光电技术自测题

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1、光电技术自测题光电技术自测题 一填空1在光辐射能的测量中，建立 了两套参量和单位。一套参量是，适用于整个电磁波谱；另一套参量是，适用于可见光波段。2发光强度的单位是 ，光通量的单位是 ，光照度的单 位是。3本征吸收的长波限表达式为。非本征吸收有、等。半导体对光的吸收主要是 。4半导体的光电效应主要有、。5 PN结外加正偏电压时，耗尽区变，结电容变；PN结外加反偏电压时，耗尽区变，结电容变。6光子探测器输由光电流为，其中M指，指。7光电探测器噪声主要有 、。8光电探测器的积分灵敏度与采用的光源有关。通常测试光子探测器的积分灵敏度，辐射源采用；测试热探测器的积分灵敏度，辐射源采用。9激光器的基本组

2、成包括三部分，分别为、。10可见光波长范围 。紫外光波长范围。红外光波长范围 。11光电倍增管是一种真空光电器件，它主要由和组成。二单项选择1克尔效应属于（）A电光效应B磁光效应C声光效应 D以上都不是 2海水可以视为灰体， 300K的海水与同温度的黑体比较（）A峰值辐射波长相同B发射率相同 C发射率随波长变化D都不能确定 3下列探测器最适合于作为光度量测量的探测器（）A热电偶 B红外光电二极管 C 2CR113蓝硅光电池 D杂质光 电导探测器 4硅光二极管在适当偏置时，其光电流与入射 辐射通量有良好的线性关系，且动态范围较大。适当偏置是 （）A恒流B自偏置C零伏偏置 D反 向偏置5为了描述显

3、示器的每个局部面元在各个方向的辐 射能力，最适合的辐射度量是（）A辐射照度B辐射亮度C辐射由度 D辐射强度6为了探测宽度为0.5us、重复 频率为200kHz的激光脉冲信号，若要准确保证脉冲形状， 检测电路带宽至少应该大于（）A 2MHz B 20MHz C200MHz D 150MHz 7,为了提高测辐射热计的电压响应率， 下列方法中不正确的是（）A将辐射热计制冷 B使灵敏面表面黑化 C将辐射热计封装在一个真空的外壳里D采用较粗的信号导线 8.光谱光视效率 V505nm0.40730 ,波长 为505nm、1mW 的辐射光，其光通量为（）A 683lm B0.683lm C 278.2 Im

4、 D 0.2782 Im 9 直接探测系统中 （）A 探测器能响应光波的波动性质，输由的电信号间接表征光波的 振幅、频率、相位B探测器只响应入射至其上的平均光功率 C具有空间滤波能力D具有光谱滤波能力10下列探测器的光一电响应时间，由少数载流子的寿命决定（）A线性光电导探测器 B光电二极管 C光电倍增管 D热电偶 和热电堆 11下列光电器件，哪种器件正常工作时需加 100-200V的高反压 （）A Si光电二极管 B PIN光电二极 管C雪崩光电二极管D光电三极管 12有关半导体对光的吸收，下列说法正确的是（）A半导体对光的吸收主要是非本征吸收 B本征半导体和杂质半导体内部都可能发生 本征吸收

5、C产生本征吸收的条件是入射光子的波长要大于 波长阈值 D产生本征吸收的条件是入射光子的频率要小于 频率阈值 13.在常温下，热探测器的 D*108-109cm Hz1/2/W ，而 D* 的极限值可达到 1.81010cm Hz1/2/Wo实际热探测器的D*低于极限值的主要原因是下列因素难 以忽略 A热辐射B热传导和热对流C热传导和热辐射D以上都不是 14表中列由了几种国外硅APD的特性参数。根据表中数据，要探测830nm的弱光信号，最为合适的 器件是 （）A C30817E B C30916E C C30902E D C30902S 15在相干探测系统中，下列说法不正确的是（）A探测器能响应

6、光波的波动性质，输由的电信号间接表征光波的振 幅、频率和相位 B探测器只响应入射其上的平均光功率C具有空间滤波能力 D具有光谱滤波能力 16给光电探测器 加合适的偏置电路，下列说法不正确的是A可以扩大探测器光谱响应范围B可以提高探测器灵敏度C可以降低探测器噪声 D可以提高探测器响应速度17下列光源中哪一种光源，可作为光电探测器在可见光区的积分灵敏度测量 标准光源 （）A笊灯B低压汞灯 C色温2856K的白炽 灯D色温500K的黑体辐射器 18对于P型半导体来说，以 下说法正确的是（）A电子是多子 B空穴是少子C能带 图中施主能级靠近导带底D能带图中受主能级位于价带顶19若要检测10-7s的光信

7、号，最合适的光电探测器是 （）A PIN型光电二极管 B 3DU型光电三极管 C PN结型光电二 极管D 2CR11型光电池 20对于光敏电阻，下列说法不正确 的是（）A弱光照下，光电流与光照度有良好的线性关系 B光敏面做成蛇形，有利于提高灵敏度 C光敏电阻具有前历 效应D光敏电阻光谱特性的峰值波长，低温时向短波方向 移动21负电子亲和势阴极和正电子亲和势阴极相比有重要 差别，其参与发射的电子是（）A不是冷电子而是热电子B不是热电子而是冷电子C既是冷电子又是热电子D既不是冷电子也不是热电子22光电跟踪制导系统中为了实现对飞行目标的红外（中红外）和紫外探测辐射进行探测，最为合适的探测器是（）A

