光電檢測技術(shù)期末考試A卷

1、光電檢測技術(shù)期末考試A卷光電檢測技術(shù)課程考試題 A卷（120分鐘）考試形式:開卷考試日期 2009年6_月日課程成績構(gòu)成：平時20 分, 期中分， 實驗分，期末80分三四五六七八九十合計一、填空題（每空一分，共15分）1、光具有的一個基本性質(zhì)是（）。2、光電檢測技術(shù)研究的主要內(nèi)容是（）（ ）3、光源調(diào)制通常分為（）和（）。4、激光的形成必須滿足（ （ 5、為了提高光電二極管的響應(yīng)頻率，應(yīng)適當(dāng)加大（ 6、 光敏電阻受（影響大，通常工作在（）環(huán)境下。7、光電檢測技術(shù)是()與()相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新興檢測技術(shù)，它是利用()進行檢測。&假設(shè)調(diào)制盤的轉(zhuǎn)速為 N轉(zhuǎn)/分，得到調(diào)制光的頻率為 f， 則調(diào)制盤的

2、孔數(shù)為()。二、判斷題(每題一分，共 1 0分)1、相干長度只與光波單色性有關(guān)，而與其波長無關(guān)。( )2、溫度越高，熱輻射的波長就越短。()3、雪崩管的工作偏壓一般不超過 10V。()4、光電探測器件輸出的信號只有比噪聲大時，測量才能進行。()5、光電探測器件的1/f噪聲是一種低頻噪聲。()6、 光電池的頻率特性很差。()7、光電三極管的增益比光電二極管大，但其線性范圍比光 電二極管小。()&對光源進行調(diào)制即可消除光源波動及背景光干擾的影響。9、補償法測量比差動法響應(yīng)慢，但通常精度更高。（）10、倒置望遠鏡系統(tǒng)對激光束發(fā)散角有縮小的作用。（）三、簡答：（每小題6分，共30分）1、簡述半導(dǎo)體激光

3、器的工作原理，它有哪些特點？對工作電源有什么要求？2、光源選擇的基本要求有哪些 ？3、光電倍增管的供電電路分為負高壓供電與正高壓供電，試說明這兩種供電電路的特點，舉例說明它們分別適用于哪 種情況？4、在微弱輻射作用下，光電導(dǎo)材料的光電靈敏度有什么特點，？為什么要把光敏電阻制造成蛇形？5、為什么結(jié)型光電器件在正向偏置時，沒有明顯的光電效應(yīng)？它必須在那種偏置狀態(tài)？為什么？四、論述題（45分）1、論述光電檢測系統(tǒng)的基本構(gòu)成，并說明各部分的功能。（10 分）2、在“反向偏置”電路中，有兩種取得輸出電壓U0的方法：一種是從負載電阻 Rl上取得電壓U0，另一種是從二極 管兩端取得電壓 U0。敘述兩種方法的

4、特點及它們之間的聯(lián) 系。（10分）3、如果硅光電池的負載為 Rl，畫出它的等效電路圖，寫出流過負載Il的電流方程及Uoc、Isc的表達式，說明其含義（圖 中標(biāo)出電流方向）。（12分）3、闡述用補償法檢測溶液濃度的工作原理及工作過程。（13分）答案：一、填空題1、光具有的性質(zhì)（波粒二象性）2、光電檢測技術(shù)研究的內(nèi)容（信息變換技術(shù)）、（電信號處理技術(shù)）3、光源調(diào)制通常分為（機械調(diào)制）和（電調(diào)制或內(nèi)調(diào)制）和（外調(diào)制）4、激光的形成必須滿足（粒子數(shù)反轉(zhuǎn)）、（諧振腔共振）、（閾值條件） 5、為了提高光電二極管的響應(yīng)頻率，應(yīng)適 當(dāng)加大（反向偏壓）6、光敏電阻受（溫度）影響大、通常工作在（低溫）環(huán)境下7、光

5、電技術(shù)是（光學(xué)）和（電子技術(shù)）相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新興檢測技術(shù)、它是利用（光電子技術(shù)對光信息）進行檢測 &假設(shè)調(diào)制盤的轉(zhuǎn)速是 N轉(zhuǎn)/分，得到調(diào)制光的頻率為f，貝U調(diào)制盤的孔數(shù)是（60f/N）二、判斷題 相干長度只與光波但色性有關(guān)，與其波長無關(guān)（X）1, (V) 2 (V) 3 (V) 4 (V) 5 (X) 6 (V) 7 (X) 8(V)倒置望遠鏡系統(tǒng)對激光束發(fā)射角有縮小的作用(V)三、簡答1、簡述半導(dǎo)體的工作原理，它有哪些特點？對工作電源有什么要求？半導(dǎo)體激光器(LD )工作原理：半導(dǎo)體材料是 LD的激活物 質(zhì)，在半導(dǎo)體的兩個端面精細加工磨成解理面而構(gòu)成諧振 腔。半導(dǎo)體p-n結(jié)在內(nèi)建電場下達

6、到平衡；當(dāng)外加正偏壓時，外加電壓削弱內(nèi)建電場，使空間電荷區(qū)變窄，載流子的擴散 運動加強，構(gòu)成少數(shù)載流子的注入，從而在p-n結(jié)附近產(chǎn)生導(dǎo)帶電子和價帶空穴的復(fù)合，復(fù)合產(chǎn)生能量釋放，部分以光 的形式釋放出來，由于解理面諧振腔的共振放大作用實現(xiàn)受 激反饋，實現(xiàn)定向發(fā)射而輸出激光。特點：體積小、重量輕、壽命長、具有高的轉(zhuǎn)換效率，從紫 外到紅外均可發(fā)光，輸出功率從幾mw到幾百mw，在脈沖輸出時，可達數(shù) W，單色性比He-Ne激光器差。對工作電源的要求是穩(wěn)定2、光源選擇的基本要求有那些？ 源發(fā)光的光譜特性必須滿足檢測系統(tǒng)的要求。按檢測的任 務(wù)不同，要求的光譜范圍也有所不同，如可見光區(qū)、紫外光 區(qū)、紅外光區(qū)等

7、等。有時要求連續(xù)光譜，有時又要求特定的 光譜段。系統(tǒng)對光譜范圍的要求都應(yīng)在選擇光源時加以滿 足。 光對光源發(fā)光強度的要求。為確保光電測試系統(tǒng)的正常工 作，對系統(tǒng)采用的光源的發(fā)光強度應(yīng)有一定的要求。光源強 度過低，系統(tǒng)獲得信號過小，以至無法正常測試，光源強度 過高，又會導(dǎo)致系統(tǒng)工作的非線性，有時還可能損壞系統(tǒng)、 待測物或光電探測器，同時還會導(dǎo)致不必要的能源消耗而造 成浪費。因此在設(shè)計時，必須對探測器所需獲得的最大、最 小光適量進行正確估計，并按估計來選擇光源。 對光源穩(wěn)定性的要求。不同的光電測試系統(tǒng)對光源的穩(wěn)定 性有著不同的要求。通常依不同的測試量來確定。穩(wěn)定光源 發(fā)光的方法很多，一般要求時，可采用穩(wěn)壓電源供電。當(dāng)要 求較高時，可采用穩(wěn)流電源供電。所用的光源應(yīng)該預(yù)先進行 月化處理。當(dāng)有更高要求時，可對發(fā)出光進行采樣，然后再 反饋控制光源的輸出。 對光源其他方面的要求。光電測試中光源除以上幾