光電技術復習題綱試題類型：填空（10分）、選擇（20分）、判斷（10分）、簡答（20分）、綜合題（30分）、設計題（10分）備注：本復習提綱只是一個概要，請同學們不要脫離書本以及上課課件。1緒論1.光電探測系統(tǒng)的組成（選＊2）光電探測系統(tǒng)由光輻射源、光學系統(tǒng)、調制器、傳輸介質、光電探測器和電子系統(tǒng)等基本環(huán)節(jié)組成，可分為主動探測系統(tǒng)和主動探測系統(tǒng)，如圖0-1所示。2區(qū)別：被動探測系統(tǒng)其信息源來自被探測物體自身的輻射，如所要探測的飛機、艦船、星體、火焰和人體等物體自身的紫外、紅外或可見光輻射；也可以是來自其他自然輻射源（如太陽）照射在被探測物體上形成的反射、散射等光輻射。例如遙感技術中地球表面不同物體的反射光譜。主動探測系統(tǒng)其信息源不同時兼作輻射源，即系統(tǒng)不是利用信息源自身輻射或者信息源為非光學量。將非光學的物理量（如語音、數(shù)據(jù)等）先設法變成電信號，然后通過調制器把信息加載到光波上進行傳輸，如光纖通信系統(tǒng)；或者采用人工光源照射被測物體，使所需要信息能加載到反射、透射、散射或衍射光波上，然后利用光電探測系統(tǒng)進行檢測，如激光制導、激光測距系統(tǒng)。3第1章光輻射探測的理論基礎1.1輻射度學與光度學基礎知識光學譜區(qū)：0.01～1000μm可見光譜區(qū)：0.38～0.78μm光輻射量度：輻射度量（電磁波譜），光度量（可見光譜區(qū)）1.2半導體物理的基礎知識（概念理解）半導體能帶：導帶、價帶、禁帶半導體類型：本征半導體、P型半導體、N型半導體、半導體中載流子的分布：費米能級的“標尺”作用半導體對光的吸收：本征吸收、非本征吸收(會畫能帶結構圖）非平衡狀態(tài)下的載流子：過剩載流子、光生載流子、產生、復合、光生載流子的壽命。載流子的擴散與漂移41.3半導體的光電效應（掌握概念，公式不做要求）光電導效應、光伏效應、光電子發(fā)射效應、光電轉換的基本規(guī)律（量子效率）。本征吸收、雜質吸收、激子吸收、自由載流子吸收、晶格吸收描述（補充課件）

5第2章常見光輻射源1.黑體的描述。2.黑體輻射的幾個描述定律：基爾霍夫定律、普朗克公式、維恩位移定律、斯蒂芬－玻爾茲曼定律。3.光源的基本特性參數(shù)：輻射效率、發(fā)光效率4.自然輻射源：目標輻射、背景輻射。5.激光器畫圖并說明激光器的基本組成。激光器的工作原理。6第3章光電導探測器1.光電導探測器的材料及分類本征型光電導探測器、雜質型光電導探測器P型、N型半導體均可制成光電導探測器，但電子的遷移率比空穴大，而且用N型材料制成的光電導探測器性能較穩(wěn)定，特性較好，故目前大都使用N型半導體光電導探測器。同一種半導體材料的雜質電離能比本征半導體的電離能小得多，所以它的長波限比本征探測器的長波限長得多。2.光電探測器的惰性、弛豫過程。3.不同光照條件下光電導響應過程弱光照——響應時間為常數(shù)，穩(wěn)態(tài)光電導與光生載流子的產生率成線性關系。強光照——響應時間是光照的函數(shù)，穩(wěn)態(tài)光電導與入射輻射通量平方根成正比關系。4.光敏電阻的結構設計原則是什么？為什么這樣設計？光敏電阻做成蛇形，電極作成梳狀。這樣的結構設計既可以保證有較大的受光表面，也可以減小電極之間的距離，從而可減小電子渡越時間，有利于提高靈敏度。74.光電導探測器的主要特性參數(shù)：光電特性、照度指數(shù)、光電導靈敏度、響應時間、頻率特性、光譜特性、溫度特性、前歷效應、伏安特性、噪聲特性5.光電導探測器的偏置電路及幾種典型結構：恒流偏置電路、恒壓偏置電路、恒功率偏置電路光電導探測器應用舉例。891011第4章光伏探測器4.2節(jié)常用光伏探測器4.3節(jié)光伏探測器組合器件12第5章光電子發(fā)射探測器1.光電陰極的定義及分類：常規(guī)光電陰極、負電子親和勢光電陰極2.光電倍增管的結構及各部分作用（見補充課件）光窗、光電陰極、光電子光學系統(tǒng)、電子倍增管、陽極3.光電發(fā)射和二次電子發(fā)射有哪些不同？簡述光電倍增管的工作原理。4.光電倍增管的工作電路及應用高壓供電電路、信號輸出電路光電倍增管采用負高壓供電或正高壓供電，各有什么優(yōu)缺點？它們分別適用哪些場合？疲勞與衰老的定義。13光電發(fā)射效應：當金屬或半導體受到光照時，電子從材料表面逸出的現(xiàn)象。一個良好的光電發(fā)射材料應具備的條件？