光电技术课后习题和答案

图1一、 名词解释(每小题3分，总共15分)1.坎德拉(Candela,cd)2.外光电效应3.量子效率4. 象增强管5. 本征光电导效应二、 填空题(每小题3分，总共15分)1. 光电信息变换的基本形式 、 、 、 、 、 。

2.光电倍增管是一种真空光电器件，它主要由 、 、 、 和 组成。

3. 发光二极管(LED)是一种注入电致发光器件，他由P 型和N 型半导体组合而成。

其发光机理可以分为和 。

4. 产生激光的三个必要条件是 。

5. 已知本征硅的禁带宽度为g E ，要使该材料有光电子产生，其入射光波的最大波长为 。

三、如图1所示的电路中，已知R b =820Ω,R e =3.3K Ω,U W =4V R p ,当光照度为40lx 时，输出电压为6V ，80lx 是为9V 。

设光敏电阻在γ值不变。

试求：(1) 输出电压为8V 时的照度；（2）若e R 增加到6 K Ω，输出电压仍然为8V ，求此时的 (3) 输出电压为8V 时的电压灵敏度。

四、如果硅光电池的负载为R L 。

(10分)(1)、画出其等效电路图；(2)、写出流过负载的电流方程及开路电压和短路电流； (3)、标出等效电路图中电流方向。

五、简述PIN 光电二极管的工作原理。

为什么PIN 管比普通光电二极管好？ (10分)六、 1200V 负高压供电，具有11级倍增的光电倍增管，若倍增管的阴极灵敏度S K 为20uA/lm ，阴极入射光的照度为0.1Lx ，阴极有效面积为2cm 2，各倍增极二次发射系数均相等(4=δ)，光电子的收集率为98.00=ε，各倍增极的电子收集率为95.0=ε。

(提示增益可以表示为NG )(0εδε=) (15分)(1) 计算光电倍增管的放大倍数和阳极电流。

(2) 设计前置放大电路，使输出的信号电压为200mV ，求放大器的有关参数，并画出原理图。

七、 简述CCD 的两种基本类型，画出用线阵CCD 测量微小物体(小于100微米)原理简图，并分析测量原理。

光电技术答案现代随着时代的发展，电工越来越吃香，我们看看下面的电子电工技术试题答案，欢迎阅读哦！一、填空1、倒闸操作方式时，不容许将设备的电气和机械严防误操作枪机装置（中止），特定情况下例如须要（中止），必须通过值长同意。

2、带电装表接电工作时，应采取防止（短路）和（电弧灼伤）的安全措施。

3、各类作业工人应当被知会其作业现场和工作岗位存有的（危险因素）、防范措施及（事故应急处置措施）。

4、凡在离地面（2）m及以上的地点进行的工作，都应视作（高处）作业。

5、变压器在运转中，其总损耗就是随功率的变化而变化的，其中（铁耗）就是维持不变的，而（铜耗）就是变化。

6、随着负载的变化，变压器的效率也在发生变化。

当（可变损耗）等于（不变损耗）时，其效率将最高。

7、电焊变压器必须存有较低的（电抗），而且可以（调节），其外特性应当就是（陡降）的。

8、绝缘处理工艺主要包括（预烘、浸漆和干燥）三个过程。

9、异步电动机搞耐压试验时，当电压升至（半值）后，应当逐渐跌至全值，通常不少于（10 秒），以免受到冲击电压的影响，然后维持（1）分钟，再降到（半值）以下阻断电源。

10 、交流控制电机可分为（伺服电机、测速发电机和自整角机）三大类。

11 、触点的电磨损就是由触点间（电弧）或（电火）的高温并使触点金属气化和蒸以导致的，机械磨损就是由于触点接触面（喷发）导致的。

12 、交流接触器的栅片灭弧原理是由于触点上方的铁质栅片（磁阻很小），电弧上部磁通大都进入（栅片），使电弧周围空气中的磁场分布形式（上疏下密），将电弧拉入灭弧栅。

电弧被栅片分割多若干短弧，使起弧电（高于），电源电压并产（阴极）效应，栅片又大量吸收电弧的（热量），所电弧被熄灭。

13 、触点压力存有（终压力）和（初压力）之分后。

触点的终压力主要依赖于触点的（材料）与导体的容许（温升）以及电机（稳定性），触点被压力对于交流接触器通常按终压力的（65%~90%）调整，直流接触器按终压力的（60%~80%）调整。

第一章1.举例说明你知道的检测系统的工作原理激光检测一激光光源的应用用一定波长的红外激光照射第五版人民币上的荧光字，会使荧光字产生一定波长的激光，通过对此激光的检测可辨别钞票的真假。

