光电检测技术与应用试题

光电检测技术试题及答案光电检测技术试题及答案1、光电器件的基本参数特性有哪些?(响应特性噪声特性量子效率线性度工作温度)@响应特性分为电压响应度电流响应度光谱响应度积分响应度响应时间频率响应@噪声分类：热噪声散粒噪声产生-复合噪声 1/f噪声信噪比S/N 噪声等效功率NEP2、光电信息技术是以什么为基础，以什么为主体，研究和发展光电信息的形成、传输、接收、变换、处理和应用。

(光电子学光电子器件)3、光电检测系统通常由哪三部分组成(光学变换光电变换电路处理)4、光电效应包括哪些外光电效应和内光电效应)外光电效应：物体受光照后向外发射电子——多发生于金属和金属氧化物。

内光电效应：物体受到光照后所产生的光电子只在物质内部而不会逸出物体外部——多发生在半导体。

内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应。

光电导效应：半导体受光照后，内部产生光生载流子，使半导体中载流子数显著增加而电阻减少的现象。

光生伏特效应：光照在半导体PN结或金属—半导体接触面上时，会在PN结或金属—半导体接触的两侧产生光生电动势。

5、光电池是根据什么效应制成的将光能转换成电能的器件，按用途可分为哪几种?(光生伏特效应太阳能光电池和测量光电池)6、激光的定义，产生激光的必要条件有什么?( 定义：激光是受激辐射的光放大粒子数反转光泵谐振腔)7、热释电器件必须在什么样的信号的作用下才会有电信号输出? (交变辐射)8、 CCD是一种电荷耦合器件，CCD的突出特点是以什么作为信号，CCD的基本功能是什么?(电荷 CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。

)9根据检查原理，光电检测的方法有哪四种。

(直接作用法差动测量法补偿测量法脉冲测量法)10、光热效应应包括哪三种。

(热释电效应辐射热计效应温差电效应)11、一般PSD分为两类，一维PSD和二维PSD，他们各自用途是什么?(一维PSD主要用来测量光点在一维方向的位置;二维PSD用来测定光点在平面上的坐标。

练习题一、填空题1．光是以一定频率振动的物质，它既具有，又具有。

2．光电传感器技术（或光电检测技术）的理论基础是。

3．光辐射的度量方法有两种：一是物理（或客观）的度量方法，与之相应的为，二是从人眼生理（或主观）上对辐射量进行计量，与之对应的是。

4．辐通量的单位是，光通量的单位。

5．光出射度的单位是，发光强度的单位是。

6．激光的基本特性有、、。

7．产生激光的基本条件有：，，。

8．粒子数反转是指。

9．黑体辐射定律包含、、三大定律。

10．发光二极管的工作条件是。

11．THz波是指频率范围在之间的电磁波。

12．He-Ne激光器是常用的气体激光器，以作为抽运氖原子的主要形式。

13．辐强度的单位是，发光强度的单位是。

14．器件是所有光电探测器件中暗电流最小的，影响光电倍增管暗电流的主要因素有：，，，，。

15．靠外部能量激发发光的方式有：，，，。

16．光生伏特器件的偏置电路有，，。

17．发光二极管的发光机理有两种注入方式分别是：，。

18．CCD工作的基本过程是，，，。

二、简答题1.光的辐射度量参数与光度量参数的根本区别是什么？2.试说明为什么本征光电导器件在越微弱的辐射作用下，时间响应越大，而灵敏度越高？3.内光电效应有哪些？4.用图示说明本征吸收的过程。

5.说明光与物质的相互作用并用图说明。

6.什么是外光电效应？7.光伏效应的定义。

8.LED光源与LD光源的本质区别是什么？哪个光源相干性好？9.简要说明气体放电灯的发光机理和特点。

10.为什么热释电探测器只适应于交变光信号的探测？11.简述热释电器件的工作原理。

12.象限探测器件和PSD位置检测器件在检测位置方面哪个更好，有何优点？13.热噪声的定义。

14.硅光敏二极管和PIN型光敏二极管，雪崩光敏二极管的主要区别是什么？15.光的辐射度量系统与光度量系统的根本区别是什么？16.简要说明半导体的光电导效应与入射辐通量的关系（在强辐射和弱辐射时）。

17.真空型和充气型光电管都属于光电发射器件，说明充气型光电管的工作原理。

《光电检测技术》题集一、选择题（每题2分，共20分）1.光电检测技术是基于哪种物理效应来实现非电量到电量的转换？（）A. 压电效应B. 光电效应C. 磁电效应D. 热电效应2.在光电检测系统中，光电传感器的主要作用是什么？（）A. 将光信号转换为电信号B. 将电信号转换为光信号C. 放大电信号D. 储存光信号3.下列哪种光电元件是利用外光电效应工作的？（）A. 光电二极管B. 光电三极管C. 光电池D. 光敏电阻4.光电检测系统中，为了提高信噪比，常采用哪种技术？（）A. 滤波B. 放大C. 调制与解调D. 编码与解码5.在光电耦合器中，光信号是如何传递的？（）A. 直接通过导线传递B. 通过空气传递C. 通过光导纤维传递D. 通过发光元件和受光元件之间的空间传递6.下列哪项不是光电检测技术的优点？（）A. 非接触式测量B. 高精度C. 易受环境干扰D. 响应速度快7.光电倍增管的主要特点是什么？（）A. 高灵敏度B. 低噪声C. 无需外部电源D. 体积小，重量轻8.在光电检测系统中，为了消除背景光的影响，可以采取哪种措施？（）A. 增加光源亮度B. 使用滤光片C. 提高检测器灵敏度D. 增大检测距离9.光电二极管在反向偏置时，其主要工作特性是什么？（）A. 电阻增大B. 电容减小C. 光电流与入射光强成正比D. 输出电压稳定10.下列哪种光电传感器适用于测量快速变化的光信号？（）A. 热释电传感器B. 光敏电阻C. 光电二极管D. 光电池二、填空题（每题2分，共20分）1.光电检测技术是______与______技术相结合的一种检测技术。

