光電技術(shù)(A卷)級(jí)答案

1、光電技術(shù) A卷參考答案一、 名詞解釋1. 坎德拉(Candela,cd)：發(fā)光頻率為540×10Hz的單色輻射，在給定方向上的輻射強(qiáng)度為1/683Wsr-1時(shí)，在該方向上的發(fā)光強(qiáng)度為1cd。2. 外光電效應(yīng)：當(dāng)光照射某種物質(zhì)時(shí)，若入射的光子能量hv足夠大，它和物質(zhì)中的電子相互作用，致使電子逸出物質(zhì)表面，這種現(xiàn)象稱(chēng)為光電發(fā)射效應(yīng)，又稱(chēng)外光電效應(yīng)。3. 量子效率：一定波長(zhǎng)的光子入射到光電陰極時(shí)，該陰極所發(fā)射的光電子數(shù)與入射的光子數(shù)之比值。4. 象增強(qiáng)管：把微弱的輻射圖像增強(qiáng)到可使人直接觀察的真空光電成像器件。5. 本征光電導(dǎo)效應(yīng)：本征半導(dǎo)體價(jià)帶中的電子吸收光子能量躍入導(dǎo)帶，產(chǎn)生本征吸收，

2、導(dǎo)帶中產(chǎn)生光生自由電子，價(jià)帶中產(chǎn)生光生自由空穴，使得材料的電導(dǎo)率發(fā)生變化的現(xiàn)象。二、 填空題1. 信息載荷于光源的方式 信息載荷于透明體的方式、信息載荷于反射光的方式、信息載荷于遮擋光的方式、信息載荷于光學(xué)量化器的方式和光通信方式的信息變換。2. 光入射窗、光電陰極、電子光學(xué)系統(tǒng)、倍增極和陽(yáng)極。3. PN結(jié)注入發(fā)光，異質(zhì)結(jié)注入發(fā)光。4.5.三、根據(jù)圖示為恒流偏置電路，流過(guò)穩(wěn)壓管的電流 滿足穩(wěn)壓管的工作條件(1) 當(dāng)4V時(shí)，由得輸出電壓為6伏時(shí)電阻6K，輸出電壓為9伏時(shí)電阻3K，故=1；輸出電壓為8V時(shí)，光敏電阻的阻值為=4K，帶入，解得E=60lx（2）與上面（1）中類(lèi)似，求出照度E=34lx

3、(3) 電路的電壓靈敏度光電效應(yīng)四、(1) 光電池的等效電路圖等效微變電路ipRsRLRshCf(2) 流過(guò)負(fù)載電阻的電流方程短路電流的表達(dá)式開(kāi)路電壓的表達(dá)式 (3) 電流方向如圖所示五、當(dāng)光照射pn結(jié)，只要人射光子能量大于材料禁帶寬度，就會(huì)在結(jié)區(qū)產(chǎn)生電子空穴對(duì)。這些非平衡載流子在內(nèi)建電場(chǎng)的作用下，空穴順電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)，電子逆電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)，在開(kāi)路狀態(tài)，最后在n區(qū)邊界積累光電子，p區(qū)積累光生空穴，產(chǎn)生一個(gè)與內(nèi)建電場(chǎng)方向相反的光生電場(chǎng)。光電二極管在正偏置時(shí)，呈單向?qū)щ娦?，沒(méi)有光電效應(yīng)產(chǎn)生，只有在反偏置或零偏置時(shí)，才產(chǎn)生明顯的光電效應(yīng)。其基本結(jié)構(gòu)就是一個(gè)p-n結(jié)， 屬于結(jié)型光生伏特效應(yīng)。當(dāng)光照射時(shí)，滿

4、足條件hv>Eg,則在結(jié)區(qū)產(chǎn)生的光生載流子將被內(nèi)建電場(chǎng)拉開(kāi)，于是在外電場(chǎng)的作用下形成了以少數(shù)載流子漂移為主的光電流，顯然，光電流比無(wú)光照射時(shí)的反向飽和電流大的多，如果光照越強(qiáng)，表示在同樣條件下產(chǎn)生的光生載流子越多，光電流就越大，反之，則光電流越小。對(duì)于PIN管，由于I層的存在，使擴(kuò)散區(qū)不會(huì)到達(dá)基區(qū)，從而減少了或根本不存在少數(shù)載流子通過(guò)擴(kuò)散區(qū)的擴(kuò)散時(shí)間，而I層工作在反向，實(shí)際是一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)，對(duì)少子起加速的作用。即使I層較厚，對(duì)少子的度越時(shí)間影響也不大，即提高了頻率響應(yīng)。同時(shí)，反偏下，耗盡層較無(wú)I層時(shí)要大的多，從而使結(jié)電容下降，也提高了頻率響應(yīng)。六（1）放大倍數(shù)G=e0(es)n=0.98*

5、(0.95*4)11=2.34*106GIPGIKSKIKSKf20uA/1m*(0.1*2*10-4)=4*10-4uAIP=GIK=9.35*102uA(2)PMT1IPRfCfV-+V0=RfIPRf=2.14*102WHe-Ne信號(hào)讀出信號(hào)處理時(shí)鐘發(fā)生控制器計(jì)數(shù)顯示器透鏡細(xì)絲線陣CCDL七、CCD有兩種基本類(lèi)型：一種是電荷包存貯在半導(dǎo)體與絕緣體之間的界面，并沿界面?zhèn)鬏敚@類(lèi)器件稱(chēng)為表面溝道電荷耦合器件（SCCD）；另一種是電荷包存貯在離半導(dǎo)體表面一定深度的體內(nèi)，并在半導(dǎo)體內(nèi)沿一定方向傳輸，這類(lèi)稱(chēng)為體內(nèi)溝道或埋溝道電荷耦合器件（BCCD）。原理： 當(dāng)滿足遠(yuǎn)場(chǎng)條件Ld2/時(shí)，根據(jù)夫瑯和費(fèi)衍射公式可得到d=K/Sin (1)當(dāng)很小時(shí)（即L足夠大時(shí)）Sintg= Xk/L代入（1）式得 d= .(2)S暗紋周期，S=XK/K是相等的，則測(cè)細(xì)絲直徑d轉(zhuǎn)化為用CCD測(cè)S測(cè)量簡(jiǎn)圖八、(1) Solution The responsivity at M=1 in terms of the quantum efficiency is (2) If Ipho is