1、光電技術綜合演習問題解答，第一，選擇最佳的埋入括弧中(僅填寫其中一個符號)，在光電子倍增管中，產(chǎn)生光電效應的是(a )。 a陰極b陽極c2次發(fā)射極d光窗光電三極管的動作條件為(c )。 為了在a加熱部b中對正偏置c施加反偏置d的零偏置，在光電子倍增管電路變換中減小理想的信噪比(抑制噪聲)、暗電流，并得到自適應的靈敏度和高穩(wěn)定度，可以適當?shù)氐玫?b )。 a增加最終三級并聯(lián)電容器的電容的b降壓電源電壓c減少最終級倍增極與陽極間的電壓增加d陰極與第一倍增極間的電阻電阻值的硅光電池在(d )偏置時，光電流和入射輻射通量具有良好的線性關系，動態(tài)范圍寬。 a開路b自偏置c零伏偏置d反偏置硅光電池在(b

2、)的情況下具有最大的功率輸出。 a開路b偏壓c零伏偏壓d到反向偏壓、輻射通量、光通量、發(fā)光強度、照度的單位分別為(a )。 (a )瓦特、流明、坎德拉、照明度(b )瓦特、坎德拉、照明度、流明(c )流明、瓦特、瓦特球面度、瓦特平方米流明、瓦特、照明度(a )外部光電效應(b )光熱效應(c )光電效應(d )光生伏特效應、光電倍增管轉(zhuǎn)換電路為了理想的信噪比(抑制噪聲)、減小暗電流、提高自適應靈敏度和穩(wěn)定度，(b )適當增加a最終三級并聯(lián)電容器的電容b降壓電源電壓c減小最終級倍增極和陽極間的電壓增加d陰極和第一倍增極間的電阻電阻值的硅光電池(d ) a開路b自偏置c零伏偏置d反偏置硅光電池在(

3、b )的情況下具有最大的功率輸出。 a開放b從偏置c零伏偏置d反向偏置，并且2填充問題1描述半導體光檢測器的光電轉(zhuǎn)化能力是一種量化效率。 2任何物質(zhì)，只要溫度高于絕對零點，都有輻射的能力。 利用3溫差熱效應制作的紅外線探測器是熱電偶。 4熱釋電傳感器僅適用于交變光信號的檢測與局部溫度以下。 5 CCD的基本功能是電荷積蓄和電荷傳輸。 6光電技術最基本的理論是光的波粒二象性。 7光伏脫老虎鉗有光伏運作模式和導光運作模式兩個運作模式。三簡解答1光子檢測器和熱檢測器的不同。 分別有3種以上的常見半導體光檢測器和熱檢測器。 2放射梅圈套和光梅圈套的區(qū)別是什么？ 一言以蔽之。 3發(fā)光元件和內(nèi)部發(fā)光元件的

4、不同。 4光電導脫老虎鉗和光伏器件的不同。 5光電系統(tǒng)一般是圍繞半導體光檢測器的性能進行設定。 從你現(xiàn)在的學習來看，半導體光檢測器的性能殘奧表是什么？ 6熱輻射檢測器通常分為哪兩個階段？ 熱釋電傳感器的原理是塞貝克效應與湯姆森效應熱敏星空衛(wèi)視的分類與應用，三簡解答7光電子倍增管由哪些部分構成。 補充：光電子倍增管的短波限制和長波限制分別由什么決定？ 光電子倍增管的倍增極有什么樣的構造？ 各有什么特點？ 光電子倍增管的暗電流有哪些？ 陰極接地還是陽極接地的暗電流更??？ 寫出8硅光電三極管的全電流方程式，說明各項目的物理意義。 9光伏器件有幾個偏置電路？ 補充： PIN光電三極管和雪崩光電二極管分

5、別是為了提高光電三極管的性能殘奧表嗎？ 10黑體的定義簡單闡述黑體模型的建立方法。 11光調(diào)制的目的是什么？ 有什么辦法？ 12為什么照度增加到一定強度后，光電池的開路電壓不再隨光強度而增大？13光電系統(tǒng)由哪個部分構成，將簡要敘述各部分的作用。第一章第一題，在距離標準鎢燈2m的地方放置照度校正探頭，如果探頭的光靈敏度面積為0.5 cm2，用照度校正測得的最大照度為100(lx )，則嘗試1， 標準鎢燈在這個方向的發(fā)光強度是多少？2 .來自鎢燈的總光束是多少？解：首先，修正光電探頭對標準鎢燈張開的立體角，然后，光電探頭接收到的光束v=EVS=1000.5 cm2=5 來自能夠修正燈的該方向的發(fā)光

