光电检测原理与技术

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1、一填空题20分，每空1分1波长在__________-的是红外辐射。通常分为_______、_______和远红外三部分2辐射体的辐射强度在空间方向上的分布满足公式_________________,式中Ie0是面元dS沿其法线方向的辐射强度。符合上式规律的辐射体称为__________,也称为朗伯体。3光辐射普遍形式的波动方程中，方程右边两项分别由________与________引起。4KDP晶体沿z轴加电场时，由________变成了双轴晶体，折射率椭球的主轴绕________轴旋转了45度角，此转角与外加电场的大小______，其折射率

2、变化与电场成_______。5KDP晶体横向运用条件下，光波通过晶体后的相位差包括两项：其中一项与外加电场无关，是由晶体本身__________引起的；另一项为电光效应_________。6考虑到声束的宽度，当光波传播方向上声束的宽度L满足条件___________,会产生多级衍射，否则从多级衍射过渡到单级衍射。7要用激光作为信息的载体，就必须解决如何将信息加到激光上去的问题，这种将信息加载于激光的过程称为调制，光束调制按其调制的性质可分为______、______、______及强度调制等。8依据噪声产生的物理原因,光电探测器的噪声可大致分为

3、________、________和________三类。二简答题，共30分，每题6分1光电探测器性能参数包括哪些方面。2光子效应和光热效应。3请简要说出InSb和PbS光敏电阻的特性。4为什么说光电池的频率特性不是很好?5直接光电探测器的平方律特性表现在哪两个方面?三推导证明，共10分，每题5分1已知热电晶体极板面积为A，热电系数为β，负载电阻为RL，热敏元件的吸收系数为α，热导为G，且温度变化规律为。证明热释电探测器的电压灵敏度为。2已知光电二极管的反偏压V及最大入射光功率P，器件的暗电导为g,临界电导为g’，器件光点转换灵敏度为S，证明合

4、理的负载电阻为：。（画出线性化处理后的伏安特性曲线）四分析、计算题，共40分，每题10分1已知热敏器件的受光面为100mm2,频率响应范围Δf为1HZ，器件初始温度为300K，发射率为ε为100%，试推导并估算此热敏探测器的最小可探测光功率。（σ=5.67×10-12J/cm2K4,kB=1.38×10-23J/K）2输入信号Uin经过二极管整流后，输出信号为Uou=KUin，现有一按正弦规律变化的经过隔直处理后的调幅输入信号为：Uin=（1+msinΩt）sinωt,其中的m为调制度，Ω为调制频率，ω为载波频率，经过二极管整形后并按傅里叶级数

5、展开，得到:问：（1）分析上式，并说出上式中哪部分是我们需要提取的信号？t（2）为了提取出需要的信号，需要采取什么电路来提取？最后提取出的信号表达式是什么，并画出电路图。（3）根据右图的调制波形绘出整流后的波形，并绘出经过滤波后的信号波形简图。3一目标经红外成像系统成像后供人眼观察，在某一特征频率时，目标对比度为0.5,大气的MTF为0.9，探测器的MTF为0.5，电路的MTF为0.95，CRT的MTF为0.5，则在这一特征频率下，光学系统的MTF至少要多大？4已知某硅光电二极管的灵敏度，结电导，屈膝电压，入射光信号功率，反偏压。求：电信号输出

6、送到放大器时，取得最大功率的电阻及放大器的输入电阻。《光电检测原理与技术》课程试题A答案2007-12-23一填空题20分，每空1分1波长在0.77~1000mm的是红外辐射。通常分为近红外、中红外和远红外三部分2一般辐射体的辐射强度与空间方向有关。但是有些辐射体的7辐射强度在空间方向上的分布满足，式中Ie0是面元dS沿其法线方向的辐射强度。符合上式规律的辐射体称为余弦辐射体或朗伯体。3光辐射普遍形式的波动方程中，方程右边两项反映物质对光辐射场量的影响，起“源”的作用，分别由极化电荷与传导电流引起。4KDP晶体沿z轴加电场时，由单轴晶体变成了双

7、轴晶体，折射率椭球的主轴绕z轴旋转了45°角，此转角与外加电场的大小无关，其折射率变化与电场成正比。5KDP晶体横向运用条件下，光波通过晶体后的相位差包括两项：第一项与外加电场无关，是由晶体本身自然双折射引起的；第二项即为电光效应相位延迟6考虑到声束的宽度，当光波传播方向上声束的宽度L满足条件，会产生多级衍射，否则从多级衍射过渡到单级衍射。7要用激光作为信息的载体，就必须解决如何将信息加到激光上去的问题，这种将信息加载于激光的过程称为调制，完成这一过程的装置称为调制器。其中激光称为载波，起控制作用的低频信息称为调制信号。8依据噪声产生的物理原因

8、,光电探测器的噪声可大致分为散粒噪声、热噪声和低频噪声三类。二简答题，共30分，每题6分（要求简单扼要）1光电探测器性能参数包括哪些方面。（得分点：回