光电检测技术 第四章
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第一章测试1.光电传感器是基于光电效应,将光信号转换为电信号的一种传感器A:对B:错答案:A2.PN结型的光电传感器有光电二级管、光电晶体管光电晶闸管等A:错B:对答案:B3.非PN结的光电传感器有光敏电阻、热敏电阻及光电管等A:对B:错答案:B4.一般的电子检测系统由三部分构成,分别是()、()和()A:发射器B:传感器C:信号调制器D:输出环节答案:BCD5.光电检测系统频率量级上比电子检测系统提高了几个数量级,因此在载波容量、角分辨率、距离分辨率和光谱分辨率上大大提高A:错B:对答案:B第二章测试1.热效应较小的光是A:红外B:紫光C:紫外D:红光答案:C2.半导体中受主能级的位置位于A:满带B:价带C:禁带D:导带答案:C3.波长为500nm的波属于A:太赫兹波B:X射线C:远红外D:可见光答案:D4.光度量是辐射度量的()倍A:683V(λ)B:V(λ)C:683D:1/683 V(λ)答案:A5.本征半导体在绝对零度时,在不受光的照射下,导带中没有电子,价带中没有空穴,此时不能导电。
A:错B:对答案:B第三章测试1.光电倍增管的光电阴极上发射出光电子的最大速度随入射光光子能量的增大而增大。
A:错B:对答案:B2.光敏电阻是光电导效应器件。
A:对B:错答案:AD器件按像敏元的排列形式可以分为一维和二维两种。
A:对B:错答案:A4.光电耦合器件具有信号传输的单向性,所以只适用于的直流或数字脉冲信号。
A:错B:对答案:B5.热敏电阻的种类不包括下列哪个A:ZTCB:NTCC:CTCD:PTC答案:A第四章测试1.信息的信噪比的大小决定了光电探测器件能否测量出改信息。
A:对B:错答案:B2.根据噪声来源,光电探测器的噪声有几种形式?A:低频噪声B:背景噪声C:热噪声D:散粒噪声答案:ACD3.设计光电信号检测电路必须满足下列哪些要求?A:最佳的信号检测能力B:灵敏的光电转换能力C:快速的动态响应能力D:长期工作的稳定性和可靠性答案:ABCD4.对于光伏型的光电信号输入电路,当入射光通量一定时,负载增大,输出电压也增大,但是当电阻达到一定值后输出电压变饱和。
光电检测原理与技术知到章节测试答案智慧树2023年最新内蒙古大学第一章测试1.以下属于光电检测仪器的有()。
参考答案:光敏电阻2.光电检测系统的组成包括()。
参考答案:光电探测器;光电检测电路;光源;光学系统3.以下属于光电检测技术的特点的有()。
参考答案:寿命长;速度快;距离远;精度高4.光电检测技术是对待测光学量或由非光学待测物理量转换成光学量,通过光电转换和电路处理的方法进行检测的技术。
()参考答案:对5.半导体激光器在激光外径扫描仪中起到提供光源的作用。
()参考答案:对第二章测试1.可见光的波长范围是()。
参考答案:380 nm~780 nm2.半导体对光的吸收种类不包括()。
参考答案:电子吸收3.荧光灯的光谱功率谱是()。
参考答案:复合光谱4.激光器的发光原理是()。
参考答案:受激辐射5.视角分辨率的单位通常为()。
参考答案:lpi6.光调制包括()。
参考答案:PM;AM;FM7.电光效应反映介质折射率与电场强度可能呈()。
参考答案:平方关系;线性关系8.大气散射包括()。
参考答案:瑞利散射;无规则散射;米氏散射9.光纤损耗包括()。
参考答案:吸收损耗;散射损耗10.参考答案:1.63 lm和5.22×105 cd第三章测试1.以下主要利用光电子发射效应的光电器件有()。
参考答案:光电倍增管;真空光电管2.可用作光敏电阻的主要材料包括有()。
参考答案:有机材料;半导体;金属;高分子材料3.以下主要利用光伏效应的光电器件有()。
参考答案:CIGS电池4.以下属于声光调制晶体的有()。
参考答案:PbMoO5.以下效应可用于普朗克常量测量的是()。
参考答案:光电效应6.光伏探测器处于光电导工作模式,其外加偏压为正向偏压。
()参考答案:错7.光敏电阻的电阻温度系数可正可负。
()参考答案:对8.光电导探测器的工作原理是多子导电。
()参考答案:对9.光电倍增管的阳极灵敏度和阴极灵敏度之比是电流增益。
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。
光电检测技术知到章节测试答案智慧树2023年最新哈尔滨工程大学第一章测试1.对于下列器件,其所使用波长范围主要是红外线的是哪种仪器?()参考答案:数字体温计2.下列日常所用器件中,哪种应用属于光电变换?()。