山于仿制困难，故用于辨伪很准确。

2.简述光电检测系统的组成和特点组成：（1）光学变换：时域变换-------调制振幅，频率，相位，脉宽空域变换-------光学扫描光学参量调制：光强，波长，相位，偏振形成能被光电探测器接收，便于后续电学处理的光学信息。

（2）光电变换，变换电路，前置放大将信息变为能够驱动电路处理系统的电信息（电信号的放大和处理）（3）电路处理放大，滤波，调制，解调，A/D，D/A，微机与接口，控制。

第二章1.试归纳总结原子自发辐射，受激吸收，受激辐射三个过程的基本特征。

自发辐射：处于激发态的原子在激发态能级只能一段很短的时间，就自发地跃迁到较低能级中去，同时辐射出光子。

受激辐射：在外来光的作用下，原子从激发态能级跃迁到低能级，并发射一个与外来光完全相同的光子。

受激吸收：处于低能级的原子，在外来光的作用下，吸收光子的能量向高能级跃迁。

2.场致发光（电致发光）有哪几种形式，各有什么特点结型电致发光（注入式发光）：在p-n结结构上面加上正向偏压(即p区接电源正极，n区接电源负极)时，引起电子由n区流入(在物理上称为“注入”)p区，空穴由p区流入n区，发生了电子和空穴复合而产生发光。

粉末电致发光：这是在电场作用下，晶体内部电子与空穴受激复合产生的发光现象。

两电极夹有发光材料薄膜电致发光：薄膜电致发光和粉末电致发光相似，也是在两电极间夹有发光材料，但材料是一层根薄的膜，它和电极直接接触，不混和介质。

3.为什么发光二极管的PN结要加正向电压才能发光加正向偏压时，外加电压削弱内建电场，使空间电荷区变窄，载流子的扩散运动加强，构成少数载流子的注入，产生电子和空穴的复合，从而释放能量，并产生电致发光现象。

4.发光二极管的外量子效率与射出的光子数，电子空穴对数，半导体材料的折射率有关。

教材：安毓英，刘继芳，李庆辉编著《光电子技术》，北京：电子工业出版社，2002《光电子技术》习题解答习 题11.1 设在半径为R c 的圆盘中心法线上，距盘圆中心为l 0处有一个辐射强度为I e 的点源S ，如图所示。

试计算该点源发射到盘圆的辐射功率。

解答：根据辐射功率的定义及立体角的计算公式：ΩΦd d ee I =，202πd l R c =Ω 202e πd d l R I I c e e ==ΩΦ1.2 如图所示，设小面源的面积为∆A s ，辐射亮度为L e ，面源法线与l 0的夹角为θs ；被照面的面积为∆A c ，到面源∆A s 的距离为l 0。

若θc 为辐射在被照面∆A c 的入射角，试计算小面源在∆A c 上产生的辐射照度。

第1题图第2题图用定义r r e e A dI L θ∆cos =和A E ee d d Φ=求解。

1.4 霓虹灯发的光是热辐射吗？ 不是热辐射。

是电致发光。

1.6 从黑体辐射曲线图可以看出，不同温度下的黑体辐射曲线的极大值处的波长λm 随温度T 的升高而减小。

试由普朗克热辐射公式导出常数=T m λ。

这一关系式称为维恩位移定律，其中常数为2.898⨯10-3m ∙K 。

解答：普朗克热辐射公式求一阶导数，令其等于0，即可求的。

教材P81.7 黑体辐射曲线下的面积等于等于在相应温度下黑体的辐射出射度M 。

试有普朗克的辐射公式导出M 与温度T 的四次方成正比，即4T ⨯=常数M这一关系式称斯特藩-波耳兹曼定律，其中常数为5.67⨯10-8W/m 2K 4 解答：教材P9，并参见大学物理相关内容。

1.9常用的彩色胶卷一般分为日光型和灯光型。

你知道这是按什么区分的吗？按色温区分。

1.10 dv v ρ为频率在dv v v +~间黑体辐射能量密度，λρλd 为波长在λλλd +~ 间黑体辐射能量密度。

已知 ()[]1exp 833-=T k hv c hv B v πρ ，试求λρ。

光电成像原理及技术课后题答案第⼀章5.光学成像系统与光电成像系统的成像过程各有什么特点？在光电成像系统性能评价⽅⾯通常从哪⼏⽅⾯考虑？答：a、两者都有光学元件并且其⽬的都是成像。