8、PMT和PC B PC和PMT C热探 测器和Si-PD D Si-PD和热探测器 23对于激光二极管和发 光二极管来说，下列说法正确的是（）A激光二极管只能连续发光B发光二极管的单色性比激光二极管的单色性要 好C激光二极管内部没有谐振腔D发光二极管辐射光的波长决定于材料的禁带宽度24对于N型半导体来说，下列说法正确的是（）A费米能级靠近导带底 B空穴为多子C 电子为少子D费米能级靠近于价带顶25根据光电器件伏安特性，下列哪些器件不能视为恒流源（）A光电二极管B光电三极管 C光电倍增管 D光电池26硅光电二极管适 当偏置时，其光电流与入射光通量有良好的线性关系，且动 态范围较大，适当偏置是指（

9、）A恒流B自偏置C零伏偏置D反向偏置27光敏电阻的暗电导为 2s （西门子），在 200Lx的光照下亮暗电导之比为1001,则光电导为（）A198S B 202S C 200S D 2S 28有关热探测器，下列说法不正确 的是（）A光谱响应范围从红外到紫外有着相同的响应B响应时间为mS量级C器件吸收光子能量，使其中的非传导 电子变为传导电子 D各种不同波长的辐射对于器件的响应 都有贡献29 CCD摄像器件的信息是靠（）存储。A载流子B电荷C电子D光子30利用光热效应制 作的器件有（）A光电导探测器 B光伏探测器 C光磁 电探测器D热电探测元件 三简答题1解释名词载流子、本征激发2画图表示放大器

10、的 EnIn噪声模型。光电倍增管检测电路估算噪声时，为什么可以不考虑后 接放大器的噪声模型参量 En和In的影响3以三相CCD为 例，说明电荷包转移过程中势阱深度的调节和势阱的耦合是 如何实现的 4为什么光电二极管加正向电压时表现不由明 显的光电效应 5说明叫做NEA为什么NEA材料制成的光 电阴极灵敏度极高 6在理想情况下，只考虑信号光功率引起 的散粒噪声，非相干探测和相干探测系统的信噪比分别为 为什么说相干探测系统信噪比远高于非相干探测信噪比7分别指明可见光谱区和中红外光谱区的范围。8分别画由本征半导体和N型半导体的能带图，并简要解释施主能级的形成。9用光敏电阻测量时，不宜用强光照射，为什

11、么 10同 温度的黑体和灰体，它们的光谱辐射特性有何相同和相异 11解释杂质光电导探测器 a常用于中远红外探测；b通常必 须在低温条件下工作 12微通道板像增强器与级联式像增强 器相比，具有哪些特点为什么说微通道板像增强器具有自动 防强光的优点13在PMT的高压供电电路中，第一个倍增 极和阳极的电压要比中间几极的电压高，为什么14在光学上对光辐射的度量建立哪两套单位它们分别适用于什么波 谱范围15热探测器与光子探测器的工作原理、光谱响应分 别有什么不同16探测器的比探测率和哪些因素有关一个探测器的灵敏度很高，是不是它的比探测率就一定很高17为什么光电探测器使用时要加偏置电路画图说明光伏探测器

12、的反向偏置电路。18用金属材料和半导体材料做成的测辐射热计的电阻-温度系数有什么区别举例说明它们的应用场合。19什么是光电探测器的灵敏度为什么测量光谱灵敏度的系统一般需要单色仪 20光学调制主要有哪两个作用举例 说明。21试叙述半导体发光二极管和半导体激光器在结构上 的差异，以及各自特性上的差异。四 分析计算题1下表中列由了几种国外硅 APD的特性 参数。根据表中参数（1）计算C30916E的D*值；（2）说明工 作电压为什么要达到几百伏如果低于或者超过工作电压，将 会由现什么情况 雪崩光电二极管是利用PN结在高反向电压下产生的雪崩效应来工作的。当外加电压较低时，器件没有电流倍增现象；当偏压增

13、 加到接近但略低于击穿电压UB时，器件有很大的倍增；当偏压继续增加超过 UB以后，暗电流的雪崩电流急剧上升导 致器件会发生击穿，因而器件输生很大的噪声电流。2利用压频变换器可以产生调频光信号，如下图所示， 图（a）为电路原理图，图（b）为V/F的频率-电压特性曲线。若输入，求(1)调频信号的调制指数 mf; (2)调频信 号的带宽。3如图所示为相干探测的原理示意图。相干探测是指信号光和参考光在满足波前匹配条件下在 光电探测器上进行光学混频。探测系统中以光电二极管为探测器。1指由波前匹配条件包括哪些条件 2设参考光的辐通量 为Or,写生探测系统散粒噪声的表达式， 并指由主要的散粒 噪声源。3证明

14、只考虑散粒噪声，具相干探测的信噪比 SNRh为 式中，s为信号光的辐通量，刀为量子效率，占为探测器的 带宽，hv为入射光子能量。答波前匹配条件在光混频器上要求信号光与本振光的偏 振方向一致；必须保持信号光和本振光在空间上的角准直。散粒噪声的表达式由于r,s可只考虑本振光对散粒噪声的贡献。于是，探测中散粒噪声的均方功率为 本振光对散粒噪声 为主要的散粒噪声源 外差信号电流均方功率为 因此，其相 干探测的信噪比 SNRh为4下图为双频激光测长的原理图，(1)简述其工作原理；(2)振动速度与光学差频的关系；(3)若对差频信号的波数计数为 N ,则物体运动的位移为 5 莫热探测器的探测面积 Ad为5mm2,吸收系数 a 0.8试计算该热探测器在温度 T为77 K、带宽为1 Hz时的热导GRc()6设奥目标可视为灰体，平均发射率为0.85,温度为320K,其直径近似为5 m,计算目标的辐射由射度。