光电技术作业答案

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1、作业p33-3如果忽略大气吸收，地球表面受太阳垂直照射时，每平方米面积接受的辐通量为13.5KW。假设太阳辐射遵循兰伯特定律，试计算它在每平米面积上发射的辐通量。（从地球看太阳的张角为32＇）太阳可看作r圆形面光源亮度：Le太面积：S太Rβ=32＇E=13.5KW/m2地A=1m2Ω=A/R2地地地也可根据亮度守恒太阳可看作r圆形面光源亮度：Le太面积：S太Rβ=32＇E=13.5KW/m2地A=1m2地补充：有一温度T=1000K，出口直径Φ=6mm的黑体辐射源，求①距出口L=0.2m处的辐照度，②若在距出口L=0.2m处放置面积100mm2的光电探测

2、器，该光电探测器接收到的辐射功率。r=3mmS=πr2LMe=σT4＝5.67W/cm2Le=Me/π=1.80W/cm2•氦氖激光器发射出波长632nm的激光束3mW，此光束的光通量为多少？若激光束的发散半角1mrad，放电毛细管的直径为1mm，并且人眼只能观看1cd/cm的亮度，问所戴保护眼镜的透射比应为多少？答：对于波长632nm的光，人眼的光谱光视效率为0.265所以其光谱光视效能为K=K*V=638*0.265lm/W=181mlm/W=K*P=181*0.003=0.543lm故此光束的光通量为v-3rad-3)2*激光束的发散半角

3、10时，光线方向上的球面度为d=(10sr=2=2m2放电毛细管的截面积为，dSnr(0.005)=/(d)=2.2*1011cd2故激光亮度为：LvvdSnm/L=1cd/cm/2.2*1011cd2=4.54*10-8故保护眼镜透射比为=LmaxvmP33-5：空腔处于某温度时λm=650nm，如果腔壁的温度增加，以致总辐射本领加倍时，λm变为多少？第二章P62－１对光子探测器和热探测器特性上的差别列表作一比较。光子探测器热探测器原理晶体中的电子吸收光材料吸收辐射温度子能量跃迁到高能态，升高，从而特性发从而特性发生变化。生变化。光谱响

4、应有长波限全波长均匀响应响应时间响应时间短响应时间长响应度响应度高响应度低第二章P62－2试以光电导探测器为例，说明为什么光子探测器的工作波长越长，工作温度越低。工作波长长，长波限长，禁带宽度或杂质电离能小，容易产生热激发，需降低温度，以减少热激发概率，降低暗电流和噪声。第二章P62－3说明光电导器件、P-N结光电器件和光电子发射器件的禁带宽度和截止波长的关系。本征光电导：Eg：禁带宽度杂质光电导：Ei：杂质电离能P-N结光电器件：光电子发射器件：E:电子亲和势A第二章P62－6探测器的D*=1011cm·Hz1/2·W-1,探测器的光敏面的直径为0.5

5、cm,用Δf=5×103Hz的光电仪器，它能探测的最小辐射功率为多少？第三章P88－1为什么负电子亲和势光电阴极材料的量子效率高，而且光谱范围可扩展到近红外区？一般半导体光电子发射材料的长波限为hc/(Eg+E),而负电A子亲和势材料的长波限为hc/Eg。对于许多常用光电子材料，如Si的禁带宽度1.1ev，对应的长波限为1.1μm，GaAs的禁带宽度1.4ev，对应的长波限为0.89μm。因此长波限扩展到了红外。吸收光子跃迁到导带的电子，在向表面迁移的过程中，因与晶格碰撞而能量降低变为热化电子（能量接近导带低）。对于负电子亲和势材料，热化电子也能逸出，因

6、此逸出深度深，量子效率高。第三章P88－3光电倍增管的暗电流对信号检测有何影响，使用时如何减少暗电流？暗电流为无光照时光电倍增管的输出电流，对测量缓变弱信号不利。减少暗电流的方法：（1）对光电倍增管致冷，以减少阴极和倍增极的热电子发射；（2）对暗电流进行补偿（3）对光信号调制，并对光电倍增管输出信号滤波第三章P88－7分析电阻分压器的电压再分配效应和负载电阻的反馈效应，怎样才能减少这些效应的影响？（1）分压电阻的电压再分配：当信号电流较大时，接近阳极的倍增极从分压电阻链中取走的电流较大，影响了分压电阻两端的电压：后几级电压减小，前几级电压增大，从而影响倍

7、增系数，产生非线性。解决方法：减小分压电阻以提高分压电阻链电流；或用稳压管替代后几级分压电阻；脉冲工作模式时，可在后几级分压电阻上并联电容。（2）负载电阻的反馈效应：信号电流较大时，负载电阻上的压降较大，导致阳极和最后倍增极间电压减小，影响阳极对电子的收集率，从而产生非线性。解决方法：减小负载电阻，或用运放代替负载电阻。第三章P88－12(1)画出具有11级倍增极，副高压1200V供电，均匀分压的光电倍增管的工作原理图，分别写出各部分名称，标出I，I，I的kPD方向。（2）若该倍增管的阴极灵敏度SK为20μA/lm，阴极入射光的照度为0.1lx，阴极有效

8、面积为2cm2，各倍增极二次发射系数均相等（δ=4），光电子的收集率为0.98，