通量是辐射通量的（ A ）倍.A. 683B. 1/683C. 863D. 1/863面阵CCD主要是通过（ A ）工作.A. 电荷B. 电压C. 电流D. 电阻光度量是辐射度量的（ C ）倍．A.683B. V（λ）C.683 V（λ） D . 1/683 V（λ）任何温度下对任何波长的入射辐射能的吸收比都小于1，称为（ B ）.A．黑体B．灰体C．黑洞D．绝对黑体半导体中受主能级的位置位于（ A ）中.A. 禁带B. 价带C. 导带D. 满带属于成像的器件是（ C ）.A. LDB. LEDC. CCDD. PMT充气卤钨灯是一种( B ).A.气体光源B. 热光源C. 冷光源D. 激光光源热效应较小的光是（ D ）.A. 紫光B. 红光C. 红外D. 紫外在光电倍增管中，产生二次电子发射的是( C ).A．阴极 B.阳极 C. 倍增极 D. 玻璃窗光纤纤芯、包层、外套的折射率n1、n2、n0的关系是（ D ）.A. n1> n2> n0B. n2> n0> n1C. n0> n2> n1D. n1> n0> n2光照一定，短路电流与入射光波长的关系，属光电池的( C )特性：A. 频率;B. 伏安;C. 光谱;D. 温度．像管中（ C ）的出现和使用，成为了第二代像管出现的标志性部件。

光电技术复习题第一部分自测题一、多项选择题1.下列选项中的参数与接收器有关的有（ AD ）A．曝光量 B.光通量 C.亮度 D.照度2.光电探测器中的噪声主要包括（ ABCDE ）A．热噪声 B.散粒噪声 C.产生复合噪声 f噪声 E 温度噪声3.光电技术中应用的半导体对光的吸收主要是（ AB ）A．本征吸收 B.杂质吸收 C.激子吸收 D.自由载流子吸收 E 晶格吸收二、单项选择题1.被光激发产生的电子溢出物质表面，形成真空中的电子的现象叫做（B）A．内光电效应 B. 外光电效应 C.光生伏特效应 D.丹培效应2.当黑体的温度升高时，其峰值光谱辐射出射度所对应的波长的移动方向为（A）A.向短波方向移动B.向长波方向移动C.不移动D.均有可能3.已知某He-Ne激光器的输出功率为8mW，正常人眼的明视觉和暗视觉最大光谱光是效能分别为683lm/W和1725lm/W，人眼明视觉光谱光视效率为，则该激光器发出的光通量为（D）半导体（A）电子吸收光子能量跃迁入（），产生电子—空穴对的现象成为本征吸收。

A.价带，导带B.价带，禁带C.禁带，导带D.导带，价带5.一个电阻值为1000欧姆的电阻，在室温下，工作带宽为1Hz时，热噪声均方电压为(B)A 3nVB 4nVC 5nVD 6nV6.用照度计测得某环境下的照度值为1000lx，该环境可能是（B）A阳光直射 B阴天室外 C 工作台 D 晨昏蒙影7.已知某辐射源发出的功率为1W，该波长对应的光谱光视效率为，则该辐射源辐射的光通量为（B）A 683lm C 1276lm D 638lm8.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（D ）A 辐射照度B 辐射强度C 辐射出度D 辐射亮度9. 电磁波谱中可见光的波长范围为(A)~ B ~1um C 1~3um D 8~12um10. 已知一束激光功率为30mW 、波长为，普朗克常数S h ⋅⨯=J 10626.634-则该激光束的光子流速率N 为（A ）。

光电显示技术复习题复习题一、填空题1. 调Q技术是为了使达到MW级以上，而使分散在数百个小尖峰中辐射出来的能量集中在很短的一个时间间隔内释放。

2. 形成的位相光栅是固定在空间的，可以认为是两个相向的行波的结果。

3. 、和一起构成一个电子透镜，使电子束汇聚成一束轰击荧光屏荧光粉层。

3. LED显示屏上数据的传输方式主要有和两种，目前广为采用的是控制技术。

4. 激光电视机有三种光线处理方式：、和。

5.所谓就是对色度曲线的选择，色度曲线的不同对图像颜色、亮度、对比及色度有极大影响6.亮度是指显示器荧光屏上荧光粉发光的与其接受的电子束能量之比。

7. CRT屏幕的亮度取决于荧光粉的、及电子的。

8.利用人眼的视觉暂留特性，采用反复通断电的方式使LED器件点燃的方法就是。

9.一个电视场的8位数字视频复合信号通过8子场再现，每一子场的的时间相同，但是每一子场的的时间不同。

10. 是指每秒钟电子枪扫描过图像的个数，以为单位。

11.CRT显像管有五部分组成：、、、荧光粉层和玻璃外壳。

12. 是指液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度，即像素由暗转亮或亮转暗的速度，此值越越好。