6、強度iviv=v/=5.010-3/的燈的光束，在第1章第2題中，以某個輸出為6mW的氦氖激光器，發(fā)出波長為0.6328m的光束，均勻地投影到0.8cm2的白色屏幕上。 屏幕的反射系數(shù)為0.96，光速C=3108m/s，普朗特數(shù)h=6.62610-34js，氦氖激光器的視認函數(shù)為V(6328)=0.268，試著求出了屏幕的照度(2)窗簾的反射出射度為多少lx？ (3)窗簾每秒接收幾個光子？ 解：首先，將來自氦氖激光器的單色輻射的輻射功率轉(zhuǎn)換為光通量vv=kmv () e=6830.268610-3=1.098 (lm )白色屏幕上的照度的是ev=v/s=1.098/0.8110。 簾子的反射光

7、照度為Evr=r Ev=0.961.37104=1.32104 (lx )簾子每秒接收的光子為(個/秒)，第1章第3題，測定現(xiàn)有液態(tài)金屬輻射體的分光輻射峰波長m=的解：根據(jù)維也納位移法則，m=2898/T 0.7245=4000(K )，并且，根據(jù)斯內(nèi)爾搖鏡頭波爾茲曼定律，得到液態(tài)金屬的峰光譜放射出射度Me，s，的m=1.30910-18t5=1.34 (wcm-2 nm-1 ) me=T4=5.6710-12440 (2)該電路的電壓靈敏度(V/lx )。 使用已知的條件，將流過穩(wěn)定管DW的電流解開，滿足穩(wěn)定二極管的動作條件，根據(jù)(1)由主題給出的條件，得到不同光下的光電電阻的電阻值，將Re

8、1和Re2的值代入值，進行算式，得到照度為4080lx之間的值，輸出為7V時的已知在電路的電壓靈敏度SV，例2-2圖2-14所示的恒壓偏置電路中，DW是2CW12型齊納二極管，其穩(wěn)定電壓值為6V、Rb=1k、RC=510，晶體管的電流放大倍數(shù)為80以上。 照度為450lx時的輸出電壓為8V，輸出電壓為9V時的照度(假設光電阻在100500lx之間的值不變)為lx多少？ 照度達到500lx的輸出電壓是多少？ 據(jù)解分析電路，流過恒壓二極管的電流滿足2CW12的穩(wěn)定工作條件，三極管的基極穩(wěn)定在6V。 設照度為150lx時的輸出電流為I1，光電阻的電阻值R1，則同樣地照度為300lx時光電阻中流過的電

9、流I2和電阻R2為R2=680，光電阻在500到100lx之間的值不變，因此該光電阻的值代入值的修正公式時， 計算輸出電壓為9V時的入射照度E3，E3=196(lx )，根據(jù)值的校正公式發(fā)現(xiàn)500lx時的電阻值R4及晶體管的輸出電流I4為R4=214，I4=24.7(mA )時的輸出電壓_。在例2-3、圖示的電路中，已知Re=3.3k、UW=4V、Ubb=12V。 光電暫存器為RP，照度為30lx時輸出電壓為6V，80 lx時輸出電壓為9V。 (假設該光電電阻的值在30到100lx之間不變)，第2章光電電阻的輸出電壓為8V時的照度為多少lx？ 解：首先，觀察恒壓二極管是否在恒壓狀態(tài)下工作，求出

10、恒壓二極管在恒壓區(qū)域工作，流過恒流偏置的光電電阻的電流Ip，設Ip=Ie=(Uw Ube)/Re=1(mA )，在不同的照度下光電電阻的電阻值照度為300 照度為80lx時，R2=(Ubb Uo2)/Ip=3(k )； 在照度為E3的情況下，R3=(Ubb Uo3)/Ip=4(k )； 并且，由于光電電阻的30到100lx之間的值不變，所以若將LG e3=(LG3- LG4)/0.7 lg80=1. 7246 e3=53 (LX )、第三GDB-235型倍增極用作半導體光檢測器，則其倍增極數(shù)為8級，陰極為SbCs 已知為lm，在入射光束為610-6lm時的輸出電壓幅度要求為0.2V以上的情況下

