資源描述：
《光電檢測簡答.doc》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、光電探測一、為什么有些光敏二極管在制作PN結(jié)的同時還做出一個環(huán)極？答：無光照時反向電阻很大（MΩ級）只有打在PN結(jié)附近，使PN結(jié)空間電荷區(qū)（耗盡層）產(chǎn)生光生電子空穴對時它們與P區(qū)、N區(qū)的少數(shù)載流子一起在PN結(jié)內(nèi)電場的作用下做定向移動形成光電流，此時它的反向電阻大為降低，一般只有1KΩ到幾百歐，當(dāng)負(fù)偏壓增加時耗盡層加寬使光電流增大，靈敏度提高，光電流與入射光照度成線性關(guān)系。光敏二極管的缺點(diǎn)：暗電流較大為了減少無光照時反向漏電流（暗電流）的影響有些光敏二極管（如2DU型）在制作PN結(jié)的同時還做出一個環(huán)形的擴(kuò)散層引出的電極稱
2、為環(huán)極，如圖所示因環(huán)極電位比負(fù)極電位高所以反向漏電流（暗電流）直接從環(huán)極流過而不再經(jīng)過負(fù)極從而可以減少負(fù)極與正極之間的暗電流。二、簡述PIN、APD兩種高速的光電二級管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和原理三、簡述光電探測器的選用原則。(1).光電檢測器件必須和輻射信號源及光學(xué)系統(tǒng)在光譜特性上匹配(2)光電檢測器件的光電轉(zhuǎn)換特性必須和入射輻射能量相匹配(3)光電檢測器件的響應(yīng)特性必須和光信號的調(diào)制形式、信號頻率及波形相匹配，以保證得到?jīng)]有頻率失真和良好的時間響應(yīng)(4)光電檢測器件必須和輸入電路以及后續(xù)電路在電特性上相互匹配，以保證最大的轉(zhuǎn)換
3、系數(shù)、線性范圍、信噪比以及快速的動態(tài)響應(yīng)等。四、請簡述紅外光學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)。1)紅外輻射源的輻射波段位于1μm以上的不可見光區(qū)，普通光學(xué)玻璃對2.5μm以上的光波不透明，而在所有有可能透過紅外波段的材料中，只有幾種材料有必需的機(jī)械性能，并能得到一定的尺寸，如鍺、硅等，這就大大限制了透鏡系統(tǒng)在紅外光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，使反射式和折反射式光學(xué)系統(tǒng)占有比較重要的地位。2)為了探測遠(yuǎn)距離的微弱目標(biāo)，紅外光學(xué)系統(tǒng)的孔徑一般比較大。3)在紅外光學(xué)系統(tǒng)中廣泛使用各類掃描器，如平面反射鏡、多面反射鏡、折射棱鏡及光楔等。4)8至14μm波
4、段的紅外光學(xué)系統(tǒng)必須考慮衍射效應(yīng)的影響。5)在各種氣象條件下或在抖動和振動條件下，具有穩(wěn)定的光學(xué)性能。五、對直接檢測系統(tǒng)來說，如何提高輸入信噪比？答：對于光電檢測系統(tǒng)來說，其噪聲主要有三類：（1）光子噪聲包括：A.信號輻射產(chǎn)生的噪聲；B.背景輻射產(chǎn)生的噪聲。（2）探測器噪聲包括：熱噪聲；散粒噪聲；產(chǎn)生—復(fù)合噪聲；1/f噪聲；溫度噪聲。（3）信號放大及處理電路噪聲在實(shí)際的光電探測器中，由于光電轉(zhuǎn)換機(jī)理不同，各種噪聲的作用大小亦各不相同。若綜合上述各種噪聲源，其功率譜分布可用下圖表示。由圖可見：在頻率很低時，1/f噪聲起主
5、導(dǎo)作用；當(dāng)頻率達(dá)到中間范圍頻率時，產(chǎn)生——復(fù)合噪聲比較顯著；當(dāng)頻率較高，甚至于截至頻率時，只有白噪聲占主導(dǎo)地位，其它噪聲影響很小。很明顯，探測器應(yīng)當(dāng)工作在1/f噪聲小、產(chǎn)生-復(fù)合噪聲為主要噪聲的頻段上。因此，對于直接探測系統(tǒng)，提高輸入信噪比的措施有：（1）利用信號調(diào)制及選頻技術(shù)可抑制噪聲的引入白噪聲的大小與電路的頻帶寬度成正比，因此放大器應(yīng)采用帶寬盡可能窄的選頻放大器或鎖相放大器。（2）將器件制冷，減小熱發(fā)射，降低產(chǎn)生-復(fù)合噪聲。采用半導(dǎo)體制冷、杜瓦瓶液態(tài)氣體制冷或?qū)Ｓ弥评錂C(jī)制冷。（3）采用最佳條件下的偏置電路，使信噪
6、比（S/N）最大一、簡述用補(bǔ)償法檢測溶液濃度的工作原理及工作過程。二、舉例說明象限探測器的應(yīng)用。答：（四象限探測器主要被用于激光準(zhǔn)直、二維方向上目標(biāo)的方位定向、位置探測等領(lǐng)域。）下圖為簡單的激光準(zhǔn)直原理圖。用單模激光器作光源。因?yàn)樗泻苄〉墓馐l(fā)散角，又有圓對稱界面的光強(qiáng)分布，很有利于作準(zhǔn)直用。圖中激光射出的光束用倒置望遠(yuǎn)系統(tǒng)L進(jìn)行擴(kuò)束，倒置望遠(yuǎn)系統(tǒng)角放大率小，于是光束發(fā)散角進(jìn)一步壓縮，射出接近平行的光束投向四象限管，形成一圓形亮斑。光電池AC、BD兩兩接成電橋，當(dāng)光束準(zhǔn)直時，亮斑中心與四象限管十字溝道重合，此時電橋輸
7、出信號為零。若亮斑沿上下左右有偏移時，兩對電橋就相應(yīng)于光斑偏離方向而輸出電信號。哪個探測器被照亮斑的面積大，輸出信號也大。這種準(zhǔn)直儀可用于各種建筑施工場合作為測量基準(zhǔn)線。1.光電三極管集電極的作用？答：光敏三極管的工作有兩個過程：一是光電轉(zhuǎn)換；二是光電流放大。光電轉(zhuǎn)換過程是在集基結(jié)內(nèi)進(jìn)行，與一般光電二極管相同。2.光輻射檢測器存在哪些內(nèi)部噪聲？答：光輻射檢測器中存在的內(nèi)部噪聲主要由熱噪聲、散粒噪聲、半導(dǎo)體中產(chǎn)生的符合噪聲、溫度噪聲和閃爍噪聲。3.從結(jié)構(gòu)上分LED有哪幾種類型？答：從結(jié)構(gòu)上，LED有五種類型表面發(fā)光二級管
8、（SLED）側(cè)面發(fā)光二級管（ELED）、平面LED、圓頂形LED和超發(fā)光LED。4.什么事光電直接檢測系統(tǒng)？答：所謂光電直接檢測是將測光信號直接入射帶光檢測器光敏面上，光檢測器響應(yīng)于光輻射強(qiáng)度而輸出相應(yīng)的電路或者電壓。5.根據(jù)檢查原理，光電檢測的有哪幾種基本方法？答：直接作用法、差動測量法、補(bǔ)償補(bǔ)償法、脈沖測量法、6.說明兩種類型