①光吸收系數(shù)大②光電子在體內傳輸過程中受到的能量損失小③表面勢壘低，使表面逸出幾率大。14負電子親和勢的形成電子親和勢EA：真空能級與導帶底能級之差稱為電子親和勢。面N型材料自由電子較多，襯底P型材料自由空穴較多，它們間因存在濃度差而互相擴散，形成表面電荷的局部耗盡，耗盡區(qū)內發(fā)生能帶彎曲。產生能帶彎曲后的電子親和勢表示為：如果摻雜濃度足夠高，使得能帶彎曲足夠大，則可使能帶彎曲度Ed>EA2，從而EAe<0，這樣就形成了負電子親和勢。15真空型光電管的工作原理當入射光透過真空型光電管的入射窗照射到光電陰極面上時，光電子就從陰極發(fā)射出去，在陰極和陽極之間形成的電場作用下，光電子在極間作加速運動，被高電位的陽極收集，其光電流的大小主要由陰極靈敏度和入射輻射的強度決定。充氣型光電管的工作原理光照生電子在電場的作用下運動，途中與惰性氣體原子碰撞而電離，電離又產生新的電子，它與光電子一起都被陽極收集，形成數(shù)倍于真空型光電管的光電流。16具有足夠動能的電子轟擊某些材料時，材料表面將發(fā)射新的電子，這種現(xiàn)象稱為二次電子發(fā)射。轟擊材料的入射電子稱為一次電子，從材料表面發(fā)射出的電子稱為二次電子。二次發(fā)射過程可以分三步來描述：①材料吸收一次電子的能量，激發(fā)體內電子到高能態(tài)，這些被激電子稱為內二次電子；②內二次電子中初速指向表面的那一部分向表面運動，在運動過程中因散射而損失能量；③如果到達界面的內二次電子仍有足以克服表面勢壘的能量，即逸出表面成為二次電子。17第6章熱探測器1.熱探測器的基本原理6.3測輻射熱計（不記公式）6.4熱釋電探測器（不記公式）2.熱探測器的定義及分類：熱電偶（熱電堆）、測輻射熱計、熱釋電探測器3.三種常用熱探測器的基本原理、主要特點和性能參數(shù)等的比較18第7章光電成像器件7.1像管（像管的主要特性參數(shù)不考）像管是指可以將人眼不可見的或微弱的光學圖像轉換為人眼可直接觀察的圖像的一類電真空成像器件，它包括變像管和像增強器。變像管：將人眼不可見的（紅外、紫外和X射線）光學圖像變換為可見光圖像的成像器件。光譜變換像增強器：將亮度很低的光學圖像增強到足夠亮度的成像器件，微通道板像增強器是其中一種重要的像增強器。亮度增強19像管的工作原理在像管中，光電陰極是像管的光－電變換部分，利用它通過外光電效應把亮度很低的可見光圖像或者人眼不可見的光學圖像經光電陰極轉換成電子圖像；電子光學系統(tǒng)將電子圖像聚焦成像在熒光屏上，并使光電子獲得能量增強；熒光屏再將入射到其上的電子圖像轉換為可見光圖像。20光電導技術的變像原理：入射的紅外輻射圖像經紅外物鏡成像在光電導靶上，在靶面上形成相應的電勢分布圖像；當電子槍發(fā)射的電子束在偏轉磁場的作用下，入射到靶面上時，就會受到電勢圖像的調制；原入射的電子束中有一部分電子再經偏轉磁場和電場的作用而返回到熒光屏上，使之發(fā)出熒光。21選通式變像管的結構選通式變像管的關鍵是在電子光學系統(tǒng)的陰極與陽極之間增加一對帶孔欄的金屬電極（稱為控制柵）。選通式變像管的工作原理：改變控制柵的電壓，從而控制變像管的導通和光電子的發(fā)射。變像管導通——控制柵的電壓UG比光電陰極電壓高175V。變像管截止——控制柵的電壓UG比光電陰極電壓低90V。22信息的存儲和掃描輸出（一維時序電信號）的全過程。2.電視制式3.電真空攝像管的結構及工作原理（見補充課件）。4.固體攝像器件（CCD）231.微光夜瞄鏡工作原理：遠處目標在夜天光的照射下發(fā)出的微弱光學圖像被物鏡接收并聚焦在像增強器的光電陰極上，像增強器形成的可見光圖像再經目鏡放大后，可由人眼直接觀察。242.紅外夜視儀工作原理：由紅外光源發(fā)出的紅外光照射到目標上，經目標反射后，被紅外物鏡接收并聚焦在紅外變像管的光電陰極上，紅外變像管形成的可見光圖像再經目鏡放大后，可由人眼直接觀察。25第8章光學信號的調制1.光學調制的基本概念、作用及調制方式：一次調制、二次調制2.光信號調制的基本原理：連續(xù)波調制：幅度調制（AM）、頻率調制（FM）、相位調制（PM）脈沖調制：脈沖幅度調制（PAM）、脈沖頻率調制（PFM）、脈沖寬度調制（PWM）編碼調制：抽樣、量化、編碼

3.解調的基本概念。26第9章直接探測和相干探測1.直接探測的基本原理、及主要性能指標：信噪比、噪聲等效功率、視場、作用距離2.直接探測的幾種應用舉例：強度調制—直接探測光纖通信系統(tǒng)用相位和時間法測量空間距離像分析器定位法3.相干探測的基本原理、基本特性及探測條件：空間條件、頻率條件274.相干探測的幾種應用舉例：