13.所谓液晶是指在某一温度范围内，从外观看属于具有流动性的，同时又具有光学双折射性的。

14.LCD驱动方式有静态、动态、以及 4种方式。

15.典型LED显示系统一般由、和以及组成。

16．是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物质。

17. 颜色包括三个特征参数：、、。

18.将光信息写入LCD的激励方式中有方式、方式和方式。

19.等离子体显示单元的发光过程分为4个阶段：、、放电发光与维持发光和。

20.铁电陶瓷发生极化状态改变时，其-温度特性发生显著变化，出现，并服从Curie-Weiss定律。

21.液晶的物理特性是：当时导通，排列变得有序，使光线容易通过；时排列混乱，阻止光线通过。

12.彩色PDP的电流部分的功耗大致分为3部分：、和部分。

光电检测技术光电检测技术试卷(练习题库)1、光电检测系统通常由哪三部分组成？2、光电效应包括哪些？3、外光电效应4、内光电效应5、简述内光电效应的分类？6、光电导效应7、光生伏特效应8、光电池是根据什么效应制成的将光能转换成电能的器件，按用途可分为哪几种？9、激光的定义，产生激光的必要条件有什么？10、热释电器件必须在什么样的信号的作用下才会有电信号输出？11、 CCD是一种电荷耦合器件，CCD的突出特点是以什么作为信号，CCD的基本功能是什么？12、根据检查原理，光电检测的方法有哪四种？13、光热效应应包括哪三种？14、一般PSD分为两类，一维PSD和二维PSD，他们各自用途是什么？15、真空光电器件是基于什么效应的光电探测器，它的结构特点是有一个真空管，其他元件都在真空管中，真空光电器16、响应度（或称灵敏度）17、亮电流18、光电信号的二值化处理19、亮态前历效应20、热释电效应21、暗态前历效应22、简述雪崩光电二极管的工作原理？23、简述光生伏特效应与光电导效应的区别？24、简述光生伏特效应与光电导效应的联系？25、什么是敏感器？26、简述敏感器与传感器的区别？27、简述敏感器与传感器的联系？28、简述发光二极管的工作原理？29、简述PIN型的光电二极管的结构？30、简述PIN型的光电二极管的工作原理？31、简述PIN型的光电二极管的及特点？32、简述光电检倍增管的结构组成？33、简述光电检倍增管的工作原理？34、简述CCD器件的结构？35、简述CCD器件的工作原理？36、举例说明补偿测量方法的原理？37、举例说明象限探测器的应用。

38、坎德拉（Candela，cd）39、象增强管40、本征光电导效应41、信息载荷于光源的方式信息载荷于透明体的方式、信息载荷于反射光的方式、信息载荷于遮挡光的方式、信息载荷42、光源选择的基本要求有哪些？43、光电倍增管的供电电路分为负__供电与正__供电，试说明这两种供电电路的特点，举例说明它们分别适用于哪44、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？45、为什么发光二极管的PN结要加正向电压才能发光？而光电二极管要零偏或反偏才能有光生伏特效应？46、简述三种主要光电效应的基本工作原理？47、光电探测器与热电探测器在工作原理、性能上有什么区别？48、简述光电探测器的选用原则？49、简述光电池、光电二极管的工作原理及区别？50、叙述实现光外差检测必须满足的条件？51、光具有的一个基本性质是（）。

1章习题答案1 •什么是人眼的视见函数，明适应和暗适应分别是什么意思？答：由于光度测量依赖于人的视觉器官的生理特性，为了统一评价标准，引入了视见函数、也称光谱 光视效率的概念。

明适应是指正常人眼对亮度水平在几坎德拉每平方米以上的适应状态，处于明适应条件 卞的视觉叫明视觉。

正常人眼所适应的亮度水平在百分之几坎德拉每平方米以下的视觉叫暗视觉。

2. 试简述辐射量和光度量的区别。

答：对电磁辐射能量进行客观计量的学科称辐射度学，与之测量相关的物理量即为辐射量；考虑到人 眼的主观因素后的相应计量学科称为光度学；与之测量相关的即为光度量。

3. 试叙述光度量中几个光学量之间的关系。

答：几个光学量之间的关系可以如图1・3所示:4•什么是外光电效应？其代表器件是什么？答：在光的作用下，'金属或半导体材料中的电子吸收足够高的光子能量，逸出物体表面向外发射的现 彖叫做外光电效应，也叫光电发射效应。

