光电总复习

第2章习题答案

2-1 采用SI 单位制的一个平面波的表达式如下：

)37.0125cos(25.0x t y -=，

求它的振幅、角频率、频率、周期、波速与波长值。

解：根据平面波的振动方程)cos()22cos(Kx t A x T t A y -=-=ωλ

ππ 该平面波的振幅：25.0=A m ；角频率：125=ωrad/s ；频率：89.192≈=

πωf Hz ； 周期：05.01==

f T s ；波速：84.337===K T v ωλm/s ；波长：98.162==

K πλm 。

2-2 一个平面波源按照)/2sin(T t A x π=的关系式振动，已知 A=0.06米；T=1.8秒；波速v=2米/秒。问与波源相距3米、3.5米及4米各质点间的位相差各是多少？

解：波长：6.38.12=?==vT λ米；

与波源相距3米、3.5米两质点间的位相差为：ππλπ?18

55.06.3222112=?=-?=S S ； 与波源相距3米、4米两质点间的位相差为：ππλπ?9

516.3223113=?=-?=S S ； 与波源相距3.5米、4米两质点间的位相差为：ππλπ?18

55.06.3223123=?=-?=S S 。

2-3 光调制的含义是什么？光调制可分为哪几种？

答：光调制的含义是将各种被测物理量的有关信息以信号的形式载到光波上去； 光调制可分为：强度调制、相位调制、偏振调制、频率调制和波长调制。

2-4 光强度调制有哪些方式？其应用特点各是什么？

答：光强度调制主要有四种方式：辐射式、反射式、遮挡式、投射式。

(1)、辐射式：可测量被测对象所辐射出的功率、光谱分布及温度等参数，以便确定待测物体的存在，所处的方位以及根据其光谱的分布情况来分析它的物质成份及性质，如报火警、侦察、跟踪、武器制导、地形地貌普查分析、光谱分析及太阳能利用等。

(2)、反射式：光的反射形式有镜面反射和漫反射。

对于镜面反射，光按一定方向反射，往往被用来判断光信号的有无，因此可用于光电准直、电机等转动物体的转速测量；

对于漫反射，是指一束平行光照到某一表面上时，光向各个方向反射出去的现象。采用漫反射可检测物体的外观质量，如物体表面材料的性质、表面粗糙度以及表面缺陷等因素。

此外，激光测距、激光制导、主动式夜视、电视摄像、文字判读等方面的应用均属于这种方式。

(3)、遮挡式：指被测物体部分地或全部地遮挡或扫过入射光束所引起的输出信号的变化。

应用这种方式，可对物体的位移量和物体的尺寸进行检测，如光电测微计、光电投影尺寸检测仪等。

如果被测物体扫过光束，光通量就要发生有无两种状态的变化，输出的电信号为脉冲形式，这样便可用于产品的光电计数、光电测速、光电自动开关以及防盗报警等。

(4)、透射式：根据工作原理的不同可分为两种方式，模拟量信息变换方式和模/数信息交换方式。

①. 模拟量信息变换方式：光透过待检测物体，其中一部分光通量被待测物体吸收或散射，另一部分透过待测物体输出。被吸收或散射的光通量的数值决定于待检测物的性质。这种方式可用于检测液体或气体的浓度、透明度或混浊度；检测透明薄膜厚度和质量；检测透明容器的缺陷；测量胶片的密度等。

②. 模/数信息交换方式：通常将待测物理量，例如长度或角度经过光学变换装置变为条纹信息或代码信息，再变为数字信息输出。这种方式广泛用于精密测长、测角、工件尺寸检测和精密机床的自动控制等。

2-5 干涉仪有哪些基本形式及其特点？

答：干涉仪的基本形式有：迈克尔逊干涉仪、马赫-泽德干涉仪、萨纳克干涉仪、杨氏双缝干涉仪、多光束干涉仪、光纤干涉仪。

(1)、迈克尔逊干涉仪将单色光波经分束镜分为两束，一束为参考臂，另一束为测量臂。这两束光经反射后再经分束镜合成形成干涉，应用光电探测器可检测出参考光和测量光之间的干涉信号。可用于测量位移、振动等，能达到很高的测量精度。

(2)、马赫-泽德干涉仪将光源发出的光经过第一个分束镜分为参考光束和测量光束，这两束光经反射后通过第二个分束镜合成形成干涉。它可以避免干涉光路中的光再反射回光源，有利于降低光源的不稳定噪声。此外，还能获得双路互补干涉输出，便于进行信号接收和处理。能用于测量空气密度、气体和液体的折射率等。

(3)、萨纳克干涉仪通过分束镜将入射光束分为两束，一束经反射镜反射按顺时针方向传输，另一束则按相反的逆时针方向传输。这两束光回到分束镜后合成干涉，组成了环形干涉仪的光路。它适用于测量旋转、磁场等。应用这种原理研究的激光陀螺、光纤陀螺由于无运动部件、体积小等优越性，广泛用于新一代的导航系统中。

(4)、杨氏双缝干涉仪将单色光入射到一个刻有两条细狭缝的不透明屏上，在观察屏上可得到明暗相间的干涉条纹。基于该干涉原理可演变出其它干涉仪，如瑞利干涉仪等，可用于各种气体或液体的折射率测量。

(5)、多光束干涉仪利用的是多光束干涉原理。常见的为法布里-珀罗干涉仪，是由两个镀有高反射率膜层的平行反射平面组成的结构。光波在这两个平行反射面之间被多次反射和透射，各透过光波或反射光波的多光束叠加形成多光束干涉。具有干涉条纹细锐、分辨率高等特点。

(6)、光纤干涉仪的结构小型化，并且在很大程度上能够改善光学元件失调问题。

通过光纤代替分离的光学元器件，可减少振动、结构形变、温度变化、相对位移带来的影响，以获得良好干涉信号。光纤具有径细、可挠曲性好，抗电磁干扰能力强，可以进行远距离传送，以及适用于易燃、易爆等复杂环境下工作等独特优点，光纤干涉仪还可通过简单地增加传感光纤敏感臂的长度来提高灵敏度。

2-6 磁光效应与物质的天然旋光性有何区别，磁光调制器的基本结构如何？答：磁光效应需要在磁场的作用下才能使穿过物质的偏振光的偏振方向旋转，物质的天然旋光性则不需要外加磁场。此外，磁光效应的旋光方向与磁场方向有关，而与光的传播方向无关。也就是说在磁光效应下，如果线偏振光穿过物质一次旋转某个角度，则反方向返回时旋转角度增为原来的两倍。而对于物质的天然旋光效应，线偏振光往返穿过总的转角为零。

