第一章自光电二极管列阵

复习指南注：答案差不多能在书上找到的都标注页数了，实在找不到的或者PPT上的才打在题后面了，用红色和题干区分。

特此感为完善本文档所做出贡献的各位大哥。

(页码标的是白廷柱、金伟其编著的光电成像原理与技术一书)1.光电成像系统有哪几部分组成?试述光电成像对视见光谱域的延伸以及所受到的限制(长波限制和短波限制)。

(辐射源，传输介质，光学成像系统，光电转换器件，信息处理装置。

P2-4)答:辐射源，传输介质，光学成像系统，光电转换器件，信息处理装置。

[1]电磁波的波动方程该方程电磁波传递图像信息物空间和像空间的定量关系，通过经典电磁场理论可以处理电磁波全部的成像问题[2]收到的限制：当电磁波的波长增大时，所能获得的图像分辨力将显著降低。

对波长超过毫米量级的电磁波而言，用有限孔径和焦距的成像系统所获得的图像分辨力将会很低。

因此实际上己排除了波长较长的电磁波的成像作用。

目前光电成像对光谱长波阔的延伸仅扩展到亚毫米波成像。

除了衍射造成分辨力下降限制了将长波电磁波用于成像外，用于成像的电磁波也存在一个短波限。

通常把这个短波限确定在X 射线(Roentgen 射线)与y 射线(Gamma 射线)波段。

这是因为波长更短的辐射具有极强的穿透能力，所以，宇宙射线难以在普通条件下聚焦成像。

2.光电成像技术在哪些领域得到广泛的应用?光电成像技术突破了人眼的哪些限制?(P5)答：[1]应用：(1)人眼的视觉特性(2)各种辐射源及目标、背景特性(3)大气光学特性对辐射传输的影响(4)成像光学系统(5)光辐射探测器及致冷器(6)信号的电子学处理(7)图像的显示[2]突破了人眼的限制:(1)可以拓展人眼对不可见辐射的接受能力(2)可以拓展人眼对微弱光图像的探测能力(3)可以捕捉人眼无法分辨的细节( 4)可以将超快速现象存储下来3.光电成像器件可分为哪两大类?各有什么特点?(P8)固体成像器件主要有哪两类?(P9，CCD CMOS)答：[1]直视型：用于直接观察的仪器中，器件本身具有图像的转换、增强及显示等部分，可直接显示输出图像，通常使用光电发射效应，也成像管.[2]电视型：于电视摄像和热成像系统中。

光电二极管阵列电路
光电二极管阵列电路是一种常用于电子设备中的电路，其作用是
将光信号转化为电信号。

本文将从以下几个方面介绍光电二极管阵列
电路的相关知识。

一、光电二极管的基本原理
光电二极管是一种能够将光信号转换为电信号的设备，其基本原
理是利用半导体材料的光敏效应来进行光电转换。

当光线照射到光电
二极管上时，其内部的半导体材料会产生电荷，从而产生电流。

二、光电二极管阵列电路的组成
光电二极管阵列电路由多个光电二极管通过各自的输出端与集中
式输出器相连，形成一个并联的电路，一般而言，光电二极管的阵列
电路中需要包含对光信号的放大电路、滤波电路、开关电路等。

三、光电二极管阵列电路的应用领域
光电二极管阵列电路广泛应用于数据通信与图像传输等领域，例
如数码相机、光电测量系统、扫描仪等。

四、光电二极管阵列电路的优点和缺点
光电二极管阵列电路具有响应速度快、精度高、频段宽等优点，
但其阵列性质会导致系统对外界环境抗干扰性能不佳、价格高等缺点。

五、光电二极管阵列电路的发展趋势
随着科技的不断进步，光电二极管阵列电路在未来的发展中将继
续向着小型化、集成化的方向发展，同时在滤波、增强信噪比、提高
灵敏度等方面也将有所创新。

综上所述，光电二极管阵列电路作为一种重要的电路组成元件，
在现代电子设备中发挥着重要的作用。

了解其基本原理和应用领域，
以及其优缺点和发展趋势，有助于我们更好地应用它们。

《光电探测与信号处理》课程教学大纲课程编号：ABJD0518课程中文名称：光电检测技术课程英文名称:Photoe1ectricDetectionandSigna1Processing课程性质：专业选修课课程学分数：3学分课程学时数：48学时授课对象：电子科学与技术专业本课程的前导课程：半导体物理学、光电子学、数字电路、模拟电路一、课程简介介绍光电检测系统的构成和应用基础知识。

