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光电检测思考题与部分答案解析

来源:用户分享 时间:2025/5/29 16:35:31 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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1.什么是光电检测系统?其基本组成部分有哪些?

答:指对待测光学量或由非光学待测物理量转换的光学量,通过光电变换和电路处理的方法进行检测的系统。

组成部分:光源;被检测对象及光信号的形成;光信号的匹配处理;光电转换;电信号的放大与处理;微机;控制系统;显示。 2.简要说明光电检测技术的重要应用围?

答:辐射度量和光度量的检测;光电元器件及光电成像系统特性的检测;光学材料、元件及系统特性的检测;非光学量的光电检测。 3.光电探测器的原理有几种效应?分别是什么?容是什么? 答:四种。光电子发射效应:在光辐射作用下,电子逸出材料表面,产生光电子发射。光电导效应:光照射某些半导体材料,某些电子吸收光子变成导电自由态,在外电场的作用下,半导体的电导增大。光生伏特效应:光照射在PN结及其附近,在结区中因电场作用,产生附加电动势。光磁电效应:半导体置于磁场中,用激光垂直照射,由于磁场产生洛伦兹力,形成电位差。。 4. 光电探测器的种类及相应的光电器件? 答:光电子发射器件:光电管、光电倍增管;

光电导器件:光敏电阻;

光生伏特器件:雪崩光电管、光电池、光电二极管、光电三极管。 5. 光电探测器的性能参数有哪些?详细叙述之。

答:量子效率:响应度:光谱响应:响应时间和频率响应:噪生等效功率:探测度:线性度:。

6. 光电探测器的噪声主要来源于什么?

答:热噪声;暗电流噪声;散粒噪声;低频噪声。 7.作为性能优良的光电探测器应具有哪三项基本条件?

答:光吸收系数好;电子亲和力小;光电子在体传输过程中受到的能量损失应该小,使其逸出深度大。 8.常见的光阴极材料有哪些? 答:银氧铯;锑钾;锑铯。

9.真空二极管与充气二极管的工作原理与结构以及它的优缺点比较。 答:真空二极管工作原理:当入射光透过光窗射到光阴极面上时,光电子从阴极发射到真空中,在阴极电场作用下,光电子加速运动到阳极被吸收,光电流数值可在阳极电路中测出。优缺点:电流与入射光通量成正比,因此可精确测量光通量;噪声小,但增益小。 充气二极管工作原理:光电管中充入低压惰性气体,在光照下光阴极发射出的光电子受电场作用加速向阳极运动,途中与气体原子相碰撞,气体原子发生电离形成电子与正离子,不断繁衍构成电子流。优缺点:高灵敏度,结构简单,但噪声大频响差。

10.光电倍增管的工作原理及结构(组成部分),他有什么特点? 答:工作原理:光照射在光电阴极上,从光阴极激发出的光电子,在电场U1的加速下,打在第一个倍增级D1上,由于光电子能量很大,它打在倍增极上时就又激发出数个二次光电子,在电场U2的作用下,二次光电子又打在第二个倍增极上,又引起电子发射,如此下去,电子流迅速倍增,最后被阳极收集。组成部分:光电阴极、倍增极、阳

极和真空管。

特点:灵敏度高,稳定性好,响应速度快和噪声小,结构复杂,工作电压高,体积大。

11.光电倍增管的主要特性参数有哪些?试叙述他的三个时间特性的具体容。

答:灵敏度,放大倍数,光谱响应度,时间特性,线性度,最大额定值,不稳定性,暗电流,噪声与信噪比。

时间特性三个参数:响应时间:阳极电流脉冲幅度从最大值的10%上升到90%所经过的时间;渡越时间:从光脉冲的顶点到阳极电流输出最大值所经历的时间;渡越时间分散:由于电子初速度不同,电子透镜场分布不同,电子走过的路不同,在光脉冲输入时,渡越时间不同。 12.简单画出光电倍增管的供电电路。 13.常用光敏电阻有哪些?

答:硫化镉和硒化镉光敏电阻;硫化铅和硒化铅光敏电阻;砷化铟和锑化铟光敏电阻。

14.硅光电池有哪两种类型?有什么区别?

答:2DR型:以P型硅为基片,基片上扩散磷形成N型薄膜,构成PN结,受光面是N型层。

2CR型:在N型硅片上扩散硼,形成薄P型层,构成PN结,受光面为P型层。

15.光电二极管主要工作特性有哪些?使用时应注意哪些问题? 答:光谱响应;伏安特性;频率特性及噪声性能;

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