磁光调制器的基本结构包括：光源、起偏器、磁光物质、激励线圈、检偏器、显示屏。

2-7 什么是光学多普勒效应，检测多普勒运动频移有哪些主要的方法及其各自特点？

答：光学多普勒效应是指由于观测者和运动目标的相对运动，使观测者接收到的光波频率产生变化的现象。

由于光的频率太高，迄今尚无探测器可能直接测量其变化，因此需要采用间接方法——光混频技术来测量，即将两束频率不同的光混频，获取差频信号的光学零差和外差技术。

按照两束光入射到物体前时的光频率关系，光波频率检测分为零差法和外差法。若入射至物体前，两束光频率相同，称为零差法，否则为外差法。

零差法不能判别物体的运动方向，而且难以消除由直流引起的噪声。外差法不仅可以判别物体的运动方向，而且可用无线电中的外差技术抑制噪声，大大提高了信号的信噪比。

第3章习题答案参考

3-1 简要说明光辐射产生的条件。自发辐射与受激辐射的过程有什么不同？答：光是从实物中发射出来的，是以电磁波传播的物质。实物由大量的带电粒子组成，粒子在不断地运动，当其运动受到干扰时就可能发射出电磁波。以简单的孤立原子为例，原子内有若干电子围绕原子核不断运动，其运动有多种可能状态，都是稳定的且有一定的能量。不同运动状态的电子处于不同能级，能级的能量是不连续的，能量大的为高能级，小的为低能级，最低级为基态。光辐射可概括为激励和复合两个过程。如果有外来的激励，把适合的能量传递给电子，电子就可能从低能级进入较高的能级。电子受激励跃迁到较高能级只能维持很短的一段时间，很快就要复合回到低能级。从较高能级回到低能级的过程中，必然释放出多余的能量。在极大多数情况下，释放的能量是以光子的形式发射出来的，此即光辐射产生的条件。

自发辐射是电子从不稳定的高能态自发地回复到低能态，以光辐射的形式释放能量。被激发到高能态的电子也可以在外作用下(如入射光子)跃迁到低能级，称受激跃迁，这个过程发出的光为受激辐射。受激辐射能够发出一个与入射光子完全相同的光子，满足相干条件。一般光源均属自发辐射，激光则属于受激辐射。

3-2 为什么发光二极管的PN结要加正向电压才能发光？正向电压大小的选择应考虑哪些因素？

答：在未加正向电压时，由于半导体P-N结阻挡层的限制，使P区的多数载流子空穴和N区的多数载流子电子不能复合。加正向电压时，外加电场将削弱内建电场，使空间电荷区变窄，载流子的扩散运动加强。从而N区的电子通过势垒区与P区的空穴复合，相当于由高能级跃迁到低能级而发光。

发光二极管的伏安特性曲线与普通二极管相似。正向电压很低时，几乎没有电流，当电压大于阈值电压时，电流随电压增加迅速增大，发光二极管开始发光。因此，正向电压须大于阈值电压才能使发光二极管正常工作。此外，由于发光二极管具有一定的正向电阻，当电流流过时也有一定的功率损耗，因此正向电压大小的选择还须保证其功耗小于管子允许的极限耗散功率。

3-3 说明激光器产生激光的模态种类和反映的物理概念。

答：激光的模态分为纵模和横模。

激光的纵模是指在谐振腔内沿光轴方向形成谐振的振荡模式，这种振荡模式是由激光工作物质的光谱特性和谐振腔的频率特性共同决定的，反映激光的频率特性。激光的横模是反映激光光束横截面光强分布情况的，可观察到光斑及其强弱的分布。

3-4 常用光源种类及其选用注意事项。

答：常用光源包括热辐射光源(太阳光、白炽灯、卤钨灯等)、气体放电光源、发光二极管、激光光源等。

光源选用注意事项如下：(1). 光谱(波长)匹配；(2). 功率达到要求；(3). 频率和功率稳定性满足要求；(4). 响应时间达到要求；(5). 形状体积适合；(6). 发光面积和发光效率合适。

第5章习题答案参考

5-1 举例说明什么是直接探测，适用于什么场合？

答：直接探测是将待测光信号直接入射到光电探测器的光敏面上，光电探测器响应于光辐射强度而输出相应的电流或电压。

直接探测是一种简单而又实用的探测方法，现有的各种探测器都可用于这种探测方法。它适于探测信号并不微弱的普通光信号且且采用光强度调制方法的场合。

5-2 试述光外差探测的原理和特点。

答：光外差探测中除了信号光波之外还存在本机振荡(本振)光波。这两束相干光在光电探测器表面形成相干光场，经过探测器变换后能输出两束光波的差频信号，由此利用光的相干性对光所携带的信息进行检测。

光外差探测的特点如下：

(1). 可获得有关光信号的全部信息，包括信号光的振幅、频率和相位等，属于全息探测技术。

(2). 转换增益高。即使输入信号光功率非常小，只要参考信号的光功率足够大，仍能得到可观的中频输出，适于微弱信号的检测。

(3). 具有良好的滤波性能，杂散背景光的影响可以略去不计。

(4). 信噪比损失小。当参考光束不含噪声时，输出信噪比等于输入信噪比。

5-3 光外差探测需要满足哪些条件要求？

答：光外差探测需要满足空间条件和频率条件，详述如下：

(1). 要形成强的差频信号，信号光和参考光的波前必须重合，即保持信号光和参考光在空间上的角准直。

(2). 由于光外差探测是两束光波叠加产生干涉的结果，因此信号光和参考光须具有高度的单色性。与此同时，信号光和参考光还须具有很好的频率稳定性。如果频率漂移大，差频信号有可能大大超过中频滤波器带宽。

5-4 什么是弱光信号？有哪些检测方法？各适用于什么场合？

答：弱光信号是相对背景噪声而言，其信号幅度的绝对值很小，信噪比很低(远小于1)的一类信号。微弱信号被淹没在噪声中，需要从噪声中提取、恢复和增强。

弱光信号的探测有锁相放大器、取样积分器和光子计数器。锁相放大器适用于交变信号，取样积分器适用于周期信号，光子计数器则适用于极微弱光信号的探测。

5-5 以锁相放大器为例，说明去除噪声改善检测信噪比的原理。

答：锁相放大器包括信号通道、参考通道、相敏检波三个部分。参考信号与被测信号为同频同相的交变信号，经相敏检波后输出信号为直流信号。噪声和干扰信号只有当与参考信号同频同相时才可能输出直流信号并与被测信号叠加，而这样的几率是非常非常小的。

因此，锁相放大器去除噪声改善信噪比的原理是：利用和被测信号有相同频率和相位关系的参考信号作为比较基准，只对被测信号本身和那些与参考信号同频、同相的噪声分量有响应。因此能大幅度抑制无用噪声，改善检测信噪比。

5-6 说明取样积分器的去噪原理和工作过程。

答：取样积分器是利用取样和平均化技术测定深埋在噪声中的周期性信号的测量装置。对于稳定的周期信号，若在每个周期的同一相位处多次采集波形上某点的数值，其算术平均的结果与该点处的瞬时值成正比，而随机噪声的长时间平均值将收敛为零。这便是取样积分器的去噪原理。

