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NEP
2、 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。)
12、真空光电器件是基于什么效应的光电探测器,它的结构特点是有一个真空管,其他元件都在真空管中,真空光电器件包括哪两类。 (外光电效应 光电管 光电倍增管)
二、 名词解释 1、响应度
(响应度(或称灵敏度):是光电检测器输出信号与输入光功率之间关系的度量。) 2、信噪比
(是负载电阻上信号功率与噪声功率之比) 3、光电效应
(光电效应:光照射到物体表面上使物体的电学特性发生变化。) 4、亮电流
(光敏电阻两端加电压(直流或交流)。无光照时,阻值很大,电流(暗电流)很小;光照时,光生载流子迅速增加,阻值急剧减少,在外场作用下,光生载流子沿一定方向运动,形成亮电流。) 5、光电信号的二值化处理
(将光电信号转换成“0”或“1”数字量的过程称为光电信号的二值化处理。) 6、亮态前历效应
(亮态前历效应是指光敏电阻测试或工作前处于亮态,当照度与工作时所要达到的照度不同时,所出现的一种滞后现象) 7、热释电效应
(在某些绝缘物质中,由于温度的变化引起极化状态改变的现象称为热释电效应) 8、暗电流
9、暗态前历效应
暗态前历效应是指光敏电阻测试或工作前处于暗态,当它突然受到光
照后表现为暗态前历越长,光电流上升越慢。 三、简答
1、雪崩光电二极管的工作原理
(当光敏二极管的PN结上加相当大的反向偏压(100~200V)时,在结区产生一个很强的电场,使进入场区的光生载流子获得足够的能量,在与原子碰撞时可使原子电离,而产生新的电子—空穴对。只要电场足够强,此过程就将继续下去,使PN结内电流急剧增加,达到载流子的雪崩倍增,这种现象称为雪崩倍增效应。) 2、光生伏特效应与光电导效应的区别和联系?
(共性:同属于内光电效应。区别:光生伏特效应是少数载流子导电
的光电效应,而光电导效应是多数载流子导电的光电效应。) 3、
什么是敏感器?敏感器与传感器的区别和联系?
(将被测非电量转换为可用非电量的器件。共性:对被测非电量进行转换。
区别:敏感器是把被测量转换为可用非电量,传感器是把被测非电量转换为电量) 4、
发光二极管的工作原理。
(在PN结附近,N型材料中的多数载流子是电子,P型材料中的多数载流子是空穴,PN结上未加电压时构成一定的势垒,当加上正向偏压时,在外电场作用下,P区的空穴和N区的电子就向对方
扩散运动,构成少数载流子的注入,从而在PN 结附近产生导带电子和价带空穴的复合。一个电子和一个空穴对每一次复合,将释放出与材料性质有关的一定复合能量,这个能量会以热能、光能、或部分热能和部分光能的形式辐射出来。 5、
说明电子器件与热电器件的特点。 光子器件
响应波长有选择性,一般有截止波长,超过该波长,器件无响应。
热电器件 响应波长无选择性,对可见光到远红外的各种波长的辐射同样敏感
响应快,吸收辐射产生信号需要的时间短, 一般为纳秒到几百微秒 6、
PIN型的光电二极管的结构、工作原理及特点
响应慢,一般为几毫秒 (它的结构分三层,即P型半导体和N型半导体之间夹着较厚的本征半导体I层,它是用高阻N型硅片做I层,然后把它的两面抛光,再在两面分别作N+和P+杂质扩散,在两面制成欧姆接触而得到PIN光电二极管。原理:层很厚,对光的吸收系数很小,入射光很容易进入材料内部被充分吸收而产生大量的电子-空穴对,因而大幅度提供了光电转换效率,从而使灵敏度得以很高。两侧P层和N层很薄,吸收