光电检测技术课程作业及问题详解(打印版)

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1、实用标准思考题及其答案习题01一、填空题1、通常把对应于真空中波长在（0.38m）到（0.78m）范围内的电磁辐射称为光辐射。2、在光学中，用来定量地描述辐射能强度的量有两类，一类是（辐射度学量），另一类是(光度学量)。3、光具有波粒二象性，既是（电磁波），又是（光子流）。光的传播过程中主要表现为（波动性），但当光与物质之间发生能量交换时就突出地显示出光的（粒子性）。二、概念题1、视见函数：国际照明委员会（CIE）根据对许多人的大量观察结果，用平均值的方法，确定了人眼对各种波长的光的平均相对灵敏度，称为“标准光度观察者”的光谱光视效率V(λ),或称视

2、见函数。2、辐射通量：辐射通量又称辐射功率，是辐射能的时间变化率，单位为瓦(1W=1J/s)，是单位时间内发射、传播或接收的辐射能。3、辐射亮度：由辐射表面定向发射的的辐射强度，除于该面元在垂直于该方向的平面上的正投影面积。单位为(瓦每球面度平方米)。4、辐射强度：辐射强度定义为从一个点光源发出的，在单位时间内、给定方向上单位立体角内所辐射出的能量，单位为W／sr(瓦每球面度)。三、简答题辐射照度和辐射出射度的区别是什么？答：辐射照度和辐射出射度的单位相同，其区别仅在于前者是描述辐射接文档大全实用标准收面所接收的辐射特性，而后者则为描述扩展辐射源向外发射

3、的辐射特性。四、计算及证明题证明点光源照度的距离平方反比定律，两个相距10倍的相同探测器上的照度相差多少倍？答：设点光源的辐射强度为I在理想情况下，点光源的总辐射通量为＝4Id又半径为R的球面上的辐射照度为E＝2dA4Rd4IIE22dA4RR设第一个探测器到点光源的距离为L，1第二个探测器到点光源的距离为L2L10L12I又E2RIIIIEE122222L10L100LL1222E100E21习题02一、填空题1、物体按导电能力分（绝缘体）（半导体）（导体）。2、价电子的运动状态发生变化,使它跃迁

4、到新的能级上的条件是（具有能向电子提供能量的外力作用）、（电子跃入的那个能级必须是空的）。3、热平衡时半导体中自由载流子浓度与两个参数有关：一是在能带中（能态的分布），二是这些能态中（每一个能态可能被电子占据的概率）。4、半导体对光的吸收有（本征吸收）（杂质吸收）（自由载流子吸收）（激子吸收）（晶格吸收）。半导体对光的吸收主要是（本征吸收）。二、概念题1、禁带、导带、价带：文档大全实用标准禁带：晶体中允许被电子占据的能带称为允许带，允许带之间的范围是不允许电子占据的，此范围称为禁带。导带：价带以上能量最低的允许带称为导带。价带：原子中最外层的电子称为价电

5、子，与价电子能级相对应的能带称为价带。2、热平衡状态：在一定温度下，激发和复合两种过程形成平衡，称为热平衡状态，此时载流子浓度即为某一稳定值。3、强光注入、弱光注入：强光注入：满足nnpn>>nn0pn0＝ni×ninn0<Δnn＝Δpn条件的注入称为强光注入。弱光注入:满足nnpn>nn0pn0＝ni×ninn0>Δnn＝Δpn条件的注入称为弱光注入。4、非平衡载流子寿命τ：非平衡载流子从产生到复合之前的平均存在时间。三、简答题1、掺杂对半导体导电性能的影响是什么？答：半导体中不同的掺杂或缺陷都能在禁带中产生附加的能级，价带中的电子若先跃迁到这些能级上

6、然后再跃迁到导带中去，要比电子直接从价带跃迁到导带容易得多。因此虽然只有少量杂质，却会明显地改变导带中的电子和价带中的空穴数目，从而显著地影响半导体的电导率。2、为什么空穴的迁移率比电子的迁移率小？答：迁移率与载流子的有效质量和平均自由时间有关。由于空穴的有效质量比电子的有效质量大，所以空穴的迁移率比电子的迁移率小。3、产生本征吸收的条件是什么？答：入射光子的能量（hν）至少要等于文档大全实用标准ch1.24材料的禁带宽度。即m0EEgg四、计算题1、本征半导体材料Ge在297K下其禁带宽度Eg=0.67(eV)，现将其掺入杂质Hg，锗掺入

7、汞后其成为电离能Ei=0.09(eV)的非本征半导体。试计算本征半导体Ge和非本征半导体锗汞所制成的光电导探测器的截止波长。1.241.24mm1.851m01E0.67g解：1.241.24mm13.778m02E0.09i2、某种光电材料的逸出功为1Ev，试计算该材料的红限波长。（普朗克常数h＝6.626×10-34(J.s)，光速C＝2.998×108(m/s)，电子电量e＝1.6×10-19库仑）cch1.241.24解：mm1.24m01000习题03一、概

8、念题1、光电效应：当光照射到物体上使物体发射电子、或导电率发生变化，或产生光电动