取样积分器根据被测信号的形式可以分为两种基本的工作方式，测量连续光脉冲信号幅度的稳态测量方式和测量信号时序波形的扫描测量方式。

对于稳态测量方式，工作过程为：输入信号经前级放大输入到取样开关，开关的动作由触发信号控制，是由调制辐射光通量的调制信号形成的。触发输入经延时电路按指定时间延时，控制脉宽控制器产生确定宽度的门脉冲加在取样开关上。在开关接通时间内，输入信号通过电阻R向存贮电容C上充电，得到信号积分值。扫描测量方式与稳态测量方式工作过程的区别为：门延迟的时间借助慢扫描电压缓慢而连续地改变，使取样脉冲和相应触发脉冲之间的延时依次增加，于是对每一个新的触发脉冲，取样脉冲缓慢移动，扫描整个输入信号。

第6章部分习题答案

6-3 激光脉冲测距仪中，为了得到脉冲当量为1m/脉冲，应选用多少频率的时钟振荡源？

解：由ct L 2

1

=，t c L ?=?21；

已知m L 1=?； 时钟振荡源的频率：MHz Hz L c t f 150105.1218=?=?=?=

。

6-4 用相位测距法测量距离，设测量的最大范围为10km ，测距精度为1cm ，各测尺的精度为1‰，试给出测尺的个数和长度和频率。

解：第一把光尺：由测距精度为1cm ，可得L 1=1cm/0.1%=1000cm=10m ；

第二把光尺：由第一把光尺长10m ，则第二把光尺测量精度为1m ，可得

L 2=1m/0.1%=1000m ；

第三把光尺：由第二把光尺长1000m ，则第三把光尺测量精度为100m ，可得

L 3=100m/0.1%=100km ；

100km 比测量的最大范围10km 大，所以需要三把光尺，第三把光尺的长度

可以为测量最大范围10km ；

三把光尺的长度分别为：L 1=10m ；L 2=1000m ；L 3=10km ；

根据L=c/(2f)，f=c/(2L)，f 1=1.5×107Hz ；f 2=1.5×105Hz ；f 3=1.5×104Hz ；

6-8 用CCD 测量某物体的最大范围是3m ，CCD 阵列像素为1728个，像素尺寸为12um ，物镜焦距75mm ，请计算放置的距离和测量分辨率？

解：放置的距离：m y Y f f L 93.10)1012172831(075.0)1()11(6m ax =??+=+=+

=-β； 测量分辨率：mm m N Y l M 74.100174.017283

00=====

β。

(完整版)光电材料

目录 目录 ------------------------------------------------------------------------------------------- 1 1前言----------------------------------------------------------------------------------------- 2 2 有机光电材料 ------------------------------------------------------------------------------ 2 2.1光电材料的分类 --------------------------------------------------------------------- 2 2.2有机光电材料的应用 ---------------------------------------------------------------- 3 2.2.1有机太阳能电池材料--------------------------------------------------------- 3 2.2.2有机电致发光二极管和发光电化学池 --------------------------------------- 4 2.2.3有机生物化学传感器--------------------------------------------------------- 4 2.2.4有机光泵浦激光器 ----------------------------------------------------------- 4 2.2.5有机非线性光学材料--------------------------------------------------------- 5 2.2.6光折变聚合物材料与聚合物信息存储材料 ---------------------------------- 5 2.2.7聚合物光纤------------------------------------------------------------------- 6 2.2.8光敏高分子材料与有机激光敏化体系 --------------------------------------- 6 2.2.9 有机光电导材料 ------------------------------------------------------------- 6 2.2.10 能量转换材料 -------------------------------------------------------------- 7 2.2.11 染料激光器----------------------------------------------------------------- 7 2.2.12 纳米光电材料 -------------------------------------------------------------- 7 3 光电转化性能原理 ------------------------------------------------------------------------- 7 4 光电材料制备方法 ------------------------------------------------------------------------- 8 4.1 激光加热蒸发法 ------------------------------------------------------------------- 8 4.2 溶胶-凝胶法 ---------------------------------------------------------------------- 8 4.3 等离子体化学气相沉积技术（PVCD）------------------------------------------ 9 4.4 激光气相合成法 ------------------------------------------------------------------ 9 5 光电材料的发展前景---------------------------------------------------------------------- 10

光电技术简答题复习资料

“光电技术简答题”复习资料 一、回答问题： 7、什么是朗伯辐射体？ 在任意发射方向上辐射亮度不变的表面，即对任何θ角Le 为恒定值（理想辐射表面）。朗伯辐射表面在某方向上的辐射强度与该方向和表面法线之间夹角的余弦成正比。 θc o s 0I I = 10、写出光源的基本特性参数。 （1）辐射效率和发光效率 （2）光谱功率分布 （3）空间光强分布 （4）光源的色温 （5）光源的颜色 11、光电探测器常用的光源有哪些？ 热辐射光源：太阳；白炽灯，卤钨灯；黑体辐射器（模拟黑体，动物活体）。 气体放电光源：汞灯，钠灯，氙灯，荧光灯等。 固体发光光源：场致发光灯，发光二极管等。 激光器：气体激光器，固体激光器，染料激光器，半导体激光器等。 12、画出发光二极管的结构图并说明其工作原理。 发光二极管的基本结构是半导体P-N 结。 工作原理：n 型半导体中多数载流子是电 子，p 型半导体中多数载流子是空穴。P-N 结未加电压时构成一定势垒。加正向偏压时，内 电场减弱，p 区空穴和n 区电子向对方区域的 扩散运动相对加强，构成少数载流子的注入，从而p-n 结附近产生导带电子和价带空穴的复合，复合中产生的与材料性质有关的能量将以热能和光能的形式释放。以光能形式释放的能量就构成了发光二极管的光辐射。 13、说明发光二极管的基本特性参数有哪些。 （1）量子效率： 1）内发光效率：PN 结产生的光子数与通过器件的电子数的比例。 2）外发光效率：发射出来的光子数与通过器件的电子数的比例。 （2）发光强度的空间分布： （3）发光强度与电流关系：电压低于开启电压时，没有电流，也不发光。电压高于开启电压时显示出欧姆导通性。在额定电流范围内，发光强度与通过的电流成正比。 （4）光谱特性：发射功率随光波波长（或频率）的变化关系。 （5）响应时间：从注入电流到发光二极管稳定发光或停止电流到发光二极管熄灭所用的时间。表达了发光二极管的频率特性。 （6）寿命：亮度随时间的增加而减小。当亮度减小到初始值的e -1时所延续的时间。 17、简述PN 结光伏效应（分正偏、反偏、零偏三种情况）。 S i O 2 铝电极 背电极 P N ＋ － 图 发光二极管的结构图