参考答案:电视3.下列应用中需要光电跟踪控制的是?()。
参考答案:光纤通信;武器制导;红外遥感;工业产品的在线检测4.下列检测过程中,可以实现非接触检测的是?()。
参考答案:汽车行驶速度检测;火灾现场温度检测;大气污染程度检测5.光电传感器是将被测量的量转换成光信号的变化,然后通过光电元件转换成电信号。
()参考答案:对第二章测试1.下列哪种噪声属于非白噪声?()参考答案:产生-复合噪声;温度噪声;1/f噪声2.光电倍增管的工作原理是基于下列哪种物理效应?()参考答案:光电发射效应3.对于光电倍增管,产生光电效应的部位是?()参考答案:阴极4.对于光电倍增管,假设阴极灵敏度为5 μA/lm,阳极灵敏度为50 A/lm,阳极允许的最大输出电流为 A,那么阴极允许的最大光通量为多少?()参考答案:2x lm5.假设光电倍增管输入电路的电阻和电容分别是R=2 kΩ和C=0.1 μF,那么其带宽是多少?()参考答案:1250 Hz6.下列光电检测器件中,可以用于位置检测的器件是?()参考答案:楔环检测器;光电位置传感器;光电编码器;象限检测器7.下列光电检测器件中,其基本结构属于电容器结构的器件是?()参考答案:CCDD的工作频率与下列哪些因素有关?()参考答案:载流子迁移率;温度;少数载流子的寿命;电极长度;掺杂浓度9.在利用光电位置传感器进行检测时,光斑位置越远离器件中心,测量误差越小。
()参考答案:错10.光电位置传感器与象限检测器件相比,光敏面不需要分割,可以消除盲区的影响,可以连续测量。
()参考答案:对D的电极间隙越小,电荷越容易转移。
()参考答案:对D的像元间距越大,分辨率越高。
()参考答案:错第三章测试1.热电检测器件的噪声主要是下列哪种噪声?()参考答案:温度噪声2.下列哪种电阻的电阻值随着温度的升高而升高?()参考答案:合金电阻;白金电阻3.下列热电检测器件中,只能在交变热辐射条件下工作的热电检测是哪种?()参考答案:热释电检测器4.参考答案:54 s5.热交换能量的方式有传导、辐射、对流三种。
光电检测技术第一章:信息技术主要包括:1.电子信息技术、2.光学信息技术、3.光电信息技术。
图1-2光电系统框图图1-2中,光源产生的光是信息传递的媒介。
某光源与照明用光学系统一起获得测量所需的光载波,如点照明、平行光照明等。
某光学变换:光载波与被测对象相互作用而将被测量载荷到光载波上。
某光学变换是用各种调制方法来实现的。
某光信息:光学变换后的光载波上载荷的各种被测信息。
某光电转换:光信息经光电器件实现由光向电的信息转换。
某电信息处理:解调、滤波、整形、判向、细分,或计算机处理等。
光学变换与光电转换是光电测量的核心部分。
某光学变换通常是用各种光学元件和光学系统来实现的,如平面镜、光狭缝、光楔、透镜、角锥棱镜、偏振器、波片、码盘、光栅、调制器、光成像系统、光干涉系统等,实现将被测量转换为光参量(振幅、频率、相位、偏振态、传播方向变化等)。
某光电转换是用各种光电变换器件来完成的,如光电检测器件、光电摄像器件、光电热敏器件等。
第二章:2.人眼对光的视觉效能也称为视见函数。
人眼的视网膜上布满了大量的感官细胞:杆状细胞和锥状细胞。
某杆状细胞灵敏度高,能感受微弱光刺激。
某锥状细胞感光灵敏度低,但能很好地区别颜色和辨别被视物的细节。
3.光度学中,为了表示人眼对不同波长辐射的敏感度差别,定义了一个函数V(λ),称为“视见函数”(“光谱光视效能”)。
在明视情况,即光亮度大于3cd/m2时,人眼的敏感波长λ=555nm 的视见函数(光谱光视效率)规定为1,即V(555)=1。
4..照度(EV):照度是投射到单位面积上的光通量,或者说接受光的面元上单位面积被辐射的光通量。
若辐射光通量为dΦV,接收面元的面积是dA,那么照度EV=dΦV/dA,单位为勒克斯l某=lm·m-2。
5.光通量Φv:光通量又称为光功率,单位:流明[lm]。
光通量是按人眼视觉强度来度量的辐射量。
与电磁辐射的辐射通量Φe相对应。
光通量与辐射通量之间的关系可以用下式表示:0.78VKme()V()dV(λ)是视见函数;0.38Km是光功当量,它表示人眼在明视条件下,在波长为555nm时,光辐射所产生的光感觉效能,按照国际温标IPTS-68理论计算值Km=680(lm/W)。
光电检测技术绪论第1节光电技术一、概述a)主要研究光与电之间的转换b)接收器件/发射器件/光电探测器件二、光电技术的发展a)半导体集成电路b)光纤传感器和光波导第2节光电技术的特点及应用一、光电系统a)光电能量系统、光电信息系统b)光电系统的主要类型(1)光-电型(应用最广泛)(2)光-电-光型(3)电-光-电型(4)光电混合型(5)电光混合型c)光电系统基本模型i.光电系统通常分为主动式和被动式两类。