重点叙述了光电检测过程中常用的光源和各种性能的探测器，并对目前光电子学的前沿技术作了简单介绍。

二、教学基本内容和要求第一章光电探测基础主要教学内容：(I)x光电系统描述；(2)、光电探测器的物理效应；(3)、光电探测器性能参数；(4)、探测器主要性能参数测试。

教学要求：掌握光的概念及有关参量，了解物体热辐射，理解辐射度参量与光度参量的关系。

理解光电技术中涉及的光学基本定律，掌握光强、光通量和照度的单位。

重点：光电探测器的物理效应难点：光电探测器的噪声第二章点探测器主要教学内容：(1)、光电检测器件概念和特点；(2)、光电检测器件基本特性参数；(3)、光电管、光电倍增管；(4)、半导体光电器件■光敏电阻，光电池，光敏二极管，光敏三极管；(5)、光电象限探测器和位敏探测器；(6)、光热探测器。

教学要求：掌握光电检测器件的特性参数，光电倍增管及半导体光电检测器件的原理、特性和应用。

重点：各种半导体光电器件的工作原理。

难点：光电象限探测器和位敏探测器的工作原理°第三章直接探测和外差探测主要教学内容：(1)、直接探测系统的性能分析；(2)、提高输入信噪比的光学方法；(3)、光频外差探测的基本原理；(4)、光频外差探测的信噪比分析；(5)、光频外差探测系统。

教学要求：了解直接探测系统和外差探测系统的特点，熟悉提高信噪比的方法，掌握维纳滤波器和匹配滤波器的结构和设计原理。

重点：提高输入信噪比的光学方法难点：取样积分器和光子计数的工作原理，第四章像探测器主要教学内容：（I）x真空摄像管；（2）、自扫描光电二极管阵列；（3）、CCD摄像器件；（4）、电荷注入器件CID；（5）、CMe）S图像传感器；（6）、固体图像传感器主要特性参数。

最新国家开放大学电大《传感器与测试技术（本）》网络核心课形考网考作业及答案100%通过考试说明：2018年秋期电大把《传感器与测试技术》网络核心课纳入到“国开平台”进行考核，它共有四个形考任务，针对该门课程，本人汇总了该科所有的题，形成一个完整的标准题库，并且以后会不断更新，对考生的复习、作业和考试起着非常重要的作用，会给您节省大量的时间。

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形考作业1一、判断题（共20小题，每小题5分，共100分）题目11．测试技术在自动控制系统中也是一个十分重要的环节。

选择一项：对错题目22．金属应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏系数小。

选择一项：对错题目33．热敏电阻传感器的应用范围很广，但是不能应用于宇宙飞船、医学、工业及家用电器等方面用作测温使用。

选择一项：对错题目44．电容式传感器的结构简单，分辨率高，但是工作可靠性差。

选择一项：对错题目55．电容式传感器可进行非接触测量，并能在高温、辐射、强烈振动等恶劣条件下工作。

选择一项：对错题目66．电容式传感器不能用于力、压力、压差、振动、位移、加速度、液位的测量。

选择一项：对错题目77．电感传感器的基本原理不是电磁感应原理。

选择一项：对错题目88．电感式传感器可以将被测非电量转换成线圈自感系数L 或互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出。