光电测试技术考试版

1、光电测试技术的发展，从功能上来看具有什么特点： 1、 从静态测量向动态测量发展； 2、 从逐点测量向全场测量发展； 3、 从低速测量向高速测量发展，同时具有存储和记录功能。 2、测量中应遵循的原则：阿贝原则，封闭原则 3、人眼进行调焦的方法中最简单、最常用的是清晰度法和消视差法。 人眼的对准不确定度和调焦不确定度 最简便最常用的调焦方法是清晰度法和消视差法。 清晰度法是以目标与比较标志同样清晰为准。调焦不确定度是由于存在几何焦深和物理焦深所造成的。 消视差法是以眼睛在垂轴平面上左右摆动也看不出目标和标志有相对横移为准的。 用望远镜调焦的目的是提高精度、准确度 4、 光电对准按功能原理分类： a) 光度式：普通光度式、差动光度式 b) 相位式:光度式的基础上加入一个调制器即成为相位式 5、 关于光具座： 测量焦距时使用玻罗板 6、 分辨率测试技术有几种判据？ ? 瑞利（Rayleigh ）判据认为，当两衍射斑中心距正好等于第一暗环的半径时，人眼刚 能分辨开这两个像点，这时两衍射斑的中心距为 ? 道斯（Dawes ）判据认为，人眼刚能分辨两个衍射像点的最小中心距为 ? 斯派罗（Sparrow ）判据认为，当两个衍射斑之间的合光强刚好不出现下凹时为刚可 分辨的极限情况，两衍射斑之间的最小中心距为 例：假设汽车两盏灯相距r =1.5m ，人的眼睛瞳孔直径D=4mm ，问最远在多少米的地方，人眼恰好能分辨出这两盏灯? 1－平行光管 2－透镜夹持器 3－测量显微镜 4－ 测微目镜 5－导轨 1 2 3 4 5 0'1.22 1.22f F D σλλ==0 1.02F σλ=00.947F σλ=

完整word版,光电技术期末复习

第一章光辐射与光源 1.1辐射度的基本物理量 1.辐射能Qe：一种以电磁波的形式发射，传播或接收的能量。单位为J（焦耳）。 2辐射通量Φe：又称为辐射功率Pe，是辐射能的时间变化率，单位为W（瓦），是单位时间内发射，传播或接收的辐射能，Φe=dQe/dt(J/S焦耳每秒) 3辐射强度Ie：点辐射源在给定方向上单位立体角内的辐射能量单位为W/sr（瓦每球面度） Ie=dΦe/dΩ. 4辐射照度Ee：投射在单位面积上的辐射能量，Ee=dΦe/dA单位为（W/㎡瓦每平方米）。dA是投射辐射通量dΦe的面积元。 5辐射出射度Me：扩展辐射源单位面积所辐射的通量，即Me=dΦ/dS。dΦ是扩展源表面dS在各方向上（通常为半空间360度立体角）所发出的总的辐射通量，单位为瓦每平方米（W/㎡）。 6，辐射亮度Le：扩展源表面一点处的面元在给定方向上单位立体角，单位投影面积内发出的辐射通量，单位为W/sr*㎡(瓦每球面度平方米)。 7光谱辐射量：也叫光谱的辐射量的光谱密度。是辐射量随波长的辐射率。 光辐射量通量：Φe（λ）：辐射源发出的光在波长为λ处的单位波长间隔内的辐射通量。 Φe（λ）=dΦe/dλ单位为W/um或W/nm。 1.2 明视觉光谱光视效率V（λ）：视觉主要由人眼视网膜上分布的锥体细胞的刺激所引起的。（亮度大于3cd/m2，最大值在555nm处） 暗视觉光谱光视效率：视觉主要由人眼视网膜上分布的杆状细胞刺激所引起的。（亮度小于0.001cd/m2，最大值在507nm处） 1.3 辐射度量和光度量的对照表 辐射度量符号单位光度量符号单位 辐射能Qe J 光量Qv Lm/s 辐射通量或 辐射功率 Φe W 光通量Φv lm 辐射照度Ee W/㎡光照度Ev Lx=lm/㎡ 辐射出度Me W/㎡光出射度Mv Lm/㎡ 辐射强度Ie W/sr 发光强度Iv Cd=lm/sr 辐射亮度Le W/sr*㎡光亮度 光谱光视效率 Lv V(λ) Cd/㎡ 按照人眼的视觉特性V(λ)来评价的辐射通量Φe即为光通量Φv： Φv=Km 780 380 Φe(λ)V(λ)dλ式中Km为名视觉的最大光谱光谱光视效率函数，也成为光功当量。国际实 用温标理论计算值Km为680lm/W。 光度量中最基本的单位是发光强度单位——坎德拉，记作cd，它是国际单位制中七个基本单位之一（其他几个为：米，千克，秒，安（培），开（尔文），摩（尔））。光通量的单位是流明（lm）,它是发光强度为1lm的均匀电光源在单位立体角内发出的光通量。光照度的单位是勒克斯（lx），它相当于1lm的光通量均匀的照在1m2的面积上所产生的光照度。 1.4 热辐射的基本物理量（5页） 1辐射本领：辐射体表面在单位波长间隔单位面积内所辐射的通量 2吸收率α（λ，T）:在波长λ到λ+dλ间隔内被物体吸收的通量与λ射通量之比，它与物体的温度和波长有关，

光电功能材料知识点剖析

知识点补遗 1，光电功能材料按物质分类 答：根据材料的物质性进行分类：金属功能材料；无机非金属功能材料；有机功能材料；复合功能材料。 2，晶体的主要特征有哪些？ 答：晶体在宏观上的基本特性：自范性、均一性、对称性、异向性、稳定性。自范性：是指晶体具有自发地形成封闭的几何多面体外形，并以此为其占有空间范围的性质。 均一性：晶体在它的各个不同部分上表现出相同性质的特性，是晶体内部粒子规则排列的反映。 异向性：晶体内部粒子沿不同方向有不同的排列情况，从而导致在不同方向上表现出不同的宏观性质。 对称性：晶体的性质在某一方向上有规律地周期的出现 稳定性： 3，介电晶体的效应有哪些？分别有多少个点群？ 答： （1）压电效应：压电模量，三阶张量，非中心对称晶体。 （2）电致伸缩效应：电致伸缩稀疏，四阶张量， 所有晶体。 （3）热释电效应：热释电稀疏，一介张量，极性 晶体，可自发计划。 （4）铁电晶体：自发极化能随外加电场改变的晶 体。 各种介电晶体（数字表示此类性质的晶类数）： 压电效应： 晶体在受到机械应力的作用时，在其表面上会出现电荷，成为正压电效应。应力是二阶对称张量，其两个下标可以对调，压电模量是三阶张量，从而导致压 电模量中的后两个下标可以对调，此时压电效应可以写成： 逆压电效应：当电场加到具有压电效应的晶体上时，晶体将发生应变。 电致伸缩效应 当作用在晶体上的电场很强时，晶体的应变与电场不是线性关系，必须考虑

