光電檢測2013年期末復(fù)習(xí)題課件

期末考試復(fù)習(xí)題（范圍除作業(yè)題外做如下追加）題型包括填空題、簡答題、計(jì)算題、看圖回答題。計(jì)算題

輻射度學(xué)、光度學(xué)相關(guān)計(jì)算；探測器噪聲、探測器特性參數(shù)計(jì)算（NEP、D、D*、量子效率）；波長、頻率、波數(shù)、能量的換算，光電探測器量子效率計(jì)算；輻射定律相關(guān)計(jì)算（包括紅外輻射測溫）；結(jié)型探測器電流方程、開路電壓、短路電流相關(guān)計(jì)算；光敏電阻相關(guān)計(jì)算；

CCD電荷轉(zhuǎn)移效率、損失率相關(guān)計(jì)算；要求：1）寫出計(jì)算的依據(jù)，有解有答；

2）字跡工整。簡答題簡述什么是半導(dǎo)體？什么是N型半導(dǎo)體？什么是P型半導(dǎo)體？畫圖說明P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)。簡述什么是擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)？什么是飄移運(yùn)動(dòng)？pn結(jié)內(nèi)電場是怎樣形成的？簡述光電導(dǎo)效應(yīng)與PN結(jié)光伏效應(yīng)的同異點(diǎn)。普朗克輻射公式描述了什么?普朗克輻射公式與斯忒藩-玻爾茲曼定律、維恩位移定律是什么關(guān)系？（試說明輻射基本定律之間的關(guān)系）一般光電測量系統(tǒng)的噪聲分為哪幾類？包括什么噪聲？探測器噪聲有哪些種類？大小與那些因素有關(guān)？什么是探測器的光譜響應(yīng)特性？什么是頻率響應(yīng)特性？有何區(qū)別?光電探測器的特性參數(shù)有哪些？簡述如何合理選擇光電探測器。太陽屬于哪一類輻射源？相當(dāng)于多少K的黑體輻射？其不同光譜區(qū)輻射比例如何？請列出三種對太陽輻射有吸收衰減作用的大氣成分。簡述硅光電池的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。要求：1）問什么回答什么；

2）抓住要點(diǎn)，簡要回答；

3）字跡工整、可辨別。25.什么是光電陰極？負(fù)電子親和勢光電陰極材料有何特點(diǎn)？26.簡述CCD的工作原理，二相、三相驅(qū)動(dòng)CCD結(jié)構(gòu)上有何區(qū)別?27.什么是SCCD？什么是BCCD？為什么說BCCD能提高電荷轉(zhuǎn)移效率？28.簡述SSPD的工作過程，為什么要以電荷存儲(chǔ)方式工作？29.簡述紅外分析儀的工作原理、工作過程、及各部分的作用。30.簡述紅外測溫儀的工作原理和基本構(gòu)成。31.什么是斬波器？斬波器有何功能？32.簡述光纖多普勒測速系統(tǒng)的工作原理。33.偏振態(tài)調(diào)制型光纖傳感器是怎樣測定電流的？34.什么是太赫茲波？具有哪些特性？為什么說太赫茲波對人體是安全的？35.簡述光電導(dǎo)天線發(fā)射太赫茲波的工作原理，與光整流發(fā)射有何不同？例題1：詳細(xì)畫圖說明P型（或N型）半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)。正確標(biāo)出導(dǎo)帶、價(jià)帶、禁帶、施主能級和施主電離能的位置（各1分）。例題2：

簡述光電二極管、光電三極管的同異點(diǎn)；除光電變換外有放大作用的光電探測器有哪些？（相同點(diǎn)）兩者同為結(jié)型光電探測器，有光電變換功能（2分）；（不同點(diǎn)）硅光電三極管除光電變換功能外還有電流放大功能（2分）；有放大作用的光電探測器還有雪崩光電二極管（1分）。下圖是用來測溫的激光光纖傳感器組成原理圖。其檢測原理是利用了光波的那些量隨溫度的變化？參考臂的作用是什么？ 例題：答：位相調(diào)制型光纖傳感器，利用了光纖纖芯的折射率n1和纖芯長度L與位相f之間的關(guān)系?？捎孟率奖硎荆?/p>

測溫是將光纖折射率和長度隨溫度的變化轉(zhuǎn)換為干涉條紋位相的變化。（3分）參考光纖不感受溫度變化，從而使傳感光纖和參考光纖的輸出光干涉而產(chǎn)生相位差，測溫時(shí)用干涉儀將相角的變化轉(zhuǎn)化為強(qiáng)度的變化，實(shí)現(xiàn)定量測溫。（3分），要求：1）問什么回答什么；

2）抓住要點(diǎn)，分析回答；

3）字跡工整、可辨別。1.硅光電池、PIN型光電二極管、和雪崩光電二極管，三者中時(shí)間常數(shù)最大的是（硅光電池）。2.光伏效應(yīng)器件中有電流內(nèi)增益效應(yīng)的是（光電三極）和（雪崩光電二極）。3.P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體均可制作光敏電阻，但是通常使用N型半導(dǎo)體材料，這是由于電子的(遷移率)比空穴大。4.真空光電器件是基于(外光電

)效應(yīng)的光電探測器件。5.如果輻射源發(fā)光的顏色與黑體在某一溫度下發(fā)光的顏色相同，則黑體的這一溫度成為該輻射源的（色溫）。6.無光注入，也無電注入情況下CCD輸出的電流稱為(暗電流)。7.溫度變化引起鐵電體極化強(qiáng)度變化，導(dǎo)致其表面束縛電荷量發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為(熱釋電效應(yīng)

)。8.

只傳光不傳感的光纖傳感器被劃分（傳輸光強(qiáng)調(diào)制型/反射光強(qiáng)調(diào)制型/頻率調(diào)制型）。填空參考題17.電子和空穴在外電場作用下電子向正極、空穴向負(fù)極的運(yùn)動(dòng)，稱之為（漂移）運(yùn)動(dòng)。18.對于結(jié)型光電器件、結(jié)的種類主要包括（PN結(jié)）結(jié)、（PIN結(jié)）結(jié)和（肖特基結(jié)）結(jié)。。20.P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體均可制作光敏電阻，但是通常使用N型半導(dǎo)體材料，這是由于電子的(遷移率)比空穴大。

CCD最突出的特點(diǎn)是以(電荷)做為信號。22.紅外氣體分析儀的基本原理是根據(jù)物質(zhì)(吸收特性)特性進(jìn)行工作的。23.大氣窗口是指地球大氣對紅外輻射吸收(1-14um)的波長區(qū)域。24.光纖傳感器主要分為兩大類型，即（功能型）光纖傳感器和（非功能型）光纖傳感器。25.太赫茲波頻