11、，如果嘗試設定該PMT的電路變換的供電電壓的穩(wěn)定度只能為0.01%，則可以詢問該PMT電路變換的輸出信號的穩(wěn)定度最高達到多少首先，修正供電電源的電壓，根據(jù)主題的輸出電壓幅度的要求和PMT的噪聲特性，陽極電流必須在Iamin以上，因此，Iamin=UO/Ra=0.2V /82 k=2.439A入射光束為0.610-6lm時的陰極PMT的男同志g，N=8 另外，有SbCs倍增極材料的男同志和極間電壓UDD，=4.227時的極間電壓UDD， 在應該能夠算出總電源電壓UDD的陽極中流過的電阻Ra的最大電流為iam=GS KVM=1. 021054010-61210-6=48.96 a，如果設為IRi1

12、0 Iam，則由于IRi=500A，因此電阻鏈的電阻值ri=udd/iri=(所產(chǎn)生的輸出信號電壓的穩(wěn)定度最高，實施例3-2的某發(fā)光材料的發(fā)光長波為680nm，該發(fā)光材料的發(fā)光閾值解是由于發(fā)光長波，也就是說，該發(fā)光材料的發(fā)光域值是1.82 電子伏特。 另外，光電子倍增管GDB44F的陰極光靈敏度為0.5A/lm，陽極靈敏度為50A/lm，要求長期使用時的陽極允許電流限制在2A以內(nèi)。 (1)求出陰極面允許的最大光束。 (2)陽極電阻為75K時，最大的輸出電壓。 (3)如果已知該光學電子倍增管為12級的CsSb倍增極，則求出其倍增系數(shù)，并計算其供電電壓。 (4)在要求輸出信號的穩(wěn)定度為1%時，求出

13、高壓發(fā)生器電壓的穩(wěn)定度。 解(1)、例3-3、(2)最大的輸出電壓(3)、CsSb倍增極材料的男同志和極間電壓UDD為N=12、每1級的男同志=4.642、(2)最大的Ucc=(N 1.5)UDD=1201.5V、(4)輸出信號電壓的穩(wěn)定性最高，第5章當入射光束為正弦調(diào)制量v，=55 40sint lm時，獲得當前5V的輸出電壓，對該光晶體管的電路變換進行設置，描繪投入產(chǎn)出的波形圖，并分析輸入與輸出信號之間的拓撲關系。 解：首先根據(jù)主題的要求，入射光束的最大值和最小值max=55 40=95 lm min=5540=15 lm在特性曲線上描繪光束的變化波形，補償必要的特性曲線。 進而，根據(jù)主題

14、對輸出信號電壓的要求，確定光晶體管的集電極電壓的變化范圍，本主題要求輸出5V，指定有效值，集電極電壓的變化范圍必須是雙峰值。 也就是說，采用Uce=2U14V偏置電路，入射光最大時輸出電壓應該是最小的，但是不能進入飽和區(qū)域。因此，在特性曲線的“拐點”的右側尋找“a”，下垂線在橫軸上測量“c”點，從“c”向右測量14V，尋找“d”點。 從“d”垂下垂線入射最小的特性曲線和“b”。 用“a”、“b”畫直線的話，這條線就是負荷線。 可以從負載線得到負載電阻RL和電源電壓Ubb。 很明顯，“c”點的電壓是3.7V，“d”點的電壓是17.7V。 電源電壓Ubb大致為19V，取標稱電壓20V。 電源電壓Ubb通過取標稱電壓20V，可以適當?shù)匦拚撦d線。 在例5-27-6圖所示的光電電路變換中，Ubb=12V、3DU2的電流靈敏度SI=0.15mA/lx、RL=51k、二極管9014的電流放大倍數(shù)=120； (1)當該光電電路變換要求照度變化在200 lx的范圍內(nèi)、輸出電壓變化在2V以上、RC在1K時，電阻RB應該如何選擇？ (如果RB