平方项，引起应变中的平方项称为电致伸缩效应。， iljk V 成 为电致伸缩系数。 热释电效应 晶体在温度发生变化时，产生极化现象，或其极化强度发生变化，称为热释电效应。当温度较小时，晶体极化强度变化与温度为线性关系。 电热效应：热释电效应的逆效应，即将某种热释电晶体置于电场中，会观察到温度变化。热释电材料主要用于红外探测。 晶体的铁电性质 在外场的作用下，自发极化的方向可以逆转或可以重新取向的热释电晶体。 铁电晶体的分类： (1)无序-有序型铁电晶体（软铁电体） (2)位移型铁电体（硬铁电体）：含有氧八面体构造基元者，也称钙铁矿型铁电体，如铌酸锂、钛酸钡等。 铁电体的宏观特性： (1)电滞回线：铁电体和非铁电体的判据。 非铁电晶体：P-E 关系为线性的。 铁电晶体：P-E 存在电滞回线。 (2)居里温度：晶体的铁电性质在一定的温度范围内存在，如钛酸钡晶体，温度低于120摄氏度是铁电项，高于120摄氏度铁电性消失。实际上是一个相变过程。 部分铁电晶体没有居里温度点，因为未达到相变温度时晶体已经溶解。 4，光率体的表达式和特征，三个轴与椭球截距的意义，折射率面，不沿主轴方向，通过晶体后引起的光程差的判定。 答：上册P-31 5，晶体的非线性光学——香味匹配条件以及实现相位匹配的途径（一种） 答：当激光的光强较强时，其通过物质时，物质内部极化率的非线性响应会对光波产生反作用，可能产生入射光波在和频和差频处的谐波，这种与强光有关不同于非线性光学现象的效应称为非线性效应。 混频效应：和频、差频 当作用于晶体的光场包含两种不同的频率ω1和ω2时，就会产生第三种频率ω 3的光， ω3 =ω1 +ω2相加的称为和频，ω3 =ω1 ?ω2相减的称为差频。 位相匹配： 在二级非线性极化的倍频过程中，入射光波在它经过的各个地方产生二次极化波，各个位置的二次极化波都发射出二次谐波，这些二次谐波在晶体中传播并相互于涉，相互干涉的结果，就是在 实验中观察到的二次谐波强度．这个强度与这些二次谐波的位相差有关．如果位相差为零，即各个二次谐波的位相一致，则相干加强，我们就能观察到产生的二次谐波．反之，则相干相消，我们就观察不到二次谐波。只有当入射光波的传播

光电检测技术与应用-郭培源-课后答案

光电检测技术与应用课后答案 第1章 1、举例说明你说知道的检测系统的工作原理。 （1）光电检测技术在工业生产领域中的应用：在线检测：零件尺寸、产品缺陷、装配定位…（2）光电检测技术在日常生活中的应用： 家用电器——数码相机、数码摄像机：自动对焦---红外测距传感器自动感应灯：亮度 检测---光敏电阻 空调、冰箱、电饭煲：温度检测---热敏电阻、热电偶遥控接收：红外检测---光敏二极管、光敏三极管可视对讲、可视电话：图像获取---面阵CCD 医疗卫生——数字体温计：接触式---热敏电阻，非接触式---红外传感器办公商务——扫描仪：文档扫描---线阵CCD 红外传输数据：红外检测---光敏二极管、光敏三极管（3）光电检测技术在军事上的应用：夜视瞄准机系统：非冷却红外传感器技术激光测距仪：可精确的定位目标光电检 测技术应用实例简介点钞机 （1）激光检测—激光光源的应用用一定波长的红外激光照射第五版人民币上的荧光字，会使荧光字产生一定波长的激光，通过对此激光的检测可辨别钞票的真假。由于仿制 困难，故用于辨伪很准确。（2）红外穿透检测—红外信号的检测红外穿透的工作原理是利用人民币的纸张比较坚固、密度较高以及用凹印技术印刷的油墨厚度较高，因而 对红外信号的吸收能力较强来辨别钞票的真假。人民币的纸质特征与假钞的纸质特征 有一定的差异，用红外信号对钞票进行穿透检测时，它们对红外信号的吸收能力将会 不同，利用这一原理，可以实现辨伪。 （3）荧光反应的检测—荧光信号的检测荧光检测的工作原理是针对人民币的纸质进行检测。人民币采用专用纸张制造（含85％以上的优质棉花），假钞通常采用经漂白处理后的普通纸进行制造，经漂白处理后的纸张在紫外线（波长为365nm的蓝光）的照射下会出现荧光反应（在紫外线的激发下衍射出波长为420－460nm的蓝光），人民 币则没有荧光反应。所以，用紫外光源对运动钞票进行照射并同时用硅光电池检测钞 票的荧光反映，可判别钞票真假。 （4）纸宽的检测—红外发光二极管及接收二极管的应用主要是用于根据钞票经过此红外发光及接收二极管所用的时间及电机的转速来间接的计算出钞票的宽度，并对机器 的运行状态进行判断，比如有无卡纸等；同时也能根据钞票的宽度判断出其面值。

-纳米光电材料

纳米光电材料 1.定义：纳米材料是一种粒子尺寸在1到100nm的材料。纳米光电材料是指能够将光能转化为电能或化学能等其它能量的一种纳米材料。其中最重要的一点就是实现光电转化。 其原理如下： 光作用下的电化学过程即分子、离子及固体物质因吸收光使电子处于激发态而产生的电荷传递过程。当一束能量等于或大于半导体带隙( Eg) 的光照射在半导体光电材料上时，电子(e-) 受激发由价带跃迁到导带，并在价带上留下空穴(h + )，电子与孔穴有效分离，便实现了光电转化[1]。 2.分类：纳米光电材料的分类 纳米光电材料按照不同的划分标准有不同的分类，目前主要有以下几种： 1. 按用途分类：光电转换材料：根据光生伏特原理，将太阳能直接转换成电能的一种半导体光电材料。目前，小面积多结GaAs太阳能电池的效率超过40 %[2]。 光电催化材料：在光催化下将吸收的光能直接转变为化学能的半导体光电材料，它使许多通常情况下难以实现或不可能实现的反应在比较温和的条件下能够顺利进行。例如，水的分解反应，该反应的ΔrGm﹥﹥0在光电材料催化下，反应可以在常温常压下进行[3] 2. 按组成分类： 有机光电材料：由有机化合物构成的半导体光电材料。主要包括酞青及其衍生物、卟啉及其衍生物、聚苯胺、噬菌调理素等； 无机光电材料：由无机化合物构成的半导体光电材料。主要包括Si、TiO2、ZnS、LaFeO3、KCuPO4·6H2O、CuInSe2等； 有机与无机光电配合物：由中心金属离子和有机配体形成的光电功能配合物。主要有2，2-联吡啶合钌类配合物等[4]。 3. 按形状分类 纳米材料大致可分为纳米粉末、一维纳米材料、纳米膜等。 纳米粉：又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原