⽽区别是光电成像系统中多了光电装换器。

b、灵敏度的限制，夜间⽆照明时⼈的视觉能⼒很差；分辨⼒的限制，没有⾜够的视⾓和对⽐度就难以辨认；时间上的限制，变化过去的影像⽆法存留在视觉上；空间上的限制，隔开的空间⼈眼将⽆法观察；光谱上的限制，⼈眼只对电磁波谱中很窄的可见光区感兴趣。

6．反映光电成像系统光电转换能⼒的参数有哪些？表达形式有哪些？答：转换系数：输⼊物理量与输出物理量之间的依从关系。

在直视型光电成像器件⽤于增强可见光图像时，被定义为电镀增益G1，光电灵敏度：或者：8.怎样评价光电成像系统的光学性能？有哪些⽅法和描述⽅式？答，利⽤分辨⼒和光学传递函数来描述。

分辨⼒是以⼈眼作为接收器所判定的极限分辨⼒。

通常⽤光电成像系统在⼀定距离内能够分辨的等宽⿊⽩条纹来表⽰。

光学传递函数：输出图像频谱与输⼊图像频谱之⽐的函数。

对于具有线性及时间、空间不变性成像条件的光电成像过程，完全可以⽤光学传递函数来定量描述其成像特性。

第⼆章6.影响光电成像系统分辨景物细节的主要因素有哪些？答：景物细节的辐射亮度（或单位⾯积的辐射强度）；景物细节对光电成像系统接受孔径的张⾓；景物细节与背景之间的辐射对⽐度。

第三章13.根据物体的辐射发射率可见物体分为哪⼏种类型？答：根据辐射发射率的不同⼀般将辐射体分为三类：⿊体，=1；灰体，<1,与波长⽆关；选择体，<1且随波长和温度⽽变化。

14.试简述⿊体辐射的⼏个定律，并讨论其物理意义。

答：普朗克公式：普朗克公式描述了⿊体辐射的光谱分布规律，是⿊体理论的基础。

斯蒂芬-波尔滋蔓公式：表明⿊体在单位⾯积上单位时间内辐射的总能量与⿊体温度T的四次⽅成正⽐。

维恩位移定律：他表⽰当⿊体的温度升⾼时，其光谱辐射的峰值波长向短波⽅向移动。

第一章1.举例说明你知道的检测系统的工作原理激光检测一激光光源的应用用一定波长的红外激光照射第五版人民币上的荧光字，会使荧光字产生一定波长的激光，通过对此激光的检测可辨别钞票的真假。

山于仿制困难，故用于辨伪很准确。

2.简述光电检测系统的组成和特点组成：（1）光学变换：时域变换-------调制振幅，频率，相位，脉宽空域变换-------光学扫描光学参量调制：光强，波长，相位，偏振形成能被光电探测器接收，便于后续电学处理的光学信息。

（2）光电变换，变换电路，前置放大将信息变为能够驱动电路处理系统的电信息（电信号的放大和处理）（3）电路处理放大，滤波，调制，解调，A/D，D/A，微机与接口，控制。

第二章1.试归纳总结原子自发辐射，受激吸收，受激辐射三个过程的基本特征。

自发辐射：处于激发态的原子在激发态能级只能一段很短的时间，就自发地跃迁到较低能级中去，同时辐射出光子。

受激辐射：在外来光的作用下，原子从激发态能级跃迁到低能级，并发射一个与外来光完全相同的光子。

受激吸收：处于低能级的原子，在外来光的作用下，吸收光子的能量向高能级跃迁。

2.场致发光（电致发光）有哪几种形式，各有什么特点结型电致发光（注入式发光）：在p-n结结构上面加上正向偏压(即p区接电源正极，n区接电源负极)时，引起电子由n区流入(在物理上称为“注入”)p区，空穴由p区流入n区，发生了电子和空穴复合而产生发光。

粉末电致发光：这是在电场作用下，晶体内部电子与空穴受激复合产生的发光现象。

两电极夹有发光材料薄膜电致发光：薄膜电致发光和粉末电致发光相似，也是在两电极间夹有发光材料，但材料是一层根薄的膜，它和电极直接接触，不混和介质。

3.为什么发光二极管的PN结要加正向电压才能发光加正向偏压时，外加电压削弱内建电场，使空间电荷区变窄，载流子的扩散运动加强，构成少数载流子的注入，产生电子和空穴的复合，从而释放能量，并产生电致发光现象。

