《光电综合习题解答》PPT课件

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1、光电技术综合习题解答一、选择最适当的填入括号中（单选）①用光电法测量某高速转轴（15,000转/分）的转速时，最好选用（D）为光电接收器件。A．PMTB．CdS光敏电阻C．2CR42硅光电池D．3DU型光电三极管②若要检测脉宽为10-7S的光脉冲，应选用（A）为光电变换器件。A．PIN型光电二极管B．3DU型光电三相管C．PN结型光电二级管D．2CR11硅光电池③当需要定量检测光源发光强度时，选用（A）为光电变换器件。A．光电二极管B．光电三极管C．热敏电阻D．硅光电池④在光电倍增管变换电路中，要想获得理想的信噪比（压低噪声），较小的暗

2、电流，适应的灵敏度和较高的稳定度，可以适当地（B）。A．增加末三级并联电容的容量B．降低电源电压C．减小末级倍增极与阳极间的电压D．增加阴极与第一倍增极间的电阻阻值⑤硅光电池在（D）偏置时，其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系，且动态范围较大。A．开路B．自偏置C．零伏偏置D．反向偏置⑥硅光电池在（B）情况下有最大的功率输出。A．开路B．自偏置C．零伏偏置D．反向偏置二、在距离标准钨丝灯2m远处放置一个照度计探头，已知探头的光敏面积为0.5cm2，若照度计测得的最大照度为100(lx)，试求1、标准钨丝灯在该方向的发光强度为多少？2、

3、所发出的光通量为多少？3、它所发出的辐射通量又为多少？解：首先计算光电探头对标准钨丝灯所张的立体角再计算光电探头所接收的光通量φv=EvA=100×0.5cm2=5.0×10-3(lm)因而可以计算出灯在该方向上的发光强度IvIv=φv/Ω=5.0×10-3/1.25×10-5=400(cd)三、今测得某液态金属辐射体的光谱辐射峰值波长λm=0.7245μm，试求该液态金属的温度T、峰值光谱辐射出射度Me，S，λm和总辐射出射度Me各为多少？灯所发出的光通量为灯所发出的辐射通量为解：根据维恩位移定律，有λm=2898/T因此得到液态金属

4、的温度T为T=2898/0.7245=4000(K)四、某输出功率为6mW的氦氖激光器，发出波长为0.6328μm的光束，均匀地投射到0.8cm2的白色屏幕上。已知屏幕的反射系数为0.96，设光速C=3108m/s，普朗克常数h=6.62610-34j·s，氦氖激光的明视觉光谱光视效率V(632.8nm)=0.235，再根据普朗克辐射定律和斯忒潘-波尔兹曼定律，分别得到液态金属的峰值光谱辐射出射度Me，S，λm和总辐射出射度Me为Me,s,λm=1.309×10-18T5=1.34(Wcm-2nm-1)Me=σT4=5.67×10-

5、12×40004=1.45×103(W/cm2)试求：（1）幕的光照度为多少lx？（2）幕的反射光出射度为多少lx？（3）幕每秒钟吸收多少个光子？解：先将氦氖激光器输出单色辐射的辐射功率转换为光通量φvφv=KmV(λ)φe=683×0.235×6×10-3=0.963(lm)白色屏幕上的光照度应为Ev=φv/S=0.963/0.8×10-4=1.20×104(lx)幕的反射光出射度为Evr=rEv=0.96×1.20×104=1.15×104(lx)幕每秒钟吸收的光子为（个/秒）五、GDB20的阴极光照灵敏度为60μA/lm，阴极面的

6、有效直径为15mm，倍增级数为11级，阳极光照灵敏度为100A/lm，长期使用时阳极电流应限制在4μA以下。试问:(1)长期使用时，光电倍增管阴极面的极限入射光通量为多少？(2)设阳极电阻为75KΩ，问输出电压由背景光为0.1mV变化到0.25mV情况下入射光的照度变化为多少lx？(3)已知GDB20的倍增极为Cs3Sb材料，倍增系数为δ=0.2(UDD)0.7，试计算它的供电电源电压应为多少？它的分压电阻链的电阻值应为多少？(4)当要求输出信号的稳定度为0.1%时，高压电源电压的稳定度应为多少？解：(1)先根据已知条件求出GDB20的

7、增益GG=Sa/Sk=100/(60×10-6)=1.67×106∵Ia=φkSkG,∴φkmax=Iam/SkG=(4×10-6)/(60×10-6×1.67×106)=3.99×10-8(lm)(2)设照度变化引起的输出电压变化为ΔUΔU=(0.25-0.1)×10-3=0.15×10-3(V)阳极电流的变化为ΔIa=ΔU/Ra=0.15×10-3/75×103=2×10-9(A)阴极电流的变化为ΔIk=ΔIa/G=1.2×10-9/1.67×106=1.2×10-15(A)阴极的光通量变化为Δφvk=ΔIk/Sk=1.2×10-1

8、5/60×10-6=2×10-11(lm)阴极的光照度变化为ΔEvk=Δφvk/S=Δφvk/(πD2)/4=2×10-11/1.76×10-4=1.13×10-7(lx)(3)它的供电电压应为∵G=δN=