光电检测技术介绍

?（一）检测 一、检测是通过一定的物理方式，分辨出被测参数量病归属到某一范围带，以此来 判别被测参数是否合格或参数量是否存在。测量时将被测的未知量与同性质的标准量进行比较，确定被测量队标准量的倍数，并通过数字表示出这个倍数的过程。 在自动化和检测领域，检测的任务不仅是对成品或半成品的检验和测量，而且为了检查、监督和控制某个生产过程或运动对象使之处于人们选定的最佳状况，需要随时检测和测量各种参量的大小和变化等情况。这种对生产过程和运动对象实时检测和测量的技术又称为工程检测技术。 测量有两种方式：即直接测量和间接测量 直接测量是对被测量进行测量时，对以表读数不经任何运算，直接的出被测量的数值，如：用温度计测量温度，用万用表测量电压 间接测量是测量几个与被测量有关的物理量，通过函数关系是计算出被测量的数值。 如：功率P与电压V和电流I有关，即P=VI，通过测量到的电压和电流，计算出功率。 直接测量简单、方便，在实际中使用较多；但在无法采用直接测量方式、直接测量不方便或直接测量误差大等情况下，可采用间接测量方式。 光电传感器与敏感器的概念 传感器的作用是将非电量转换为与之有确定对应关系得电量输出，它本质上是非电量系统与电量系统之间的接口。在检测和控制过程中，传感器是必不可少的转换器件。 从能量角度出发，可将传感器划分为两种类型：一类是能量控制型传感器，也称有源传感器；另一类是能量转换传感器，也称无源传感器。能量控制型传感器是指传感器将被测量的变换转换成电参数（如电阻、电容）的变化，传感器需外加激励电源，才可将被测量参数的变化转换成电压、电流的变化。而能量转换型传感器可直接将被测量的变化转换成电压、电流的变化，不需外加激励源。 在很多情况下，所需要测量的非电量并不是传感器所能转换的那种非电量，这就需要在传感器前面加一个能够把被测非电量转换为该传感器能够接收和转换的非电量的装置或器件。这种能够被测非电量转换为可用电量的元器件或装置成为敏感器。例如用电阻应变片测量电压时，就需要将应变片粘贴到售压力的弹性原件上，弹性原件将压力转换为应变力，应变片再将应变力转换为电阻的变化。这里应变片便是传感器，而弹性原件便是敏感器。敏感器和传感器随然都可对被测非电量进行转换，但敏感器是把被测量转换为可用非电量，而传感器是把被测非电量转换为电量。 二、光电传感器是基于光电效应，将光信号转换为电信号的一种传感器，广泛应用 于自动控制、宇航和广播电视等各个领域。 光电传感器主要噢有光电二极管、光电晶体管、光敏电阻Cds、光电耦合器、继承光电传感器、光电池和图像传感器等。主要种类表如下图所示。实际应用时，要选择适宜的传感器才能达到预期的效果。大致的选用原则是：高速的光电检测电路、宽范围照度的照度计、超高速的激光传感器宜选用光电二极管；几千赫兹的简单脉冲光电传感器、

光电技术复习资料汇总

1、设受光表面的光照度为100lx ，能量反射系数，求该表面的光出射度和光亮度（假定该表面为朗伯辐射体）。（θ cos dS dI L v v =）解：设受光表面光谱反射率相同，则每单位表 面反射的光通量为 601006.0=?==入反ρφφLm/m 2 这也就是该表面的光出射度M v 。 对朗伯辐射体，其光亮度v L 与方向无关，沿任意方向（与法线方向成θ角）的发光强度θI 与法线方向发光强度0I 之间的关系为θθcos 0I I = 每单位面积辐射出的光通量除以π即为其光亮度： 1.1914 .360 cos 1 ==== ==πφθv S v v v dS dI dS dI L C d /m 2sr 附：朗伯体法向发光强度I 0与光通量v Φ的关系 由定义，发光强度Ω Φ= d d I v ，所以在立体角Ωd 内的光通量：?θθθd d I Id d v sin cos 0=Ω=Φ在半球面内的光通量 ??== Φπ ππ?θθθ20 02 /0 sin cos I d d I v 2、计算电子占据比F E 高2KT 、10KT 的能级的几率和空穴占据比F E 低2KT 、10KT 能级的几率。 解：能量为E 的能级被电子占据的概率为 ) exp(11 )(kT E E E f F n -+= E 比E f 高2kT 时，电子占据比：1192.011) 2exp(11 2=+=+=e kT kT f e E 比E f 高10kT 时，电子占据比：5 10 1054.411-?=+=e f e E 比E f 低2kT 时，空穴占据比：1192.011 ) exp(112 =+=-+=e kT E E f f p E 比E f 低10kT 时，空穴占据比： 5 10 1054.411-?=+=e f p

有机光电材料研究进展.

有机高分子光电材料 课程编号：5030145 任课教师：李立东 学生姓名：李昊 学生学号：s2******* 时间：2013年10月20日

有机光电材料研究进展 摘要：本文综述了有机光电材料的研究进展，及其在有机发光二极管、有机晶 体管、有机太阳能电池、有机传感器和有机存储器这些领域的应用，还对有机光电材料的未来发展进行了展望。 关键词：有机光电材料；有机发光二极管；有机晶体管；有机太阳能电池；有机传感器；有机存储器 Abstract:This paper reviewed the research progress in organic optoelectronic materials, and its application in fields of organic light emitting diodes(OLED), organic transistors, organic solar cells, organic sensors and organic memories , but also future development of organic photoelectric materials was introduced. Keywords:organic optoelectronic materials; organic light emitting diodes(OLED); organic transistors;organic solar cells; organic sensors; organic memories 0.前言 有机光电材料是一类具有光电活性的有机材料，广泛应用于有机发光二极管、有机晶体管、有机太阳能电池、有机存储器等领域。有机光电材料通常是富含碳原子、具有大π共轭体系的有机分子，分为小分子和聚合物两类。与无机材料相比，有机光电材料可以通过溶液法实现大面积制备和柔性器件制备。此外，有机材料具有多样化的结构组成和宽广的性能调节空间，可以进行分子设计来获得所需要的性能，能够进行自组装等自下而上的器件组装方式来制备纳米器件和分子器件。近几年来，基于有机高分子光电功能材料的研究一直受到科技界的高度关注，已经成为化学与材料学科研究的热点，该方面的研究已成为21世纪化学、材料领域重要研究方向之一，并且取得了一系列重大进展。 1.有机发光二极管 有机电致发光的研究工作始于20 纪60 年代[1]，但直到1987 年柯达公司的邓青云等人采用多层膜结构，才首次得到了高量子效率、高发光效率、高亮度和低驱动电压的有机发光二极管（OLED）[2]。这一突破性进展使OLED 成为发光器件研究的热点。与传统的发光和显示技术相比较，OLED具有低成本、小体积、超轻、超薄、高分辨、高速率、全彩色、宽视角、主动发光、可弯曲、低功

