第一章习题
1、解释概念：
辐射出射度，辐射强度，辐射亮度Le ，照度，稳定腔和非稳定腔
2、教材1.1题和1.3题。
3、如图所示，设点源的辐射强度为I，它与被照面上x点处面积元dA的距离为l，dA的法线与l的夹角为q。求点源在被照面dA上产生的辐射照度。
4、已知波长l＝400nm光的光视效率Vl= 0.0004 ，该波长上1W的光功率可以产生的光通量为多少？
5、假设人体辐射符合黑体辐射规律，人体的温度为310K，求其峰值辐射波长和辐射出射度。
6、简述题：
维恩位移定律;普朗克定律（公式）;斯忒藩-玻尔兹曼定律;
7、什么是朗伯辐射体（或余弦辐射体）？朗伯辐射体的Le与Me有什么样的关系？
8、什么是光视效能？什么是光视效率？在哪个波长光视效能最大？该波长的光视效能和光视效率各是多少？
9、简述激光产生的条件、激光器的主要组成及各部分的作用是什么？
10、何谓激光的纵模和横模？基模激光束有什么特点？
11、固体激光器主要采用哪种泵浦方式？举几个固体激光器例子。气体激光器主要采用哪种泵浦方式？举几个气体激光器例子。
12、半导体激光器主要有哪些特性？
第二章习题
1、解释概念：大气窗口、电光效应、半波电压、声光效应、法拉第效应、弱导光纤；
2、简述大气对光辐射的衰减因素和主要吸收气体。在红外波段有哪几个窗口？位于哪些波段？
3、何为大气湍流效应，大气湍流对光电探测系统有什么影响？
4、请设计一个电光光开关（详细组成），并说明其工作原理。
5、简述拉曼-纳斯衍射和布喇格衍射产生的条件及其特点。
6、简述引起光纤衰减的原因。光纤的衰减特性用什么指标来衡量？它是如何定义的？石英光纤衰减最小的波长是多少？
7、光纤的折射率分布主要有那两种？平方律折射率分布光纤有什么特点？阶跃光纤单模传输的条件是什么？
8、什么是光纤色散？色散对光纤通信系统有什么影响？简述产生光纤色散的原因有哪些。
9、光纤色散、带宽和脉冲展宽之间有什么关系？对光纤传输容量有什么影响？
1 《 光电检测技术 》教学大纲
课程代码：
课程中文名：光电检测技术
课程英文名：
课程类别： 专业技术科
适用专业： 光伏材料应用、光伏发电应用、电子技术等专业
课程学时： 48学时
课程学分： 3学分
一、 课程的专业性质、地位和作用（目的）
1、性质：必修
2、地位：光电检测技术是光学与电子学技术相结合而产生的一门新型检测技术，它是利用电子技术对光学信息进行检测，并进一步传递、存储、控制、计算和显示。光电检测技术是现代检测技术最重要的手段和方法之一。
3、作用：通过本课程的教学，使学生了解和掌握各种光电器件的结构、工作原理、工作过程、工作特性及其基本的应用，培养学生通过了解器件的性能特点来搭建检测系统的能力，培养学生学习的能力和综合运用知识的能力，培养学生理论联系实际的学风和科学态度，提高学生的分析处理实际问题的能力，为以后
2 的工作和学习打下基础。
二、 教学内容、学时分配和教学的基本要求
第一章 光电检测应用中的基础知识 6学时，其中理论教学 6 学时，实践或其他教学 0 学时
1.1 辐射度学和光度学基本概念
1.2 半导体基础知识
1.3 基本概念
1.4 光电探测器的噪声和特性参数
重点: 辐射度学和光度学基本概念
难点: 光电探测器的噪声和特性参数
教学要求:本章介绍了光电检测应用中的基础知识，要求学生对基本概念有理解，进而掌握光电探测器的噪声及特性参数
第二章 光电检测中的常用光源 3学时，其中理论教学 3学时，实践或其他教学0学时
2.1 光源的特性参数
2.2 热辐射源
2.3 气体放电光源
2.4 固体发光光源
2.5 激光器
重点：光源的特性参数
难点：气体、固体发光光源和激光器的工作原理
教学要求:本章要求学生掌握各种固体发光的工作原理及其应用
3
第三章 结型光电器件 6 学时，理论教学6 学时，实践或其他教学 0学时
《光电检测技术》实验指导书
