光电技术b答案

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1、《光电技术》试卷B参考答案一、填空（40分，每题2分）1.蓝绿光2.500V3.瑞利米氏4.折射率起伏5.改变激光器的参数使激光器输出的光随调制信号而改变6.折射率分布7.电场的方向和光朿在晶体屮传播方向相垂直8.209.机械调制、电光调制、声光调制、磁光调制、直接（内）调制10.Po11.散粒噪声热噪声12.电荷产生电荷存储电荷传输电荷检验13.光电流正比于光电场振幅的平方电输出功率正比于入射光功率的平方14.光信息电光驱动电路电源15.声波频率较高声光作用距离长光束与声波而以一定的角度斜入射16.电子枪偏转系统焚光屏玻璃外壳17.300mm18.光电（导）效应半导体19.声波的频率

2、20.正负二、计算题（10分）解：放大器往往是光电探测器的直接卜级，探测器的输出电肌就是放大器的输入电阻（«^）0从题目可知是已知输入功率前提下，求最佳负载电阻的问题。光功率Pq=5（nW）,P”=8（uw），根据公式=矸）+2（g".’=oUxl0_6（2分）.12（V-“"）Rp=—=9.09x106（Q）-9.09（A/Q）（1分）gp光电二极管的结电导g=0.005ps，GL=Gp+g9GL=0.115ps,放大器的输入电阻为：（1分）R:=Rl=UHM=GLs『-p0)Gp+GL+g8.7(觀)6.52(V)（1分）（2分）~~^GlUhm2.44(//W)（1分）三、问答分

3、析题（50分）1.（10分）发光二极管和激光二极管都是由pri结构成，不同的是激光二极管是利用半导体的解理而构成了激光谐振腔，从而发光二极管发光机理是自发辐射，而激光二极管是受激辐射（4分）。对于激光二极管，当注入电流很小时，激光二极管发出的光的功率很小，为自发辐射所致，发出的是荧光。当达到某个电流值（阈值电流）时，光功率突然增强，在阈值以后P—I成很好的线性关系；而发光二极管的光功率随输入电流的增加而增大，无阈值电流，如图所示。激光二极管发出的光是激光，因而光谱较窄，而发光二极管由于没有选择波长的谐振腔，所以它的光谱是自发辐射的光谱，光谱较宽（6分）。2.（7分）热释电探测器由三部分

4、组成：热敏元件、热链回路、大热容量的散热器组成（3分）。当强度变化的光照射热电体时，热电体的温度发生变化，晶体的自发极化强度就会随温度r的变化而变化，相应的束缚电荷而密度也随之变化，材料表而的电荷会受到外部A由电荷的中合作用，但中和的过程一般比较慢，在来不及中和之前，热电体表而就呈现出相应于温度变化的血电荷变化，如果把热电体放进一个电容器极板之间，把一个电流表与电容两端相接，就会有电流流过电流表。（4分）3.（8分）利用电子器件中的三极管原理，也可以制作山光电三极管。光电三极管的工作原理分为两个过程：一是光电转换；二是光电流放大。就是将两个pn结组合起来使用。基极和集电极之间处于反偏状

5、态，内建电场由集电极指叫基极。光照射P区，产生光生载流子对，电子漂移到集电极,空穴留在基极，使基极与发射极之间电压增高，发射极的电子（多数载流子）在这个电场作川下漂移到集电极。与一般晶体管不同的是，集电极电流（光电流）巾集电结上产生的电流控制。集电结起双重作用；把光信号变成电信号起光电二极管作用；使光电流再放人起一般晶体管集电结作用。（6分）+3.（5分）光电成像的原理:景物反射外界的照明光（或自身发岀的热辐射）经光电成像系统的光学系统在像面上形成与景物对应的图像，置于像面上的具有空间扫描功能的光电摄像器件将二维空间的图像转变成一维时序电信号，在经过放大和视频信号处理后送至显示器，在同

6、步信号参与下显示山与景物对应的图像（3分）。红外成像中的信号处理基本任务是：（1）形成与景物温度相对应的视频信号。（2）根据景物各单元对应的视频信号标出景物各部分的温度。（2分）4.（8分）PSD是利川离子注入技术制成的一种可确定光的能量中心位置的结型光电器件，其特点是，（1）它对光斑的形状无严格要求，（2）光敏面上无象限分隔线，（3）对光斑位置可连续测量。（3分）工作原理.•当光束入射到PSD器件光敏层上距中心点的距离为xA时，在入射位置上产生与入射辐射成正比的信号电荷，此电荷形成的光电流通过电阻p型层分别由电极1与2输出。设p型层的电阻是均匀的，两电极间的距离为2L,流过两电极的电

7、流分别为A和/2,则流过n型层上电极的电流/0为门和/2之和（/o=A+A）（1分）计算公式为1分1分2分6、（12分）光电倍增管（1分）盒栅型（1分）a.（半透明）阴极b.栅网c.阳极（3分）光电倍增管主要巾光入射窗、光电阴极、电子光学系统、倍增极和阳极等部分组成。（3分）光电倍增管由光窗、光电阴极、电子光学系统、电子倍增系统和阳极五个主要部分组成。光电倍增管的工作原理：光子透过入射窗口入射在光电阴极上；（2）光电阴极的电子受光子激发，离开表