它是真空光电器件光电阴极工作的物理基础。

其代表器件是真空 光电管，或倍增光电管。

5•什么是光生伏特效应？光伏器件有哪些，试叙述其各自的应用场合。

答：光生伏特效应是基于半导体PN 结基础上的一种将光能转换成电能的效应。

光伏器件有光电二极管、光电三极管、硅光电池等等。

6. 简述光源的分类。

答：光源可以分为自然（天然）光源和人造光源。

人造光源又可以分为物理光源和电光源。

物理光源 主要是从人工取火开始，到后来的油灯、蜡烛等。

而1879年爱迪生发明的白炽灯则开启了电光源的时代。

光源的分类如图1J1所示。

（热辐射型（白炽灯、卤铛灯）3气体就:电型（汞灯、钠灯、金卤灯，等） 光致发光型（荧光灯）2＜电致发光型（LED 、LD ） a7. 试比较气体发光型光源和热辐射型光源的不同和相同之处。

答：两者的不同之处在于：气体放电光源是利用气体放电的发光原理制成的，如高压汞灯、高压钠灯、 金属卤化物灯等。

热辐射光源是发光物体在热平衡状态下，使热能转变为光能的光源，如白炽灯，卤钩灯 等。

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—纳斯衍射必须满足的条件是 AA 超声波频率低，光波平行声波面入射，声光作用长度短B 超声波频率高，光波平行声波面入射，声光作用长度短C 超声波频率低，光波平行声波面入射，声光作用长度长D 超声波频率低，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 ABDA 声光调制B 电光波导调制C 半导体光源调制D 电光强度调制4.红外辐射的波长为[ d ] A 100-280nm B 380-440 nm C 640-770 nm D 770-1000 nm5.激光具有的优点为相干性好、亮度高与[ b ]A 多色性好B单色性好 C 吸收性强 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γ描述，在强辐射作用下AA. γ=0.5B. γ=1C. γ=1.5D. γ=28.电荷耦合器件分 [ A ]A 线阵CCD和面阵CCDB 线阵CCD和点阵CCDC 面阵CCD和体阵CCD D 体阵CCD和点阵CCD9.光通亮φ的单位是[ C ]A 焦耳 (J)B 瓦特 (W) C流明 (lm) D坎德拉(cd)10.硅光二极管主要适用于[D]A紫外光与红外光谱区 B可见光与紫外光谱区 C可见光区 D 可见光与红外光谱区13．光视效能Kλ为最大值时的波长是AA．555nm B.666nm C．777nm D.888nm14.可见光的波长范围为[C ]A 200—300nmB 300—380nmC 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C ]A 计算B 显示C 检测D 输出16. 辐射通亮φe的单位是[B ]A 焦耳 (J)B 瓦特 (W) C每球面度 (W/Sr) D坎德拉(cd)二.填空题1. 光在大气中传播，将会使光速的能量衰减，其主要因素来源于大气衰减、大气湍流效应。

思考题及其答案习题01一、填空题1、通常把对应于真空中波长在（0.38mμ）范围内的电磁辐μ）到（0.78m射称为光辐射。

2、在光学中，用来定量地描述辐射能强度的量有两类，一类是（辐射度学量），另一类是(光度学量)。

3、光具有波粒二象性，既是（电磁波），又是（光子流）。

光的传播过程中主要表现为（波动性），但当光与物质之间发生能量交换时就突出地显示出光的（粒子性）。

二、概念题1、视见函数：国际照明委员会（CIE）根据对许多人的大量观察结果，用平均值的方法，确定了人眼对各种波长的光的平均相对灵敏度，称为“标准光度观察者”的光谱光视效率V(λ),或称视见函数。

2、辐射通量：辐射通量又称辐射功率，是辐射能的时间变化率，单位为瓦(1W=1J/s)，是单位时间内发射、传播或接收的辐射能。

3、辐射亮度：由辐射表面定向发射的的辐射强度，除于该面元在垂直于该方向的平面上的正投影面积。

单位为(瓦每球面度平方米) 。

4、辐射强度：辐射强度定义为从一个点光源发出的，在单位时间内、给定方向上单位立体角内所辐射出的能量，单位为W／sr(瓦每球面度)。

三、简答题辐射照度和辐射出射度的区别是什么？答：辐射照度和辐射出射度的单位相同，其区别仅在于前者是描述辐射接收面所接收的辐射特性，而后者则为描述扩展辐射源向外发射的辐射特性。

四、计算及证明题证明点光源照度的距离平方反比定律，两个相距10倍的相同探测器上的照度相差多少倍？答：2224444R I R I dA d E R dA d E R II===∴=ππφπφφπφ＝的球面上的辐射照度为半径为又＝的总辐射通量为在理想情况下，点光源设点光源的辐射强度为ΘΘ ()122222222211221211001001010E E L IE L I L I L I E R I E L L L L =∴====∴==ΘΘ又的距离为第二个探测器到点光源，源的距离为设第一个探测器到点光 习题02一、填空题1、物体按导电能力分（绝缘体）（半导体）（导体）。