纳米光电材料

纳米光电材料 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】

纳米光电材料 1.定义：纳米材料是一种粒子尺寸在1到100nm的材料。纳米光电材料是指能够将光能转化为电能或化学能等其它能量的一种纳米材料。其中最重要的一点就是实现光电转化。 其原理如下： 光作用下的电化学过程即分子、离子及固体物质因吸收光使电子处于激发态而产生的电荷传递过程。当一束能量等于或大于半导体带隙(Eg)的光照射在半导体光电材料上时，电子(e-)受激发由价带跃迁到导带，并在价带上留下空穴(h+)，电子与孔穴有效分离，便实现了光电转化[1]。 2.分类：纳米光电材料的分类 纳米光电材料按照不同的划分标准有不同的分类，目前主要有以下几种：1.按用途分类： 光电转换材料：根据光生伏特原理，将太阳能直接转换成电能的一种半导体光电材料。目前，小面积多结GaAs太阳能电池的效率超过40%[2]。 光电催化材料：在光催化下将吸收的光能直接转变为化学能的半导体光电材料，它使许多通常情况下难以实现或不可能实现的反应在比较温和的条件下能够顺利进行。例如，水的分解反应，该反应的ΔrGm﹥﹥0在光电材料催化下，反应可以在常温常压下进行[3] 2.按组成分类： 有机光电材料：由有机化合物构成的半导体光电材料。主要包括酞青及其衍生物、卟啉及其衍生物、聚苯胺、噬菌调理素等； 无机光电材料：由无机化合物构成的半导体光电材料。主要包括Si、TiO2、ZnS、LaFeO3、KCuPO4·6H2O、CuInSe2等； 有机与无机光电配合物：由中心金属离子和有机配体形成的光电功能配合物。主要有2，2-联吡啶合钌类配合物等[4]。 3.按形状分类 纳米材料大致可分为纳米粉末、一维纳米材料、纳米膜等。 纳米粉：又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中问物态的固体颗粒材料。 一维纳米材料：指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。分为纳米线和纳米管。 纳米膜：纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜[5]。 纳米光电材料具有纳米材料的四种特性（量子、.....) 3.纳米光电材料的制备方法 制备纳米材料的方法有很多，根据不同的纳米光电材料及其用途有不同的制备方法。 1.化学沉淀法： 通过在原料溶液中添加适当的沉淀剂，让原料溶液中的阳离子形成相应的沉淀物(沉淀颗粒的大小和形状由反应条件来控制)，然后再经过滤、洗涤、干燥、

光电检测技术英文

英文原文 1.5 Experimental Setup Due to the many concepts and variations involved in performing the experiments in this project and also because of their introductory nature, Project 1 will very likely be the most time consuming project in this kit. This project may require as much as 9 hours to complete. We recommend that you perform the experiments in two or more laboratory sessions. For example, power and astigmatic distance characteristics may be examined in the first session and the last two experiments (frequency and amplitude characteristics) may be performed in the second session. A Note of Caution All of the above comments refer to single-mode operation of the laser which is a very fragile device with respect to reflections and operating point. One must ensure that before performing measurements the laser is indeed operating single-mode. This can be realized if a single, broad fringe pattern is obtained or equivalently a good sinusoidal output is obtained from the Michelson interferometer as the path imbalance is scanned. If this is not the case, the laser is probably operating multimode and its current should be adjusted. If single-mode operation cannot be achieved by adjusting the current, then reflections may be driving the laser multimode, in which case the setup should be adjusted to minimize reflections. If still not operating single-mode, the laser diode may have been damaged and may need to be replaced. Warning The lasers provided in this project kit emit invisible radiation that can damage the human eye. It is essential that you avoid direct eye exposure to the laser beam. We recommend the use of protective eyewear designed for use at the laser wavelength of 780 nm. Read the Safety sections in the Laser Diode Driver Operating Manual and in the laser diode section of Component Handling and Assembly (Appendix A) before proceeding. 1.5.1 Semiconductor Diode Laser Power Characteristics 1.Assemble the laser mount assembly (LMA-I) and connect the laser to its power supply. We will first collimate the light beam. Connect the laser beam to a video monitor and image the laser beam on a white sheet of paper held about two to ten

有机光电材料综述

有机小分子电致发光材料在OLED的发展与应用的综述 电致发光(electroluminescence，EL)，指发光材料在电场的作用下，受到电流或电场激发而发光的现象，它是一个将电能直接转化为光能的一种发光过程。能够产生这种电致发光的物质有很多种，但目前研究较多而且已经达到实际应用水平的，主要还是无机半导体材料，无机EL 器件的制作成本较高，制作工艺困难，发光效率低，发光颜色不易实现全色显示，而且由于很难实现大面积的平板显示，使得这种材料的进一步发展具有很严峻的局限性。由于现有的显示技术无法满足我们生产生活的需要，因此促使人们不断地寻求制备工艺成本更低、性能更好的发光材料。有机电致发光材料（organic light-emitting device，OLED）逐渐的进入了人们的视野，人们发现它是一种很有前途的、新型的发光器件。有机电致发光就是指有机材料在电流或电场的激发作用下发光的现象。根据所使用的有机材料的不同，我们将有机小分子发光材料制成的器件称为有机电致发光材料，即OLED；而将高分子作为电致发光材料制成的器件称为高分子电致发光材料，即PLED。不过，通常人们将两者笼统的简称为有机电致发光材料OLED。 一.原理部分 与无机发光材料相比，有机电致发光材料具有很多优点：光程范围大、易得到蓝光、亮度大、效率高、驱动电压低、耗能少、制作

工艺简单以及成本低。综上所述，有机电致发光材料在薄膜晶体管、太阳能电池、非线性发光材料、聚合物发光二极管等方面存在巨大的需求，显示出广泛的应用前景，因而成为目前科学界和产业界十分热门的科研课题之一。虽然，世界上众多国家投入巨资致力于有机平板显示器件的研究与开发，但其产业化进程还远远低于人们的期望，主要原因是器件寿命短、效率低等。目前有很多关键问题没有解决：1. 光电材料分子结构、电子结构和电子能级与发光行为之间的关系，这是解决材料合成的可能性、调控材料发光颜色、色纯度、载流子平衡及能级匹配等关键问题的理论和实验依据； 2. 光电材料和器件的退化机制、器件结构与性能之间的关系、器件中的界面物理和界面工程等，这是提高器件稳定性和使用寿命的理论和实验基础，也是实现产业化、工业化的根本依据。 1.基态与激发态 “基态”在光物理和光化学中指的是分子的稳定态，即能量最低的状态。如果一个分子受到光或电的辐射使其能量达到一个更高的数值后，分子中的电子排布不完全遵从构造原理，这时这个分子即处于“激发态”，它的能量要高于基态。基态和激发态的不同并不仅仅在于能量的高低上，而是表现在多方多面，例如分子的构型、构象、极性、酸碱性等。在构型上主要表现在键长和二面角方面，与基态相比，激发态的一个电子从成键轨道或非成键轨道跃迁到反键轨道上，使得键长增长、键能级降低；同时，由于激发后共轭性也发生了变化，所以二面角即分子的平面性也发生了明显的改变。

