光电检测技术与运用复习提纲

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1、光电检测技术与运用复习提纲1、光电检测系统的基本结构形式分为：几何光学变换的光电检测方法和物理光学变换的光电检测方法。2、几何光学变换的机构形式：辐射式、反射式、遮挡式、透射式；3、物理光学变换的光电检测的基本结构：干涉式与衍射式。4、光电检测系统各部分的功能：①光源和照明光学系统：发出的光朿作为载体携带被测信息，也可以作为被测对象②被测对象及光学变换：利用各种光学效应，使光束携带上被检测对象的特征信息种待测信号的光与光电探测器实现合理的匹配，以满足光电转换的需要。④光，形成待检测的光信号。③光信号的兀配处理：使光源发出的光或产生的携带各电转换：其主要作用是以光信号为媒质，以

2、光电探测器为手段，将各种经待测量调制的光信号转换成电信号,以利于采用目前最为成熟的电子技术进行信号的放大、处理、测量和控制等。⑤电信号的放大与处理：实现对微弱信号的检测；实现光源的稳定化。⑥存储、显示与控制系统：将处理好的待测量电信号直接经显示系统显示。5、可见光的范围：380〜780nm；6、物体发光有两种基本形式：热辐射及“发光”辐射；7、“发光”辐射与热辐射不同，它主要借助其他一些外來激发过程而获得能量，产生辐射发射。这种发光形式包括：电致发光、光致发光、化学发光、热发光；8、按照光辐射来源不同，将光源分成：自然光源和人造光源。9、辐射效率：在给定入1〜入2波长范围内，

3、某一辐射发出的辐射通量与产生这些辐射通量所需的电功率Z比，称为该辐射源在规定光谱范围内的辐射效率；10＞在给定入1〜入2波长范围内，某一辐射体（光源）所发射的光通量与产生这些光通量所需的电功率Z比，就是该光源的发光效率；11＞相关色温：对于一般光源，它的颜色与任何温度下黑体辐射的颜色都不相同，这时的光源用相关色温表示，在均匀色度中，如果光源的色坐标点与一温度下黑体辐射的色坐标接近，则该黑体的温度称为光源的相关色温；12、光源的颜色包含两方面的含义，即色表和显色性。用眼睛直接观察光源时所看到的颜色称为光源的色表。当光源照射物体时，物体呈现的颜色（也就是物体反射光在人眼内产生的颜

4、色感觉）与该物体在完全辐射体照射下所呈现的颜色的一致性，称为该光源的显色性；13、交流粉末电致发光光源的工作原理是：由于电极间距很小，只有几十微米所以在市电电压的作用下，就可以得到足够高的电场强度，如E=104V/cm以上。粉末中自由电子在强电场作用下加速而获得很高的能量，它们撞击发光中心，使其受激而处于激发态，当激发态复原來为基态时产生复合发光。由于荧光粉末与电极间有高介电常数的绝缘层，自由电子并不导走，而是被束缚在阳极附近，在交流电的负半周时，电极极性变换，自由电子在高电场作用下向新阳极的方向加速。使Z不断发光。114、LED发光机理:光电二极管是由P型和N型半导体组成的

5、二极管，在PN结附近N型材料屮的多数载流子是电子，P型材料屮的多数载流子为空穴，由于电子浓度不同，载流子扩散运动加强。这样，在PN结型上，P区由于空穴向N区扩散运动而带负电荷，N区电子向P区方向的电场，此电场为内建电场，当给发光二极管的P・N结加正向偏压时，外加电场将削弱内建电场，使空间电荷区变窄，载流子的扩散运动加强。在P・N结附近产生导带电子与价带空穴复合，电子由高能级跃迁到低能级，电子将多余的能量以发射光子的形式释放出来，产牛电致发光现象。。15、关于禁带宽度Eg与极限波长入的相关计算（注意能量单位的换算P24）发光效率??发射波长X?hcl240?EgEg%1光通量P

6、电功率Eg禁带宽度17、光电效应：光辐射入射到光电材料时，光电材料发射电子，或者其电导率发生变化，或者产生感生电动势的现象。光电效应分为内光电效应和外光电效应，具体有光电子发射效应、光电导效应、光生伏特效应、光子牵引效应和光电磁效应。e??Plphvl9>光电探测器输岀的平均光电流表达式P33：20、计算丫值（作业屮）已知某光敏电阻在500LX的光照下阻值为550Q而在700LX的光照下阻值为450Q,求该光敏电阻在550lx和600lx光照下的阻值。（相关知识P42）21、光敏电阻输入电路设计中，负载RL和电源电压Ub是两个关键参数；22、光电池等效电路图及光电池的电流方程

7、式l?lp?ld?lp?ISO(eqU/KT?l)23、光电池的应用主要两个方面：一是作为光电探测器件，二是将太阳能转化为电能；24、硅光电二极管与光电池的比较：硅光电二极管在结构和工作原理上与硅光电池很相似。如果应用于光伏工作模式，①机理基本相同，属于PN结型光生伏特效应。②制作衬底材料的掺杂浓度光电池高，约为1016-1019原子数/cm3?rfn硅光电二极管则为1012〜1013原子数/cm3,③电阻率光电池低，约为0.1〜0.01Q/cm,而硅光电二极管则为1000/cm；④光电池在零偏置下工作