4.发光二极管的外量子效率与射出的光子数，电子空穴对数，半导体材料的折射率有关。

光电子技术课后答案期末考试一、简答题（共10题，每题2分）1.光电效应是指什么现象？请举例说明。

光电效应是指当光照射到金属表面时，金属中的自由电子被光子激发后脱离金属表面成为自由电子的现象。

例如，太阳能电池中的光电效应将太阳光转化为电能。

2.光纤通信的工作原理是什么？光纤通信是利用光纤作为传输介质，通过光的全反射来传输信号。

光信号被转换为光脉冲后，通过发射器发送到光纤中。

光脉冲沿着光纤传输，在传输过程中会发生衰减和色散，因此需要使用光纤放大器和补偿器来补偿这些损耗。

最后，光脉冲到达接收器，转换为电信号进行解析和处理。

3.请简述激光有哪些特点，并说明其应用领域。

激光具有单色性、方向性、相干性和高亮度等特点。

单色性指激光是单一频率的光束；方向性指激光具有非常狭窄的束发散角，能够聚焦在非常小的区域；相干性指激光光束的波长相位关系保持稳定；高亮度指激光具有很高的光功率密度。

激光的应用领域非常广泛，包括激光加工、医疗器械、通信、测量仪器等。

它在材料切割、焊接、打标、光刻等方面有重要应用；在医学领域，激光被用于手术切割、皮肤美容等；在通信领域，激光被用于高速光纤通信；在测量仪器中，激光被用于测距、测速等。

4.光栅的工作原理是什么？光栅是一种光学元件，可以通过光的干涉作用将入射光分解成多个不同波长的次级光波。

光栅的工作原理基于光的干涉，当入射光线通过光栅时，光栅上的间隙会产生光的干涉，使得光被分解成不同波长的光，从而形成光的光谱。

光栅的分辨本领取决于光栅的刻线数量和入射光的波长。

5.请简述光电二极管的结构和工作原理。

光电二极管是一种半导体器件，其结构由P型半导体和N型半导体组成。

当光线照射到P-N结上时，光子激发了半导体材料中的电子，使其跃迁到导带中，产生电子-空穴对。

这些电子-空穴对在电场的作用下会转移到两侧的电极上，产生电流。

6.光电二极管的特性曲线是什么样的？光电二极管的特性曲线呈现出光电流和反向饱和电流之间的关系。

光电技术答案光电技术是指利用光和电的相互作用，实现信息的传输、处理和存储的一种技术。

在现代科技高度发达的年代，光电技术已经在各个领域中扮演着重要角色。

本文将从多个角度探讨光电技术的应用，为读者提供一些关于光电技术的答案和思考。

一、光电技术在通信领域中的应用随着人们对通信的需求不断增长，光电技术在通信领域中的应用越来越广泛。

其中，光纤通信是由光电技术驱动的通信方式之一。

通过将信息转换成光信号，然后通过光纤进行传输，可以实现远距离、高速率的数据传输。

而光电技术也是实现无线通信的核心技术，例如无线光通信技术的出现，解决了传统无线通信中信道容量有限的问题。

二、光电技术在能源领域中的应用能源开发和利用一直是全球性的关注焦点，而光电技术则在解决能源问题方面发挥着重要作用。

太阳能光电技术就是一个例子。

通过光电池将太阳光转化为电能，可以为人们提供可再生的清洁能源。

光电池同时还可以作为光热转换器，将太阳能转化为热能，用于供暖或者其他热能需求。

此外，光电技术还能应用于风能、潮汐能等其它可再生能源的开发与利用中。

三、光电技术在医疗领域中的应用光电技术在医疗领域中的应用也十分重要。

光电技术的发展使得医疗诊断、治疗方法得到了革命性改变。

例如，光电技术可以应用于光学成像领域，实现对人体内部组织和器官的无创检测。

光电技术还可用于激光手术、激光治疗和光动力疗法等领域，帮助人们更好地治疗疾病。

四、光电技术在生活中的应用除了前面提到的领域，光电技术在日常生活中也有着广泛的应用。

例如，光电技术可以应用于照明领域，发展出更高效、更节能的照明设备。

光电技术还可以应用于显示器技术，使得电子产品的屏幕显示更加清晰、细腻。

另外，光电技术还有用于光催化、光电子器件等方面的应用。

总结起来，光电技术在通信、能源、医疗和生活等领域中都发挥着重要作用。

它的应用不仅提高了效率，改善了生活质量，同时也为环境保护和可持续发展做出了贡献。

随着科技的不断进步和创新，相信光电技术会在未来发展中迎来更加广阔的前景，为人类社会带来更多的便利和进步。