光电检测原理与技术试题一.docx
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光电检测原理与技术试题一
光电检测原理与技术试题一
一.单项选择题（每题只有一个正确选项，每小题2分，共40
分）
1.任何温度下对任何波长的入射辐射能的吸收比都等于1，
称为（A）.
A.黑体B.灰体C.黑洞D.绝对黑体
2.半导体中施主能级的位置位于（A）中.
A.禁带B.价带C.导带D.满带
3.在给定入I〜入2波长范围内，某一辐射源发出的辐射通量与产生这些辐射通量所需的电功率之比，称为（B）.
A.辐射效率B.发光效率C.光谱功率D.空间光强4.热效应较大的光是（C）.
A.紫光B.红光C.红外D.紫外
5.结型光电器件与三极管连接，保证放大，要接在（C）.
A.集射极间短路B.基集极间短路C.基射极间正
偏D.基集极间反偏
6.为了实现均匀倍增，雪崩光电二极管衬底掺杂材料要求
（A）.
A.浓度均匀B.浓度大C.浓度
小D.浓度适中7.波长为10卩m的光线属
（C）。
线D.极远红外线
&光纤折射率纤芯n1、包层n2、外套n3的关系是（B）.
A.n1>n2>n3B.n1>n3>n2C.n3>n2>n1
D.n2>n3>n1
9.波长为1mm的波属于（B）.
A.远红外线B.太赫兹波C.可见
光D.X射线
10.硅光电二极管与硅光电池比较，前者（A）.
A.掺杂浓度低B.电阻率低C.零偏工
作D.光敏面积大
11.卤钨灯是一种（B）.
A.气体光源B.热光源C.冷光
源D.激光光源
12.下列光源中，最佳的彩色摄影用光源是（A）.
A.氙灯B.氢灯C.汞灯D.汞氙
灯
13.光的发射，属于受激发射的器件是（A）.
A.LDB.LEDC.CCDD.PMT14.在光电倍增管中，产生光电效应的是（A）.
A.阴极B.阳极C.倍增极D.玻璃窗
15.像管中（D）的出现和使用，成为了第一代像管出
现的标志性部件。
A.负电子亲和势阴极；B.电子光学系统；C.微通
道板MCP；D.光纤面板
16.半导体结中并不存在（D）.
A.PN结B.PIN结C.肖特基结D.
光电结
17.光通量是辐射通量的（A）倍.
A.683B.1/683C.863D.1/863
18.斯乃尔公式是（A）.
a.222101sinnnncb.212201sinnrmcc.2
22011sinnnncd.202121sinnnnc
19.可产生太赫兹辐射的光源是（D）.
A.氙灯B.CO2激光器C.氦氖激光
器D.飞秒脉冲激光器
20.面阵CCD主要是通过（A）工作.
A.电荷B.电压C.电流D.电阻
二、多项选择题（每题2分，共10分）
1.光电效应有（ABCDE）。
A.光电导效应B.光生伏特效应C.内光电效应D.丹培
效应E.光子牵引效应
2.
面阵CCD种类有（ABC）.
3.线阵CCD的组成包括（ABCDE）.
A.IDB.IGC.ODD.OGE.MOS
4.CCD的种类有（ABCDE）
CCDE.微光CCD
5.依热效应分，热探测器种类有（
A.辐射热计B.辐射
电探测器E.高莱管
三.填空题（每空1分，共10分）
1.光电二极管的PN结工作在反偏状态，它的反向电流会随光照强度的增加而增加。
2.吸收量M与投射的辐射线量E的比率称为吸收系数.
3.斯忒藩----玻耳兹曼定律，某一温度物体总辐出度为
T4.
4.按光波在时间、空间上的相位特征，将光源分为相干和非相干光源.
5.半导体受光照后电流增加的现象，称为光电导效应.
6.S（入）=U（入）/①（入），S（入）称为光电器件的光谱灵敏
度
7.人眼按不同照度下的响应可分为血视觉、底视觉。
四.简答计算题（共40分）
1.什么是热光源？
（5）
答：
物体由于温度较高而向周围温度较低环境发射热量的
形式称为热辐射，这种物体称为热辐射源。
2.简述LED的发光原理。
（10分）
答：
光电二极管在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。
进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光。
3•何谓“白噪声”？
何谓“1/f噪声”？
要降低电阻的热噪声应采用什么措施？
（10）
答：
功率谱大小与频率无关，称为白噪声；功率谱与1/f
成正比，称为1/f噪声。
热噪声功率公式看出，热噪声与温度、频宽、电阻的倒数成正比，因此要降低温度；常温时，工作范围要在1012Hz频率以下。
4.图为一理想运算放大器，对光电二极管2CU2的光电流进
行线性放大，若光电二极管未受光照时，运放输出电压
U0=0.6V。
在E=100lx的光照下，输出电压U1=2.4V。
求：
（1）2CU2的暗电流；
（2）2CU2的电流灵敏度。
（15分）
已知：
U0=0.6V，E=100lx，U1=2.4V求ID和SE
解：
（1）根据运算放大器虚短和虚断原理，由于运算放大器电
阻很大，两输入端的信号差值很小，近似为零，估算2CU2
中电流
则流过R上的电流10近似为流过2CU2的暗电流为ID10
=ID=U0/R=0.6V/1.5MQ=0.4X10-6A=0.4卩A
（2）当受到光照时，2CU2的电流IP=U1/R=2.4/1.5=1.6卩A又IP=SEE
SE=IP/E=1.6卩A/100lx=1.6X10-8（A/lx）
第1、温度变化与自发极化强度有何关系？
答：
晶体的整体温度的微小变化△T产生自发极化强度Ps
的变化可表示为△"Ps=-PAT式中〒为热释电系数矢量，一般有三个分量Pi（i=1.2,3）Pi=dPsi/dT（单位c/川k）在与电热释电晶体的自发极化强度Ps轴垂直的表面内出现
的束缚电荷面密度等于Ps,晶体内部电荷中和束缚电荷的平均时间疋=e/r这里£为晶体的介电常数，r为晶体的电导率，多数热释电晶体疋值在1――1000s之间。
第2、热电势探测器能否测量直流信号？
为什么？
答：
用于人体的热释电探测器，它的工作波长为7――15卩m人体辐射为9卩m,图中被测物体（或人体）所辐射的红外线经过遮光盘的调制产生调制频率为？
的红外光照摄热释电晶体，当？
>1/T时，晶体内自由电荷来不及中和表面束缚电
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