光电复习材料

光电检测复习资料..

简答题

1、光电探测器常见的噪声有哪⼏类？分别简要说明。

（1）热噪声：由载流⼦热运动引起的电流起伏或电压起伏成为热噪声，热噪声功率与温度有关

( 2)散粒噪声：随机起伏所形成的噪声

(3)产⽣--复合噪声：载流⼦浓度起伏引起半导体电导率的起伏，在外加电压下，电导率的起伏是输出电流中带有产⽣--复合噪

声

(4)1/f噪声：这种噪声功率谱近似与频率成反⽐

(5)温度噪声：是由于器件本⾝温度变化引起的噪声

2、光电⼆极管与⼀般⼆极管相⽐有什么相同点和不同点？

相同点：都是基于PN结的光伏效应⽽⼯作的

不同点：（1）就制作衬底材料的掺杂浓度⽽⾔，⼀般⼆极管要⽐光电⼆极管浓度较⾼

（2）光电⼆极管的电阻率⽐⼀般⼆极管要⾼

（3）普通⼆极管在反向电压作⽤时处于截⽌状态，只能流过微弱的反向电流，光电⼆极管是在反向电压作⽤下⼯作的，

（4）光电⼆极管在设计和制作时尽量使PN结的⾯积相对较⼤，以便接收⼊射光。

3、简述光电三极管的⼯作原理。

光电三极管的⼯作原理分为两个过程：⼀是光电转换；⼆是光电流放⼤。就是将两个pn结组合起来使⽤。以NPN型光电三极

管为例，基极和集电极之间处于反偏状态，内建电场由集电极指向基极。光照射p区，产⽣光⽣载流⼦对，电⼦漂移到集电

极，空⽳留在基极，使基极与发射极之间电位升⾼，发射极便有⼤量电⼦经基极流向集电极，最后形成光电流。光照越强，由

此形成的光电流越

4、简述声光相互作⽤中产⽣布喇格衍射的条件以及布喇格衍射的特点。

产⽣布喇格衍射条件：声波频率较⾼，声光作⽤长度L较⼤，光束与声波波⾯间以⼀定的⾓度斜⼊射。

特点：衍射光各⾼级次衍射光将互相抵消，只出现0级和+1级（或 1级）衍射光，合理选择参数，并使超声场⾜够强，可使⼊

射光能量⼏乎全部转移到＋1级（或－1级）

5、什么是热释电效应？热释电器件为什么不能⼯作在直流状态？

热释电效应：热释电晶体吸收光辐射温度改变，温度的变化引起了热电晶体的⾃发极化强度的变化，从⽽在晶体的特定⽅向上引起表⾯电荷的变化，这就是热释电效应。

光电成像原理与应⽤复习资料

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（光伏效应）。

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）。

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（光伏模式）。

5、变象管是⼀种能把各种（不可见）辐射图像转换成为（可见）图像的真空光电成像器件。

6、固体成像器件电荷转移通道主要有两⼤类，⼀类是（SCCD），另⼀类是（BCCD）。

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（直流）、（交流）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）和（负电⼦亲合势光电阴极），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）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。

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）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（3DU）型和（3CU）型两种。

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有哪⼏部分组成？并说明店⼦光学系统的作⽤是什么？PMT的⼯作原理？

光电⼦技术复习提纲（含标准答案）要点

第1章绪论1.半导体光电器件是利⽤什么效应制作的器件？

答：利⽤半导体光电效应制成的器件。2.半导体光电器件是哪两种粒⼦相互作⽤的器件？

答：是⼀种利⽤光⼦与电⼦相互作⽤所具有的特性来实现某种功能的半导体器件。3.半导体发光器件主要包括哪两种？

答：（1）发光⼆极管；（2）半导体激光器。4.光电器件主要有利⽤哪些效应制作的器件？

答：光电器件主要有利⽤半导体光敏特性⼯作的光电导器件，

利⽤半导体光伏打效应⼯作的光电池和半导体发光器件等。5.什么是半导体发光器件？

答：利⽤半导体PN结正向通过电时载流⼦注⼊复合发光的器件称为半导体发光器件。6.光电探测器件是如何转换信号的器件？

答：通过电⼦过程探测光信号的器件，即将射到它表⾯上的光信号转换为电信号。7.光电检测器⼯作在反向偏置状态。

8.光电池是利⽤什么效应制作的？

答：光伏打效应。9. 光纤通信的两个重要窗⼝是哪些？

答：1.55um和1.3um。

第2章1. 光信号的频率在哪个频段？需要⽤什么器件检测？

答：光信号的频率在1014 Hz以上，常⽤的电⼦器件⽆法对这⼀频率段产⽣良好的响应，必须使⽤光电⼦器件。2. 常⽤的光电检测器：PIN、APD

3. 光电检测器的⼯作过程？

答：光电检测器件的⼯作过程：

（1）光吸收——（2）电⼦-空⽳对产⽣——（3）载流⼦扩散和漂移——（4）检测4. 光信号（光束）⼊射到半导体材料后，如何产⽣电⼦空⽳对？

答：光信号（光束）⼊射到半导体材料后，⾸先发⽣的过程就是半导体材料对光⼦的吸收，吸收光⼦以后才能产⽣价带电⼦的跃迁，从⽽产⽣电⼦空⽳对。5. 半导体材料中的吸收过程可以分为哪两⼤类？

答：本征吸收和⾮本征吸收6. 本征吸收⼜包括哪些？

答：（1）直接吸收；（2）间接吸收7. ⾮本征吸收包括哪些？答：（1）激⼦吸收；（2）带内吸收；（3）杂质吸收8．本征吸收的必要条件？

9.直接吸收中参与的粒⼦是什么？遵守哪两种守恒？

光电测试技术复习资料

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