选择一项：对错题目99．互感传感器本身是变压器，有一次绕组圈和二次绕组。

选择一项：对错题目1010．差动变压器结构形式较多，有变隙式、变面积式和螺线管式等，但其工作原理基本一样。

选择一项：对错题目1111．传感器通常由敏感器件、转换器件和基本转换电路三部分组成。

选择一项：对错题目1212．电容式传感器是将被测量的变化转换成电容量变化的一种传感器。

选择一项：对错题目1313．电阻应变片的绝缘电阻是指已粘贴的应变片的引线与被测试件之间的电阻值。

光电二极管阵列使用方法
光电二极管阵列是一种常见的光电检测器件，其可广泛应用于工业控制、光电
传感、光通信等领域。

下面将介绍光电二极管阵列的使用方法。

1. 预备工作：首先，检查所使用的光电二极管阵列是否完好无损，检查接线是
否正确。

确保光电二极管阵列的接口与使用设备的接口相匹配。

2. 光源选择：根据实际需求选择合适的光源。

光源可以是LED灯、激光器等，在选择光源时需确保其波长与光电二极管阵列的响应波段相一致。

3. 连接光源：将选择的光源适当连接到光电二极管阵列的输入端。

确保连接的
稳固可靠，防止接触不良导致信号干扰。

4. 输出信号采集：将光电二极管阵列的输出端连接至信号采集设备。

可以使用
模数转换器、数据采集卡等设备来采集光电二极管阵列的输出信号。

5. 灵敏度调节：根据实际需求，调整光电二极管阵列的灵敏度。

灵敏度可以通
过调整光电二极管阵列的工作电压、工作电流以及配套电路等来实现。

6. 实时检测：开启光源，观察光电二极管阵列的输出信号。

根据不同实际应用
需求，可以使用示波器、数据采集软件等设备来实时检测并记录输出信号的变化。

7. 维护保养：定期清洁光电二极管阵列的表面，防止灰尘或污渍影响其工作效果。

此外，定期检查连接线路是否松动，保证设备的正常工作。

光电二极管阵列的使用方法需要根据不同的应用场景进行调整和优化。

以上介
绍的步骤是基本的使用指南，希望能对您有所帮助。

请确保在操作光电二极管阵列时注意安全，避免触电和光源对眼睛的伤害。

《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3.1 结型光电器件工作原理3.2 硅光电池3.3 硅光电二极管和硅光电三极管3.4 结型光电器件的放大电路3.5 特殊结型光电二极管3.6 结型光电器件的应用举例——光电耦合器件重点：结型光电器件的工作原理；硅光电池的工作原理及特性；硅光电二极管和硅光电三极管的性能比较难点：结型光电器件的放大电路及应用举例——光电耦合器件教学要求：要求学生掌握硅光电池的工作原理；硅光电二极管和硅光电三极管的性能比较及结型光电器件的放大电路及应用——光电耦合器件第四章光电导器件6学时，其中理论教学 6 学时，实践或其他教学0学时4.1光敏电阻的工作原理4.2 光敏电阻的主要性能参数4.3 光敏电阻的偏置电路和噪声4.4 光敏电阻的特点和应用重点：光敏电阻的工作原理和特性参数难点：光敏电阻的应用教学要求：要求学生掌握光敏电阻的工作原理及性能参数及光敏电阻的应用第五章真空光电器件3学时，其中理论教学3学时，实践或其他教学0学时5.1 光电阴极5.2 光电管与光电倍增管5.3 光电倍增管的主要特性参数5.4 光电倍增管的供电和信号输出电路5.5 微通道板光电倍增管5.6 光电倍增管的应用重点：光电管与光电倍增管的工作原理、特性参数难点：光电倍增管的供电和信号输出电路及应用教学要求：要求学生掌握光电管与光电倍增管的工作原理、特性参数及实际应用第六章真空成像器件3学时，其中理论教学3学时，实践或其他教学0学时6.1像管6.2常见像管6.3摄像管6.4光导靶和存储靶6.5摄像管的特性参数6.6摄像管的发展方向重点：像管与摄像管的工作原理难点：光导靶和存储靶的原理及摄像管的特性参数教学要求：要求学生掌握像管与摄像管的工作原理及特性参数第七章固体成像器6学时，其中理论教学 6 学时，实践或其他教学0学时7.1 电荷耦合器件7.2 电荷耦合器件的分类7.3 CCD摄像机分类7.4 CCD的特性参数7.5 自扫描光电二极管阵列7.6 固体摄像器件的发展现状和应用重点：电荷耦合器件的工作原理；CCD的特性参数难点：自扫描光电二极管阵列教学要求：要求学生掌握CCD固体成像器件的工作原理第八章红外辐射与红外探测器6学时其中理论教学 6 学时，实践或其他教学0学时8.1 红外辐射的基础知识8.2 红外探测器8.3 红外探测器的性能参数及使用中应注意的事项8.4 红外测温8.5 红外成像8.6 红外无损检测8.7 红外探测技术在军事上的应用重点：红外探测器的工作原理、性能参数及使用中应注意的事项难点：红外探测器的具体应用教学要求：要求学生掌握红外辐射的基础知识，并掌握红外探测器的各种具体应用第九章光导纤维与光纤传感器6学时其中理论教学 6 学时，实践或其他教学0学时9.1 光导纤维基础知识9.2 光导纤维的应用9.3 光纤传感器的分类及构成9.4 功能型光纤传感器9.5 非功能型光纤传感器重点：光导纤维的基础知识及功能型光纤传感器的工作原理难点：非功能型光纤传感器的工作原理教学要求：要求学生掌握光导纤维的基础知识，并掌握光纤传感器的工作原理第十章太赫兹波的产生与检测3学时其中理论教学 3 学时，实践或其他教学0学时10.1 概述10.2 THz辐射光谱学10.3 THz辐射成像重点：THz辐射成像的原理难点：THz辐射成像的原理教学要求：要求学生掌握THz辐射成像的原理三、各章节教学课时分配表本课程各部分教学内容计划学时数分配如下：四、课程的考核办法和成绩评定：1、考试 2.笔试（闭卷）3.平时成绩比重：平时成绩（包括考勤、作业、答疑、课堂练习、课外实验、等）占30%4.期末成绩比重:卷面考试占70%。