光电检测技术与应用期末考试复习资料

光电检测技术与应用期末考试复习资料 1、光电信息技术是以光电子学为基础，以光电子器件为主题，研究和发展光电信息的形成、 传输、接收、减缓、处理和应用的技术。 2、检测是通过一定的物理方式，分辨出被测参数量并归属到某一范围带，以此来判别被测 参数是否合格或参数量是否存在。测量是将被测的未知量与同性质的标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数，并通过数字表示出这个倍数的过程。 3、光学变换与光电转换是光电测量的核心部分。 4、光电检测技术是将光学技术与电子技术相结合实现各种量的检测，具有以下特点：a、 高精度，b、高速度，c、远距离、大量程，d、非接触测量，e、寿命长，f、具有很强的信息处理和运算能力，可将复杂信息并行处理。 5、在物质受到辐射光照射后，材料的电学性质发生了改变的现象称为光电效应，光电效应 可分为外光电效应和内光电效应。 6、内光电效应是指受到光照射的物质内部电子能量状态产生变化，但不存在表面发射电子 的现象。 7、响应时间是描述检测器对入射辐射响应快慢的一个参数。 8、光电检测器的工作温度就是最佳工作状态时的温度，它是光电检测器重要的性能参数之 一。 9、光电耦合器件的主要特性为传输特性与隔离特性。 10、散粒噪声或称散弹噪声，即穿越势垒的载流子的随机涨落所造成的噪声。 11、Is=1/2＠A2+＠A2d（t）式中：第一项为直流项，若光电检测器输出端有隔直流电 容，则输出光电流只包含第二项，这就是包络检测的意思。 12、热噪声是指载流子无规则的运动造成的噪声，存在于热河电阻中，与温度成正比， 与频率无关。 13、光外差检测系统对检测器性能的要求：a、响应频带宽，b、均匀性好，c、工作温 度高。 14、光波导是指将以光的形式出现的电磁波能量利用全反射的原理约束并引导光波在 光纤内部或表面附近沿轴线方向传播。 15、光纤一般由两层光学性质不同的材料组成，它由折射率n1较大的纤芯和折射率n2 较小的包层同心圆柱结构。 16、将光电信号转换成0、1数字量的过程称为光电信号的二值化处理。 17、在图像识别与图像测量等应用领域常将视频信号的A/D数据采集方法分为“板卡 式”和“嵌入式”。 18、在要求光电检测系统的精度不受光源的稳定性的影响下，应采用浮动阀值二值化 处理电路。 19、HI1175JCB为高速A/D转换器，其最高工作频率为20MHz，DIP封装的器件，转换 器提供参考电源电压。 20、锁相放大器是一种对交变信号进行相敏检波的放大器，三个主要部分：信号通道、 参考通道和相敏检波。 21、相敏检波由混频乘法器和低通滤波器组成，所用参考方式是方波形式。 22、光纤的特性：损耗和色散 23、引起光纤损耗的因素可归结为：吸收损耗（吸收引起）色散损耗（材料引起）。 24、光纤色散可分为：a、材料色散b、波导色散c、多模色散。 25、功能型传感器可实现传光和敏感的作用，而非功能型传感器光纤只起传光作用。

光电总复习介绍

第一章 紫外区 0.01μm~0.38μm 可见光区 0.38μm~0.78μm 红外区 0.78μm~1000μm 光学谱区0.01μm~1000μm 光子能量公式 ()eV c h h λ λ νε24 .1= ?= ?= 可见光光子的能量范围为3.2～1.6eV ；太赫兹波30～3000μm 辐射度学是一门研究电磁辐射能测量的科学，辐射度量是用能量单位描述光辐射能的客观物理量。 光度学是一门研究光度测量的科学，光度学量是描述光辐射能为平均人眼接收所引起的视觉刺激大小的强度。 电磁波（Emission ） －－辐射度量， Xe 可见光（Visible light ）－－光度量， Xv 1．辐射能Qe 以辐射的形式发射、传播或接受的能量。单位： J 2．辐射通量Φe 单位时间内通过某截面的所有波长的总电磁辐射量，又称辐射功率，是辐射能的时间变化率。单位：W ［J/s ］ dt dQ e e = Φ 3．辐射强度 在给定方向上的立体角元内，辐射源发出的辐射通量与立体角元之比 ()Ω Φ= d d I e e ?θ, 立体角：一个锥面所围成的空间部分称为“立体角”。以锥体的顶点为心作球面，锥体在球表面上所截得的表面积和球半径平方之比度量。 2r S =Ω 计算辐射强度时注意三种情况： a.所有方向上辐射强度都相同的点辐射源，有限立体角内发射的辐射通量为：Ω?=Φe e I b.所有方向上辐射强度都相同的点辐射源，在空间所有方向上发射的辐射通量：e e I π4=Φ c. 各向异性的辐射源，其辐射强度随方向而变化，即 ()θ?,e e I I = ， 点辐射源 在整个空间发射的辐射通量为：()()θθθ??θ?π π d I d d I e e e sin ,,20 ? ??= Ω=Φ. 4．辐射出度Me 与辐射亮度Le 5． 辐射出度Me ：单位面发出的辐射通量 6. 辐射亮度Le ：垂直辐射方向上单位面积、单位立体角发出的辐射通量 光谱辐射量是该辐射量在波长λ处的单位波长间隔内的大小，又叫辐射量的光谱密度，是辐射量随波长的变化率。 d d e e ΦM S = () θθ?θcos d d d cos d d ,e 2e e ??= ==ΩS ΦS I L

光电测试技术复习资料

PPT中简答题汇总 1.价带、导带、禁带的定义及它们之间的关系。施主能级和受主能级的定义及符号。 答： 价带：原子中最外层电子称为价电子，与价电子能级相对应的能带称为价带；E V(valence) 导带：价带以上能量最低的允许带称为导带；E C(conduction) 禁带：导带与价带之间的能量间隔称为禁带。Eg(gap) 施主能级：易释放电子的原子称为施主，施主束缚电子的能量状态。E D(donor) 受主能级：容易获取电子的原子称为受主，受主获取电子的能量状态。E A（acceptor） 2.半导体对光的吸收主要表现为什么？它产生的条件及其定义。 半导体对光的吸收主要表现为本征吸收。 半导体吸收光子的能量使价带中的电子激发到导带，在价带中留下空穴，产生等量的电子与空穴，这种吸收过程叫本征吸收。 产生本征吸收的条件：入射光子的能量（hν）要大于等于材料的禁带宽度E g 3.扩散长度的定义。扩散系数和迁移率的爱因斯坦关系式。多子和少子在扩散和漂移中的作用。 扩散长度：表示非平衡载流子复合前在半导体中扩散的平均深度。 扩散系数D（表示扩散的难易）与迁移率μ（表示迁移的快慢）的爱因斯坦关系式： 页脚内容1

D=(kT/q)μkT/q为比例系数 漂移主要是多子的贡献，扩散主要是少子的贡献。 4.叙述p-n结光伏效应原理。 当P-N结受光照时，多子（P区的空穴，N区的电子）被势垒挡住而不能过结，只有少子（P区的电子和N区的空穴和结区的电子空穴对）在内建电场作用下漂移过结,这导致在N区有光生电子积累，在P区有光生空穴积累，产生一个与内建电场方向相反的光生电场，其方向由P区指向N区。 5.热释电效应应怎样解释？热释电探测器为什么只能探测调制辐射？ 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。 因为在恒定光辐射作用下探测器的输出信号电压为零，既热释电探测器对未经调制的光辐射不会有响应。 6.简述红外变象管和象增强器的基本工作原理。 红外变象管：红外光通过光电导技术成象到光电导靶面上，形成电势分布图象，利用调制的电子流使荧光面发光。 象增强器：光电阴极发射的电子图像经电子透镜聚焦在微通道板上，电子图像倍增后在均匀电场作用下投射到荧光屏上。 7.简述光导型摄像管的基本结构和工作过程 页脚内容2