2.光电效应分为______、______和______三种类型。

3.在光电检测系统中，______是将光信号转换为电信号的关键元件。

4.光电倍增管的工作原理是基于______效应，具有极高的______。

5.为了提高光电检测系统的抗干扰能力，常采用______和______技术。

《光电检测技术题库》(1)《光电检测技术-题库》(1)光电探测问题库一、填空题1.光电效应分为内部光电效应和外部光电效应，其中内部光电效应包括和。

2.对于光电器件而言，最重要的参数是、和。

3.光电检测系统主要由光电器件和。

4.为了获得良好的温度特性，光电二极管应在相对较重的负载下使用。

5.光电倍增管由阳极、光入射窗、电子光学输入系统、和等构成。

6.光电三极管的工作过程分为和。

7.激光产生的基本条件是受激辐射，以及。

8.检测装置和放大电路的主要连接类型为、、等。

d的基本功能是和。

10.如果已知本征硅材料的带隙宽度eg为1.2ev，则半导体材料的本征吸收长波极限为。

11.非平衡载流子的复合大致可以分为和。

12.在共价键晶体中，从最内层的电子直到最外层的价电子都正好填满相应的能带，能量最高的是填满的能带，称为价带。

价带以上的能带，其中最低的能带常称为，与之间的区域称为。

13.在绝对零度时，本征半导体不受光、电和磁等外部条件的影响。

此时，它既不在导带中，也不在价带中，因此不能使用。

14.载流子的运动有两种型式，和。

15.发光二极管发出光的颜色是由材料的决定的。

16.光电检测电路一般由、和组成。

17.光电效应分为内光电效应和效应，其中内光电效应包括和，光敏电阻属于效应。

18.导带和价带中电子的导电性是不同的。

导带越多，其导电性越强；价带越多，即价带越小，导电性越强。

19.半导体对光的吸收一般有、、、和这五种形式。

20.当光电器件用作光电开关和光电报警器时，不应考虑其线性，而应考虑其线性。

24.半导体对光的吸收可分为五种类型，其中一种可以产生光电效应。

22.光电倍增管由阳极、光入射窗口、电子光学输入系统和光电倍增管组成。

光电倍增管的光谱响应曲线主要取决于材料的性质。

23.描述发光二极管的发光光谱的两个主要参量是和。

25.检测装置和放大电路的主要连接类型为、、等。

26.使用莫尔条纹法进行位移-数字量变换有两个优点，分别是和。

1、温度变化与自发极化强度有何关系？答：晶体的整体温度的微小变化ΔT产生自发极化强度Ps的变化可表示为Δ¯Ps=¯PΔT式中¯P为热释电系数矢量，一般有三个分量Pi（i=1.2，3）Pi=dPsi∕dT(单位c∕㎡k)在与电热释电晶体的自发极化强度Ps轴垂直的表面内出现的束缚电荷面密度等于Ps，晶体内部电荷中和束缚电荷的平均时间て=ε∕r这里ε为晶体的介电常数，r为晶体的电导率，多数热释电晶体て值在1——1000s之间。

2、热电势探测器能否测量直流信号？为什么？答：用于人体的热释电探测器，它的工作波长为7——15μm，人体辐射为9μm，图中被测物体（或人体）所辐射的红外线经过遮光盘的调制产生调制频率为ƒ的红外光照摄热释电晶体，当ƒ>1∕て时，晶体内自由电荷来不及中和表面束缚电荷的变化结果就使在垂直于极化强度Ps的两端面间出现交流电压，在端面上敷以电极，并接上负载电阻就有电流通过，在负载R两端就有交流电压输出，设温度变化率为dT∕dt，极化强度Ps对时间的变化率为dPs∕dt，电极面积为A，则AdPs∕dt就相当于电路上的电流，于是电压输出与温度变化率成正比。

3、硅光电池为什么使用梳状电池？答：梳状电极：大面积光敏面采用梳状电极可以减少光载流子的复合，从而提高转换率，减少表面接触电阻。

4、为什么有些光敏二极管在制作PN结的同时还做出一个环极？答：无光照时反向电阻很大（MΩ级）只有打在PN结附近，使PN结空间电荷区（耗尽层）产生光生电子空穴对时它们与P区、N区的少数载流子一起在PN结内电场的作用下做定向移动形成光电流，此时它的反向电阻大为降低，一般只有1KΩ到几百欧，当负偏压增加时耗尽层加宽使光电流增大，灵敏度提高，光电流与入射光照度成线性关系。

光敏二极管的缺点：暗电流较大为了减少无光照时反向漏电流（暗电流）的影响有些光敏二极管（如2DU型）在制作PN结的同时还做出一个环形的扩散层引出的电极称为环极，如图所示因环极电位比负极电位高所以反向漏电流（暗电流）直接从环极流过而不再经过负极从而可以减少负极与正极之间的暗电流。