光源選擇的基本要求有哪些

1、光源選擇的基本要求有哪些 ？答：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(jìn)行正確估計，并按估計來

2、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(jìn)行月化處理。當(dāng)有更高要求時，可對發(fā)出光進(jìn)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條基本要求外；還有一些 具體的要求。如燈絲的結(jié)構(gòu)和形狀；發(fā)光面積的大小和構(gòu)成； 燈泡玻殼的形狀和均勻性；光源發(fā)光效率和空間分布等等， 這些方面都應(yīng)該根據(jù)測試系統(tǒng)的要求給以滿足2、光電倍增管的供電電路分為負(fù)高壓供電與正高壓供電，試說明這兩種供電電路的特點，舉

3、例說明它們分別適用于哪種情況？答：采用陽極接地，負(fù)高壓供電。這樣陽極輸出不需要 隔直電容，可以直流輸出，一般陽極分布參數(shù)也較小?？墒?在這種情況下，必須保證作為光屏蔽和電磁屏蔽的金屬筒距 離管殼至少要有1020mm，否則由于屏蔽筒的影響，可能 相當(dāng)大地增加陽極暗電流和噪聲。如果靠近管殼處再加一個 屏蔽罩，并將它連接到陰極電位上，則要注意安全。 采用正高壓電源就失去了采用負(fù)高壓電源的優(yōu)點，這時在陽 極上需接上耐高壓、噪聲小的隔直電容，因此只能得到交變 信號輸出?？墒牵色@得比較低和穩(wěn)定的暗電流和噪聲3、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？答：在

4、微弱輻射下，光電導(dǎo)材料的光電靈敏度是定值， 光電流與入射光通量成正比，即保持線性關(guān)系。因為產(chǎn)生高增益系數(shù)的光敏電阻電極間距需很?。磘dr ?。?同時光敏電阻集光面積如果太小而不實用，因此把光敏電阻 制造成蛇形，既增大了受光面積，又減小了極間距。1、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？答：因為p-n結(jié)在外加正向偏壓時，即使沒有光照，電 流也隨著電壓指數(shù)級在增加，所以有光照時，光電效應(yīng)不明 顯。p-n結(jié)必須在反向偏壓的狀態(tài)下，有明顯的光電效應(yīng)產(chǎn) 生，這是因為p-n結(jié)在反偏電壓下產(chǎn)生的電流要飽和，所以 光照增加時，得到的光生電流就會明顯增加。二論述光電

5、檢測系統(tǒng)的基本構(gòu)成，并說明各部分的功能。1、下面是一個光電檢測系統(tǒng)的基本構(gòu)成框圖：（1）光源和照明光學(xué)系統(tǒng)：是光電檢測系統(tǒng)中必不可少的 一部分。在許多系統(tǒng)中按需要選擇一定輻射功率、一定光譜 范圍和一定發(fā)光空間、分布的光源，以此發(fā)出的光束作為載 體攜帶被測信息。（2）被測對象及光學(xué)變換 ：這里所指的是上述光源所發(fā)出 的光束在通過這一環(huán)節(jié)時，利用各種光學(xué)效應(yīng)，如反射、吸 收、折射、干涉、衍射、偏振等，使光束攜帶上被檢測對象 的特征信息，形成待檢測的光信號。光學(xué)變換通常是用各種 光學(xué)元件和光學(xué)系統(tǒng)來實現(xiàn)的，實現(xiàn)將被測量轉(zhuǎn)換為光參量（振幅、頻率、相位、偏振態(tài)、傳播方向變化等）。3）光信 號的匹配處理：

6、這一工作環(huán)節(jié)的位置可以設(shè)置在被檢測對象 前面，也可設(shè)在光學(xué)變換后面，應(yīng)按實際要求來決定。光信號匹配處理的主要目的是為了更好地獲得待測量的信息，以 滿足光電轉(zhuǎn)換的需要。（4）光電轉(zhuǎn)換：該環(huán)節(jié)是實現(xiàn)光電檢測的核心部分。其主要作用是以光信號為媒質(zhì)，以光電探測器為手段，將各種經(jīng)待測量調(diào)制的光信號轉(zhuǎn)換成電信號（電流、電壓或頻率），以利于采用目前最為成熟的電子技術(shù)進(jìn)行信號的放大、處 理、測量和控制等。（5）電信號的放大與處理 ：這一部分主要是由各種電子線 路所組成。光電檢測系統(tǒng)中處理電路的任務(wù)主要是解決兩個 問題：實現(xiàn)對微弱信號的檢測；實現(xiàn)光源的穩(wěn)定化。（6）存儲、顯示與控制系統(tǒng) ：許多光電檢測系統(tǒng)只要求

7、給出待測量的具體值，即將處理好的待測量電信號直接經(jīng)顯示 系統(tǒng)顯示。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(fù)載電阻 Rl上取得電壓U。,另一種是從二極管兩端 取得電壓 U。敘述兩種方法的特點及它們之間的聯(lián)系。 （10 分）O1 U°I放大Rlia)<HiUo!放大zZkT2b)（1）對于圖a）所示的電路，光電信號是直接取出的，即U0=IlR_，而對于b）圖，光電信號是間接取出的，U0=Url lR_;（2 ）兩種電路輸出的光電信號電壓的幅值相等，但相位是相反的；（3）這兩種方法只適合照射到PN結(jié)上的光強變化緩慢和恒定光的情況，這時光電二極管 的結(jié)電容不起

8、作用，二極管本身的串聯(lián)電阻很小，實際上可 以略去不計。（4）當(dāng)二極管的光電流與暗電流接近時，光電信號難以取出，因此，運用反偏法檢測微弱的恒定 光時不利的。3、如果硅光電池的負(fù)載為Rl，畫出它的等效電路圖，寫出流過負(fù)載lL的電流方程及U°c、lsc的表達(dá)式，說明其含義（圖 中標(biāo)出電流方向）。（12分硅光電池的工作原理和等效電路為下圖：（a）光電池工作原理圖（b）光電池等效電路圖（c）進(jìn)一步簡化從圖（b）中可以得到流過負(fù)載 Rl的電流方程為:I"D=ip-is0（eqV/KT-1）2E-is0（eqV/KT-1）（1）其中，SE為光電池的光電靈敏度， E為入射光照度，©是反 向飽和電流，是光電池加反向偏壓后出現(xiàn)的暗電流。當(dāng)i = 0時，Rl = g（開路），此時曲線與電壓軸交點的電 壓通常稱為光電池開路時兩端的開路電壓，以V°c表示，由 式（1）解得：Voc =軋