《光电材料与器件教学课件》光电材料与器件

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1、复习资料1、人眼视觉受到那些限制，针对每一种视觉的局限性，人类开发了哪些器件或系统来扩展人眼的视觉能力？像增强器能够将微弱的微光图像增强为明亮的口J见光，人幅度扩展了人眼的视觉灵墩度；变像管能够将不可见的近红外图像或紫外光图像转变为可见光图像。一定程度上扩展了人眼视觉的光谱范围；电视技术的研究，为人类提供了不必面对目标即可观察的可能性。2、视觉的暂留时间约为0.02秒，正常亮度情况下人眼的视觉分辨角约为0.02度3、可见光谱的波长范围为380〜780nm。红外辐射波长比可见光波长长。紫外辐射波长比可见光的波长短4、全波段电磁波都可

2、成为信息的载体5、光电器件是在人类探索和研究光电效应的进程中产生和发展的。6、光电效应是各种光电器件工作的物理基础。知道每一种光电器件利用的是哪种光电效应解：(1)外光电效应分类效应相应的探测器件光阴极发射光电了止电了亲和势光阴极光电管正电子亲和势光阴极光电了倍增气体繁流倍增充气光电管倍增级倍增光电倍增管通道电了倍增像增强器（2）内光电效应分类效应相应的探测器件光电导本征与菲本征光敏电阻光生伏特PN结和PIN结（零偏）光电池PN结和PIN结（反偏）光电二极管雪崩雪崩光电二极管肖特基势垒肖特基势垒光电二极管界质结光电磁光子牵引光电磁

3、探测器光子牵引探测器7、人类历史上制成的第一个光电发射体是银氧艳光电阴极8、光电效应可分为内光电效应和外光电效应两大类，其中，外光电效应的特点是受激电子逸出固体表面进入真空，即产生光电子发射。9、内光电效应的受激电子不逸出固体表面，只在固体内部运动。10、光电效应VS光热效应：光电效应：1）单个光子对电子直接作用；2）具有频率（波长）选择性；3）响应速度一般比较快；光热效应：1）无频率（波长）选择性；2）响应速度一般较慢；3）容易受环境温度变化的影响。11、光电器件的特性参数可分为哪四大类，每一类有哪些具体的参数？第一类是表征光电

4、转换特性的参数，冇量子效率、响应率、单色灵敏度、光谱匹配系数、积分响应度、线性度；第二类是时间响应特性，主要冇惰性（余辉）、脉冲响应函数、瞬时调制传递函数、幅频响应、等效带宽；第三类是噪声特性，有噪声、噪声等效输入（如噪声等效输入功率等）、信噪比、（比）探测率、暗电流；第四类是光学成像特性，有分辨力、光学传递函数等。12、量子效率、光电灵敏度（响应率、积分灵敏度）的定义、峰值波长量子效率:在某一特定波长上每秒钟内产生的光电了数与入射光量了数Z比响应率:光屯器件的输出均方根电压匕=历或电流is=Tv与入射到光电器件上的平均光功率Z比

5、。电压响应率心二———；电流响应率08AE“JE（a）dQ0积分灵敏度：光电器件输出的电流或电压与入射总光通量Z比称为积分灵敏I心①⑺必度。表达式为R=0量子效率与单色响应度具冇如下关系:13、单色响应率：器件输出的电信号（电压或电流）与输入单色辐射通量之比；单色灵敏度（单色响应率）取最大值时，对应的单色辐射波长为峰值波长，灵敏度称为峰值波长灵敏度。14、光谱匹配系数的意义4）光谱匹配系数R丄二R,dAK=Kjp/•.m3xmox光谱匹配系数K=金以"（S']光谱匹配系数表示入射光功率能被响应的百分比15、光电器件的主要噪声来源有

6、：光电转换过程的量子噪声；光电导的产生一复合噪声;热电效应的温度噪声；热噪声；低频噪声；介质损耗噪声；1/f噪声16、噪声随着信号的增强而增大17、信噪比：在负载电阻他上产生的信号功率与噪声功率之比18、噪声等效功率表示光电探测器最小可探测的功率值代曲19、NEP值愈大器件的性能愈差。20、探测率D等于噪声等效功率NEP的倒数21、分辨力是以人眼作为接收器所判定的极限分辨能力，通常用光电成像器件或系统在一定距离内能够分辨的等宽黑白条纹数来表示。22、lp/mm、电视线、视频带宽炉称为线对，每一线对包含一条亮线和一条暗线对于非直视型

7、光电成像系统（如摄像管），则取扫描线方向相当于帧高的距离内所能分辨的等宽黑口条纹数表示分辨力。这一极限分辨力的线数简称为电视线斤表示电视分辨力的指标，可以用电视线〃，也可以用视频带宽44,两者之间的换算关系式为：44=^-afhn式中，G为电视幅面的宽高比；齐为行扫描频率23、什么是线性位移不变性（LSI）条件？（1）线性条件：及系统应满足齐次性和叠加性。设gi（x，y）T/?］（§,$）式中表示成像关系。则应有dg］（兀,y）+处2（兀,y）Tah（g,O+hh2（^,o（2）等晕条件：即在所考虑的范围内，器件处处有相同的像扩

8、展能力，所以各处有相同的点及线扩展函数（即点或线所成像的亮度分布），等晕条件反映了亮度扩展的空间不变性（3）几何相似性：这一条件是指物和像之间不发生几何变形。以上条件统称为线性位移不变性条件。24、何为点扩展函数、线扩展函数和边缘扩展函数?相互关系