1、1. 舉例說明光敏電阻的應用（畫出原理圖及工作過程） 路燈自動點熄控制由兩部分組成：電阻R、電容C和二極管D組成半波整流濾波電路；RCds光敏電阻和繼電器組成光控繼電器。路燈接在繼電器常閉觸點上，由光控繼電器來控制路燈的點燃和熄滅光暗時，光敏電阻的阻值很高，繼電器關，燈亮；光亮時，光敏電阻的阻值降低，繼電器開，燈滅。2. 硅光電池的工作原理和等效電路為下圖：（a）光電池工作原理圖 （b）光電池等效電路圖 （c）進一步簡化從圖（b）中可以得到流過負載RL的電流方程為：其中，SE為光電池的光電靈敏度，E為入射光照度，Is0是反向飽和電流，是光電池加反向偏壓后出現(xiàn)的暗電流。 當IL0時，RL（開路）

2、，此時曲線與電壓軸交點的電壓通常稱為光電池開路時兩端的開路電壓，以VOC表示，由式（1）解得： 當IpIo時， 當RL0（即特性曲線與電流軸的交點）時所得的電流稱為光電流短路電流，以Isc表示，所以IscIpSe·E 從上兩式可知，光電池的短路光電流Isc與入射光照度成正比，而開路電壓Uoc與光照度的對數(shù)成正比。3. 光外差檢測只有在下列條件下才可能得到滿足：信號光波和本征光波必須具有相同的模式結構，這意味著所用激光器應該單頻基模運轉。信號光和本振光束在光混頻面上必須相互重合，為了提供最大信噪比，它們的光斑直徑最好相等，因為不重合的部分對中頻信號無貢獻，只貢獻噪聲。信號光波和本振光波

3、的能流矢量必須盡可能保持同一方向，這意味著兩束光必須保持空間上的角準直。在角準直，即傳播方向一致的情況下，兩束光的波前面還必須曲率匹配，即或者是平面，或者有相同曲率的曲面。在上述條件都得到滿足時，有效的光混頻還要求兩光波必須同偏振，因為在光混頻面上它們是矢量相加。4. 光電檢測系統(tǒng)的定義：是指對待測光學量或由非光學待測物理量轉換成的光學量，通過光電變換和電路處理的方法進行檢測的系統(tǒng)。光電檢測系統(tǒng)的構成：光源，照明光學系統(tǒng)，被測對象，光學變換，光信號匹配處理，光電轉換，電信號的放大與處理，計算機，控制，存儲和顯示等部分。5.在微弱輻射作用下，光電導材料的光電靈敏度有什么特點？為什么把光敏電阻造成

4、蛇形？在微弱輻射作用下，光電導材料的光電靈敏度是定值，輸出光電流與入射光通量成正比，即保持線性關系。光敏電阻做成蛇形，一方面既可以保證有較大的受光面積，一方面減小電極之間的距離，從而既可以減小載流子的有效極間渡越時間，提高載流子的平均壽命，增大增益，也有利于提高靈敏度。6.寫出硅光電二極管的全電流方程，說明各項物理意義。無光照流過PN結的電流方程：有光照反偏壓流過PN結的電流方程：I=Is0(eqU/KT-1)- Ip 是正向暗電流； 是反向飽和電流； 是電子電荷量； 是結端偏置電壓； 是玻爾茲曼常數(shù)； 是熱力學溫度； 是光生電流。7.為什么結型光電器件在正向偏置時沒有明顯的光電效應？需在哪種

5、偏置狀態(tài)？為什么？p-n結在外加正向偏壓時，即使沒有光照，電流也隨著電壓指數(shù)級在增加，所以有光照時，光電效應不明顯。p-n結必須在零偏和反向偏壓的狀態(tài)下，有明顯的光電效應產(chǎn)生，這是因為p-n結在反偏電壓下產(chǎn)生的電流要飽和，所以光照增加時，得到的光生電流就會明顯增加。8.光電倍增管的供電電路分為負高壓供電與正高壓供電，試說明兩種供電電路的特點。陽極接地，負高壓供電:可消除外部信號輸出電路與陽極之間的電位差。后面可通過一個低電壓耦合電容與交流放大器相接，也可以直接與直流放大器相接由于靠近管子玻殼的金屬支架或磁屏蔽筒接地，它們與陰極和倍增極之間存在比較高的電位差，結果使某些光電子打到玻殼上產(chǎn)生噪聲；

