光电检测

三 有关响应方面的特性参数：1响应度 2光谱响应 3积分响应度 4响应时间 5频率响应 四 光电检测器件的参数：1 热噪声2散粒噪声3产生复合噪声4 1 /f噪声 五 良好的光电发射材料应具备条件 1光吸收系数大

2 在体内传输能损小 3 势垒低，溢出几率大

六 常用的光电发射材料应具备的条件 1银氧铯阴极 2 锑铯阴极 3 紫外光电阴极 4 多碱光电阴极 5 负离子亲和势材料

七 光电倍增管组成：光入射窗，光电阴极，电子光学输入系统，二次发射倍增极，阳极 八 光电倍增管工作原理：基于外光电效应

九 光电倍增管的光谱响应曲线与光电阴极的响应曲线相同，主要取决于光电阴极材料的性质

十 放大倍数=阳极电流/阴极电流 十一 引起暗电流的因素

1 光电阴极和第一倍增极间热电子发射 2 极间的漏电流

3 离子和光的反馈作用 4 场致发射

5 放射性同位素和宇宙射线的影响 十二 减小暗电流的方法

1 采用冷却的方法减小热电子发射 2 选好极间电压

3 在阳极回路加上与暗电流相反的直流成分补偿 4 在倍增输入电路中加一选项或锁相放大滤掉暗电流 十三 分压器的设计原则

1 光电阴极和第一倍增极间电压要足够高。 2 中间相邻倆极间采用均匀分压 3 最后三极间也要加较高电压

十四 最后三极并联电容的关系 （ C1 ? C2 ? C3 ）

十五 PMT的馈电方法

1 阳极接地的负要压法 2 阴极接地的正要压法

十六 光敏电阻原理：基于光电导效应，在半导体俩端加上金属电极或回路 十七 光电特性：r=1时 为线性光电导。R=0.5时 为抛物线型光电导。 十八 光敏电阻的噪声分为：1/f 噪声，产生复合噪声，热噪声 十九 光电池的输出特性RL ? I 0 开路电压UOC≈

KTLn q ?

KLLn q

RL ? I 0 短路电流 ISC≈SL

输出特性总结 1 短路电流输出时

ISC与受光面积S成正比，ISC?SL 主要用于线性测量和弱光信号检测，

此时，放大器噪声低，所以噪声信噪比高

2 开路电压输出时UOC与受光面积的对数成反比，主要用于开关状态测量

3 负载电阻越小，输出电流与照度间的线性度越好 二十 光电池与光敏二极管区别与联系

联系：都是利用光照PN结产生光生伏特效应

区别：光电池结区面积大，不需要外加偏置电压，光敏二极管结区面积较小，要加反向

偏压来提高灵敏度。

二十一 光敏二极管的光谱响应取决于 1 材料的禁带宽度 2 表面层的反射与吸收

3 表面抗反射涂层的性质与厚度 4 器件的结构

二十二 提高光敏二极管频率响应的途径 1 合理的结区面积

2 尽可能大的耗尽层厚度 3 适当加大使用电压

4 减小结构所造成的分布电容 二十三 光敏二极管的分类 1 点接触光敏二极管

2 扩散型PN结光敏二极管 3 耗尽层光敏二极管

4 扩散型PIN硅光敏二极管 二十四 PIN中I层的作用

1 I层是高阻区承受大部分电压，使耗尽区增大，光电转换的有效工作区域展宽，灵敏

度提高。

2 使光敏二极管的击穿电压不再受机体材料限制。 3 扩展时间减小，频率响应提高。

4 在反向偏压作用下，耗尽层增大，结电容减小，提高了频率响应。 二十五 普通PN结型光敏二极管与PIN型光敏二极管区别

普通PN结型光敏二极管PN结较窄，载流子在器件中运动时与扩散型运动相比漂移运动所占的权值较小，因此载流子运动时间较长，器件频率相应较低+ 作用

二十六 APD与PMT的区别和联系

联系：都用于弱光探测的广电检测器件，都有放大倍增作用，灵敏度高，相应频率高 区别：PMT是外光电效应器件，采用的是二次电子发射明显的材料做倍增极实现倍增。APD是基于内光电效应中的光生伏特效应，选择无缺陷材料，来保证载流子在整个光敏区的均匀倍增

二十七 光敏三极管的工作原理：光电转换光电流放大

二十八 光电检测器件的接收信号方式

1 光信号的有无：不需要考虑线性但要考虑灵敏度

2 电信号按一定频率交替变化：上限截止频率大于收入频率 3 光信号幅度大小：线性好响应快 4 根据光信号色度差异 二十九 光电检测器件的应用选择

1 灵敏度匹配 2 能量匹配 3 频率匹配 4 点特性匹配 5 环境条件匹配 三十 分析题

火炮身管限度测量系统主要有哪些部分组成，分析如何进行身管内腔直线度测量？ 答：系统主要由光电准直系统光电接收器，激光器及处理电路组成，激光器选择氦氖激光器，接收器选择用四象限光电池固定在靶标上，二者分别置于炮口和跑尾将激光束的强度中心作为直线基准，调整使其对准四象限光电池的检测中心，移动靶标探测器件的输出信号，信号处理后输入到记录器上记录不直度曲度 第三章