ii.光接收机可以分为两种基本类型,即功率探测接收机和外差接收机。
二、光电检测所谓光电检测,指的是对光信号的调制变换和接收解调两个主要方面。
光电检测系统中信息必须经过两个基本的变换环节,调制与解调。
光电检测系统分类(1)测量检查型(2)控制跟踪型(3)图像分析型三、光电器件凡能探测某种电磁辐射(自射线到红外线)的各种电子器件,都应归入光电探测器件。
主要是固体的光电效应,就是固体中决定其电学性质的电子系统直接吸收入射光能,使固体的电学性质发生改变的现象。
例如:光电子发射效应、光电导效应、光生伏特效应等。
1、光电器件具有选择性的吸收2、光电器件器件通常具有灵敏度高,惰性小,响应速度快四、光电技术的应用和发展(1)有广泛的适用范围(2)有较高的信号检测能力(3)有较强的信息运算能力第一章光电器件的物理基础1-1 光的概念与度量学中的参量一、电磁波谱与光子能量公式二、辐射量与光度量三、辐射量与光度量的换算1、光谱量与积分量2、光谱光视效能K(λ)与光谱光视效率V(λ)四、朗伯余弦定律1-2 半导体基础知识一、半导体的能带理论1、原子能级与晶体能带2、本征半导体(I型)3、杂质半导体二、热平衡状态下的载流子三、光辐射与半导体的相互作用1、本征吸收2、非本征吸收(杂质吸收、自由载流子吸收、激子吸收和晶格吸收)四、非平衡状态下的载流子1、产生与复合2、复合与非平衡载流子寿命τ五、载流子的输运1-3 光电转换的物理基础-光电效应一、光电效应辐射→电子运动状态发生变化→光电导效应、光生伏特效应、光电子发射二、光电效应分类a)外光电效应b)内光电效应(光电导效应、光生伏特效应、丹倍效应和光磁电效应)三、光电效应的物理现象(一)光电导效应a)光电导率b)本征半导体的光电导效应c)杂质半导体的光电导效应d)光电导体的灵敏度e)光电导的弛豫f)光电导的光谱分布(二)光生伏特效应⒈PN结的光生伏特效应⒉异质结的光生伏特效应⒊肖特基结的光生伏特效应4、丹倍效应5、光磁电效应(三)光电发射效应1、光电发射原理2、光电发射的基本定律3、光电发射长波限上述探测器件所依据的物理效应的共同特性是(1)光电效应的有、无只与入射光的波长、频率有关,与入射光的强度无关;—光电效应的产生,唯一的取决于入射光的波长、频率以及器件的能级结构(2)光电效应的强弱既与入射光的强度有关,也与入射光的波长、频率有关。
光电检测技术(第二版)答案曾光宇张志林张存林主编清华大学出版社北京交通大学出版社附注:本答案通过网络收集汇总而成,只提供第1章到第5章的绝大部分答案。
其他章节以简答题为主,大多在书本上能找到解释,因此不花时间整理。
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第1章1-1:答案一:①波长为632.8nm的激光的视见函数值Vλ=0.265光通量ϕν,辐射通量ϕe,最大能光视效能Km=683lm/W发光强度I v ,亮度L v,光出射度M v②答案二: ①该激光束的光通量328.0102240.0683)(3-⨯⨯⨯==e m v V K φλφLm (流明)发光强度 )1028.3(102.44/)101(328.05523⨯⨯=⨯=∆Ω=-πφvv I Cd(坎德拉) 光亮度: )102.4(1035.54/)101(102.41111235⨯⨯=⨯⨯=∆=-或πS I L v v Cd/m 2 光出射度: 523102.44/)101(328.0⨯=⨯=∆=-πφSM vv Lm/m 2②10米远处光斑面积大小:52321085.7)10110(414.3)(4--⨯=⨯⨯=∆=θπL S m 2 反射光功率为: 33'107.110285.0--⨯=⨯⨯==P P ρW 反射光通量: 279.0240.0683107.1)(3''=⨯⨯⨯==-λφV K P m v Lm漫反射屏可以看作是个朗伯体,其法向发光强度I 0与光通量的关系是πφ/0=I ,由于朗伯体的光亮度与方向无关,所以:35'01013.11085.714.3279.0⨯=⨯⨯===-S S I L v v πφ Cd/m 2 1-2:30*4π 2=30*4*3.14*1.5*1.5 = 848lm1-3:根据维恩位移定律:T λm =B,B=2.897*10−3m ·K 解得T=6535K1-5:白噪声:指功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声。