6、如果靠近光電陰極的端面或玻殼接地，具有高負電位的陰極與地之間就會產(chǎn)生漏電流。陰極接地，正高壓供電：光、磁、電的屏蔽罩可以跟陰極靠得近些，屏蔽效果好，暗電流小，噪聲低。陽極處于正高壓，會導致寄生電容大，匹配電纜連接復雜，特別是后面若接直流放大其，整個放大器都處于高電壓，不利于安全操作。后接交流放大器，使用耐高壓的耦合電容來輸出信號，也可將外部信號電路與陽極高壓電源隔開。只適用于交流或脈沖信號測量系統(tǒng)。1. 分析主動紅外報警電路的工作原理。該主動紅外報警電路分為發(fā)送端和接收端，發(fā)送端由發(fā)光二極管產(chǎn)生紅外輻射，入射到光電三極管中，在經(jīng)過光電變換及電路處理獲得信息。當有人通過時，隨人的移動進一步轉換為

7、交變的電信號輸出。電信號經(jīng)放大，鑒別后，控制警燈，警鈴等裝置進行報警。同時也可以利用報警信號其他處理的控制，如關門，攝像，開高壓等。2，敘述激光干涉測長的原理，畫出原理圖。2.利用psd位置傳感器如何測量光點偏離中心的位置？R ，RR=(2L-x ) /2L R=x/2L x=L(1-(-)/(+)則入射光點M的坐標為x=L(-)/(+)4.PSD用于液面位置變化測量的示意圖R ，RR=(2L-x ) /2L R=x/2L x=L(1-(-)/(+)則入射光點M的坐標為x=L(-)/(+)5.以雙光束干涉為例，分析相干檢測的基本原理：設兩相干平面波的振動E1(x,y)和E2(x,y)分別為：兩

8、束光合成時，所形成干涉條紋的強度分布I(x,y)可表示為：式中，是條紋光強的直流分量； 是條紋的對比度； 是光頻差； 相位差。當兩束頻率相同的光（即單頻光）相干時，有 ，即 ，此時當兩束光的頻率不同，干涉條紋將以 的角頻率隨時間波動，形成光學拍頻信號，也叫外差干涉信號。如果兩束光的頻率相差較大，超過光電檢測器件的頻響范圍，將觀察不到干涉條紋。在兩束光的頻率相差不大( 較小)的情況下，采用光電檢測器件可以探測到干涉條紋信號，并且可以通過電信號處理直接測量拍頻信號的頻差及相位等參數(shù)，從而能以極高的靈敏度測量出相干光束本本身的特征參量，形成外差檢測技術。 實際上，干涉條紋的強度取決于相干光的相位差，

9、而相位差又取決于光傳輸介質的折射率n對光的傳播距離ds的線積分，即對于均勻介質，上式可簡化為：對上式中的變量L和n作全微分可得到相位變化量6.溶液濃度的測量原理和工作過程：光源1發(fā)出的光經(jīng)單色器2后成為單色光，該單色光的波長應選為待測溶液的峰值吸收波長。將該光線用分束器BS分成兩束，分別通過待測溶液S2和參比溶液S1，并用兩個性能一致的光電探測器接收。由于參比溶液對工作波長的光不產(chǎn)生吸收，而待測溶液對該波長的光有較強的吸收，因此，探測器PD1接收到的光強度I1即為入射光強度I0，而探測器PD2接收到的光強度I2取決于待測溶液的濃度。系統(tǒng)輸出電壓為：式中，C0為比例常數(shù); 為PD1上產(chǎn)生的光電流; 為PD2上產(chǎn)生的光電流；K1、K2為PD1和PD2的靈敏度， 、 為到達PD1和PD2上的光通量。若PD1和PD2性能一致，則K1K2，故上式可變?yōu)椋河捎谠诤雎苑瓷浜蜕⑸涞那闆r下，I1=I2,故可見，最后輸出電壓即為溶液的吸光度值，亦即反映了溶液的濃度。 7.分析干涉條紋光強檢測法，畫出原理圖。 在干涉場中確定的位置上用光電元