一 热电检测器件原理：辐射能转化为热能，热能转化为电信号 二 热电检测器件种类 1 热电偶和热电堆 2 热敏电阻 3 气动探测器 4 热释电器件

三 温差效应又称热效应，热电效应，温差效应，塞贝克效应 四 提高直流或交流辐射

1 选用塞贝克系数大的材料 2 增加对辐射的吸收 3 减小内阻 4 减小热导

5 减小工作频率和时间常数【交流特有，直流没有】

五 热敏电阻工作原理：凡吸收入射辐射后引起温升而使电阻改变，导致负载电阻两端电压

变化，并给出电信号的器件

六 提高热敏电阻响应率的措施 1 增大偏执地按压

2 接受面涂黑，增加吸收率 3 增加热阻，减小热损 七 影响热敏电阻的噪声

1 热噪声 2 温度起伏噪声3 电流噪声 八 热释电探测器工作原理/过程

热释电晶体在调制频率为f的红外辐射照射下，晶体的温度，晶体的自发极化及面束缚 电荷均随频率F发生变化，低频下f<1/t束缚电荷始终被体内的自由电荷所综合，而显不 出变化，当f>1/t时，体内的自由电荷来不及综合面束的电荷变化，而使晶体在垂直于束 缚电荷密度的两端面出现交流电压，从而在负载两端产生交流电压信号 第四章

一 放光二极管原理：

二 激光产生的前提条件：外界激励源，粒子数反转，光学谐振腔（后面两个是产生的基本

条件）

三 振荡的阈值条件：增益大于损耗

四 谐振腔的分类：稳定腔：能损少，调整精度要求低，容易起振，但模式限制能力较弱 （判断） 非稳腔：损耗大，调整精度要求高，不易起振，但模式限制能力强，发散小 介稳腔：模式限制能力强，发散角小，对调整精度有一定要求 五 谐振腔的作用：①提供正反馈

②控制腔内振荡光束的特性 ③控制光束的横向分布特性 六 光电耦合器件的特点

1 电隔离 2 信号传输的单向性

3 具有抗干扰和噪声的能力 4 响应速度快 5 使用方便 第五章

一光电成像器件的分类

1 直接显示型（像管非扫描性，本身不具备光电转换能力） 2 间接显式型（摄像器件扫描型，本身具有光电转换能力）

二 直接显示型：分辨率为不可见光到可见光，分类：变像管（红外变像管，紫外变像管，X

射线变像管）图像增强管（串联式，极联式，微通道板式，负离子亲和式阴极） 三 光电成像器件的转换期间 变像管-----转换系数 像增强管-----亮度增益 摄像器件-----灵敏度

四 电荷耦合器件基本功能：电荷的储存，电荷的转移

五 电荷耦合器件工作过程：信号电荷的产生，存储，传输和检测 六 电荷的注入：①光注入 ②电注入

七 电荷输出：①电流输出 ②调制扩散放大器输出 ③浮置栅放大器输出 八 电荷耦合摄像器件功能：二维光学图像转换成译为时序的视频信号 九 电荷耦合摄像器件类型：①线阵CCD ②面阵CCD 十 变像管和像增强管的工作原理

目标物发出某波长范围的辐射通过光学系统在透明光电阴极上形成目标像，光电阴极将

光学图像转变成电子数密度图像在透镜的作用下，焦距成像在荧光屏上，轰击出可见荧光，从而得到可见图像

十一 变像管和像增强管的异同点

相同点：经过两次变换得到可见光图像，都是非扫描型器件，都有图像增强的作用 不同点：变像管----不可见光到可见光，光电阴极涂对红外或紫外敏感的材料 像增强管-----弱光到强光，光电阴极涂对微弱光或可见光敏感的材料 十二 提高变像管亮度增益的方法 1 提高光电阳极的灵敏度 2 提高荧光屏的发光效率

3 增大阳极电压，减小荧光屏与光电阴极工作面积之比

十三 光谱响应器件分类

1 外光电效应器件：取决于光电阴极材料 2 内光电效应器件：取决于靶材料 3 CCD: 光谱响应取决于硅底材料 4 热释电器件：光谱响应无条件吸收 第六章

一 光电信号检测电路的组成及作用 1 光电器件（光电传感器）：光转换成电

2 输入电路：a为光电器件提供正常的工作条件，b进行电参量的变换，c完成与前置 放大级的电路匹配

3 前置放大器：a信号放大 b阻抗匹配 二 对检测电路的设计要求 1 灵敏度要求 2 响应频率高 3 信噪比高

4 长期工作的稳定性和可靠性 第七章

一 光电信号二值化处理

1单光电信号的二值化处理 2 固定阈值法二值化处理 3 浮动阈值法二值化处理电路 二 视频信号的二值化处理 1 微分法实现二值化处理

2用比较法硬件电路实现二值化方法

① 采样期间：外部输入逻辑控制电平，使S闭合，CCD视频信号通过开关S对CH

快速充放电

② 保持期间：外部输入逻辑控制电平，使S断开，CH电荷保持在断开时的终值电平 第八章

一 二次调制的作用

1改善广电系统的工作品质，有助于传输过程的信号处理

2 能更好的从背景噪声干扰中分离出有用信号，提高信噪比和测量灵敏度 3 简化系统结构，改善工作条件

4 扩大目标定位系统的视场和搜索范围 二光电编码器分类及优缺点

1 增量式 ①优点：图案均匀，可把任意位置作为基准点，测量范围只受计数器容量限

制，而与光学器件无关

②缺点：没有确定的测量点，停电则是掉当前位置，高频脉冲使计数装置不

能实时跟踪，无法输出转动的绝对位置信息

2 绝对式：图案不均匀，光信号脉冲不一样，可实时测得坐标变化，抗干扰能力强，

可靠性高，在线性好，切断电源信号消失，通电后能恢复原状态，信号并行传送不需要方向判别和可逆计数

三 莫尔条纹作用：位移量的放大，误差的平均效应