二极管阵列检测器
简介
二极管阵列检测器（Diode array detctor，DAD）是20世纪80年代出现的一种光学多通道检测器。

在晶体硅上紧密排列一系列光电二极管，每一个二极管相当于一个单色器的出口狭缝，二极管越多分辨率越高，一般是一个二极管对应接受光谱上一个纳米谱带宽的单色光。

工作原理
复色光通过样品池被组分选择性吸收后再进入单色器，照射在二极管阵列装置上，使每个纳米波长的光强度转变为相应的电信号强度，即获得组分的吸收光谱，从而获得特定组分的结构信息，有助于未知组分或复杂组分的结构确定。

许多色谱工作站可将两张图谱绘在一张三维坐标图上而获得三维光谱一色谱图，也可进行峰纯度检查。

以峰纯度数值说明某个色谱峰的纯度，数值越高，色谱峰为单峰的可能性越大；数值越低，色谱峰为重叠峰的可能性越大，用于指导色谱分离条件的摸索。

随着化学计量学的发展，将色谱信息和相对应的光谱信息相结合，按一定的数学模型处理，能解决重叠峰的识别和定量难题。

但DAD检测器的灵敏度比通常的UA检测器约低一个数量级。

所以单纯用于含量测定或杂质检查时，还是采用UA检测器为好。

主要优点
1、灵敏度高
2、噪音低
3、线性范围宽
4、对流速和温度的波动不灵敏，适用于梯度洗脱及制备色谱
缺点
1、只能检测有紫外吸收的物质
2、流动相的选择有一定限制，流动相的截止波长必须小于检测波长
适用范围
大多数有紫外吸收的化合物。

宽动态范围的nmos光电二极管阵列是当今光电子领域中备受关注的重要技术之一。

本文将从其基本原理、工作特性、应用领域等方面进行详细介绍。

一、基本原理宽动态范围的nmos光电二极管阵列是一种集成了大量光电二极管的器件。

其工作原理主要基于光电效应和nmos电子器件的特性。

当光线照射到光电二极管上时，光子的能量被转化为电子能量，从而产生电流。

而nmos电子器件可以实现对电流的高灵敏度和快速响应。

宽动态范围的nmos光电二极管阵列可以实现对极弱光信号的高灵敏度检测。

二、工作特性1. 宽动态范围宽动态范围是指器件在处理强光和弱光信号时都能够保持良好的性能。

宽动态范围的nmos光电二极管阵列通过优化器件结构和工艺，有效地抑制了强光条件下的饱和效应和弱光条件下的噪声，从而实现了宽动态范围的特性。

2. 低噪声在弱光条件下，噪声会严重影响信号的检测和采集。

宽动态范围的nmos光电二极管阵列通过降低器件的热噪声和电路的电荷噪声，实现了对弱光信号的高灵敏度检测，并且具有较低的噪声水平。

3. 高响应速度nmos电子器件具有快速的响应速度和较高的切换速度，结合光电效应的高灵敏度，宽动态范围的nmos光电二极管阵列可以实现对光信号的快速捕获和处理，适用于高频率的光学检测和成像应用。

三、应用领域1. 图像传感器宽动态范围的nmos光电二极管阵列可以实现对大范围光照条件下的高质量图像采集。

其宽动态范围和低噪声特性使其在摄像机、相机等图像传感器领域具有广阔的应用前景。

2. 光通信在光通信系统中，光电二极管的灵敏度和响应速度直接影响系统的传输性能。

宽动态范围的nmos光电二极管阵列可以实现对光信号的高速捕获和处理，适用于高速、高带宽的光通信系统。

3. 医学成像在医学成像领域，对于弱光条件下的组织、细胞等微观结构的成像具有重要意义。

宽动态范围的nmos光电二极管阵列可以实现对微弱光信号的高灵敏度检测，适用于医学光学成像设备的应用。

结语宽动态范围的nmos光电二极管阵列作为一种新型的光电器件，在光电子领域已经展现出了巨大的潜力和广阔的应用前景。