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。

1、简述题:2、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。

3、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。

光电技术第一章参考答案1辐射度量与光度量的根本区别是什么？为什么量子流速率的计算公式中不能出现光度量？答：为了定量分析光与物质相互作用所产生的光电效应，分析光电敏感器件的光电特性，以及用光电敏感器件进行光谱、光度的定量计算，常需要对光辐射给出相应的计量参数和量纲。

辐射度量与光度量是光辐射的两种不同的度量方法。

根本区别在于：前者是物理（或客观）的计量方法，称为辐射度量学计量方法或辐射度参数，它适用于整个电磁辐射谱区，对辐射量进行物理的计量；后者是生理（或主观）的计量方法，是以人眼所能看见的光对大脑的刺激程度来对光进行计算，称为光度参数。

因为光度参数只适用于0.38~0.78um 的可见光谱区域，是对光强度的主观评价，超过这个谱区，光度参数没有任何意义。

而量子流是在整个电磁辐射，所以量子流速率的计算公式中不能出现光度量。

光源在给定波长λ处，将λ～λ+d λ范围内发射的辐射通量d Φe ，除以该波长λ的光子能量h ν，就得到光源在λ处每秒发射的光子数，称为光谱量子流速率。

2 试写出 e φ、e M 、e I 、e L 等辐射度量参数之间的关系式，说明它们与辐射源的关系。

答：辐（射）能：以辐射形式发射、传播或接收的能量称为辐（射）能，用符号表示，其计量单位为焦耳（J ）。

e Q e Q 辐（射）通量e φ：在单位时间内，以辐射形式发射、传播或接收的辐（射）能称为辐（射）通量，以符号e φ表示，其计量单位是瓦（W ），即 e φ =dt dQ e 。

辐（射）出（射）度：对面积为A 的有限面光源，表面某点处的面元向半球面空间内发射的辐通量d e M e φ与之，该面元面积d 比，定义为辐（射）出（射）度e M 即M A e =dA d e φ。

其计量单位是瓦每平方米[W/m 2]。

辐（射）强度：对点光源在给定方向的立体角元e I Ωd 内发射的辐射通量e d φ，与该方向立体角元Ωd 之比，定义为点光源在该方向的辐（射）强度，即e I e I =Ωd de φ，辐射强度的计量单位是瓦特每球面度（W/sr ）。

光电技术练习题一、选择题1. 光电效应是指（）。

A. 光线经过媒质传播B. 光线不被媒质吸收传播C. 光线与物质相互作用产生电磁波D. 光线与物质相互作用产生电子运动2. 下列关于光电效应的说法错误的是（）。

A. 逸出功与金属种类无关B. 频率越高，逸出电子的动能越大C. 逸出电子动能与光强度成正比D. 光电效应只发生在金属上3. 当光频率不变时，通过光电效应逸出电子的动能与入射光的（）成正比。

A. 光强度B. 波长C. 速度D. 相位4. 下列关于光电效应的解释错误的是（）。

A. 光的粒子性表现为光子B. 光照射在金属上，金属中的电子受到能量转移而逸出C. 波动模型可以解释光电效应D. 逸出速度与光子的能量有关5. 关于光电管的说法正确的是（）。

A. 光电子发射是通过第一级光电倍增效应实现的B. 光电流的强度与入射光的频率无关C. 光电流的强度与入射光的光强度成正比D. 光电子发射是通过光电效应实现的二、填空题1. 光电效应在（）年被爱因斯坦解释。

2. 光电效应是电磁辐射与物质的（）相互作用的结果。

3. 光电效应起源于金属内的（）。

4. 入射光的频率达到临界频率时，逸出电子的动能为（）。

三、计算题1. 入射在铝金属上的光的波长为500nm，计算逸出的电子动能。

（已知铝金属的逸出功为4.08eV）（解答）根据能量守恒定律，光子的能量等于电子的逸出功加上电子的动能。

光子的能量: E = hc/λ，其中h为普朗克常数，c为光速，λ为入射光的波长。

电子的逸出功: W = 4.08 eV逸出电子的动能: K = E - W代入数值计算：E = (6.63e-34 J·s * 3e8 m/s) / (500e-9 m) ≈ 3.98 eVK = 3.98 eV - 4.08 eV ≈ -0.1 eV由于逸出电子动能为负数，说明电子无法逸出。

2. 光照射在钠金属上的波长为400 nm的入射光，计算逸出的电子动能。