丁松
南京工业大学自动化学院
2006-04-17
目 录
实验一 光敏电阻特性实验……………………………………1
实验二 光敏电阻开关设计实验………………………………4
实验三 光栅位移实验…………………………………………6
实验四 面阵CCD电荷耦合器件应用实验——线径测量……9
实验五 光电二极管、三极管特性实验………………………12
实验六 光电池特性实验………………………………………16
实验一 光敏电阻特性实验
一．实验目的
1. 了解光敏电阻的光电特性、伏安特性。
二．实验内容
1． 偏置电压一定时，光敏电阻的阻值和照度的对应关系。
2． 照度一定时，光敏电阻的偏置电压与其电流的对应关系。
3． 照度改变时，光敏电阻的偏置电压和电流的对应关系。
三．实验设备及仪器
1． 直流稳压电源。
2． 光敏电阻。
3． 相关信号处理单元。
四. 实验线路及原理
光敏电阻是一种当光照射材料表面被吸收后，在其中激发载流子，使材料导电性能发生变化的内光电效应器件。当加上一定电压后，光生载流子在电场的作用下沿一定方向运动在电路中产生电流，达到光电转换的目的。
当入射光的照度一定时，电路中的电流与光敏电阻的偏置电压存在一定的关系。
由于光激发所产生的载流子会改变光敏电阻的电导值，而在没有光照的情况下热激发所产生的载子同样也会改变光敏的电导值，只是对于光敏电阻而言光电导起主要作用。所以，光敏电阻在光照条件下，总电流由两部分组成：亮电流=光电流+暗电流。 - 2 -
光敏电阻单元接线图
五. 实验方法与步骤
1、直流稳压电源置12V档，光敏电阻探头用专用导线一端连接后，插入照度实验架上传感器安装孔，导线另一端插入面板上“光敏电阻Ti”插口。
2、开启电源及光强开关，并将“光强/加热”开关置5档，此时入射照度最大。同时检查加热开关是否关闭。
3、在“光敏电阻单元”如图1-1接线。
9.1.2 序列光电信号的二值化处理
二值化处理是把图像和背景作为分离的二值图像对待。例如，
光学系统把被测物体的直径成像在CCD光敏元件上，由于被测物
与背景在光强上强烈变化，反映在CCD视频信号中所对应的图像
边界处会有急剧的电平变化。
1. 硬件二值化处理方法
针对线阵CCD输出的视频信号为例，讨论序列光电信号的硬
件二值化处理方法。
序列光电信号的硬件二值化处理方法常分为固定阈值和浮动
阈值二值化处理方法。
⑴固定阈值法
图9-5(a)所示为序列光电信号的固定阈值二值化电路中，CCD视频信号的幅度稍稍大于阈值电压(电压比较器反相输入端的电位)时，电压比较器输出信号变为高电平；CCD视频信号小于等于阈值电压时，电压比较器的输出电平为低电平。CCD视频信号经电压比较器后输出如图9-5(b)所示的二值化方波信号。•⑵浮动阈值法
图9-6所示为线阵CCD的浮动阈值二值化电路的原理图。
图9-7所示为序列光电信号浮动阈值二值化电路的工作波形图。•2. 微分法实现的二值化处理方法9.2 光电信号的二值化数据采集与接口方法
CCD在对物体外型尺寸、位置、振动等的测量应用中常采
用二值化处理方法。
1. 硬件二值化数据采集方法
硬件二值化数据采集电路的工作波形如图9-11所示。
•2.
边沿送数法二值化数据采集计算机接口
图9-12所示为边沿送数法二值化数据采集计算机接口电路
的原理方框图。
工作脉冲波形如图9-13所示。•9.3 光电信号的量化处理与A/D数据采集
9.3.3序列光电信号的量化处理
本节以CCD输出的信号为序列光电信号的典型信号讨论其量化
处理问题。CCD输出的信号分为线阵与面阵CCD两种，尽管它们的
输出形式千差万别，但是它们都是时间的函数，属于时序信号。对
于时序信号的量化处理过程通常要用到低通滤波器、采样保持器和
A/D转换器等功能器件，这些功能器件的基本特性可参考相关电子
技术教材。本节将通过介绍常用于线阵CCD输出信号量化处理的高
