在干簧管的电路中，那么夜间汽车开到大门前，灯光照射光敏电阻时，干簧继电
器接通电动机电路，电动机带动大门打开。置
举例三：天明告知装
）
电子科技大学二零零七 至二零零 八 学年第 一 学期期 末 考
试
光电检测技术 课程考试题 B 卷 （120 分钟） 考试形式：开卷 考试日期 2009 年6 月 12 日
课程成绩构成：平时 20 分， 期中 分， 实验 分， 期末 80 分
一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 合计 一、填空题（每空一分，共15分）
1、入射光在两介质分界面的反射率与（ ）有关。
2、已知本征硅的禁带宽度Eg＝1.2eV，则该半导体材料的本征吸收长波限为（ ）。
3、某一干涉仪的最高频率为20MHz，选用探测器的时间常数应小于（ ）。 4、温度越高，热辐射的波长就（ ）。
5、光电检测是以光信息的变换为基础，它有（ ）和（
）两种基本工作原理。
6、光电探测器的物理效应通常分为（ ）、（ ）、（ ）。 7、光电检测系统主要由（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。 8、光电三极管的增益比光电二极管（ ），但其线性范围比光电二极管（ ）。
二、判断题（每题一分，共１０分）
1、PIN管的频率特性比普通光电二极管好。 （ ） 2、提高载流子平均寿命能同时提高光电导器件的增益及其截止频率。 （ ） 3、有基极引线光电三极管可作为光电二极管和无基极引线光电三极管使用。（ ）
4、对光源进行调制即可消除光源波动及背景光干扰的影响。 （ ） 5、光电二极管阵列中各单元面积减小，则其信号电流和暗电流同比例减小。（ ） 6、阵列器件输出的信号是数字信号。 （ ） 7、光敏电阻受温度影响大，通常工作在低温环境下工作。 （ ）
8、在微弱辐射作用下，光电导材料的光电灵敏度越高。 （ ） 9、光电探测器件输出的信号只有比噪声大时，测量才能进行。 （ ） 10、光电池的频率特性很好。 （ ）
三、简答题（每小题6分，共30分）
1、总结原子自发辐射、受激吸收、受激辐射三个过程的基本特征。
2、半导体激光器和发光二极管在结构上、发光机理和工作特性上有什么不同？ 3、说明为什么本征光电导器件在微弱的辐射作用下，时间显影越长，灵敏度越高。 4、硅光电池的内阻与哪些因素有关?在什么条件下硅光电池的输出功率最大? 5、光电三极管和普通三极管有什么不同？为什么说光电三极管比光电二极管的输出电
流可以大很多倍？
四、论述题（45分）
1、试从工作原理和系统性能两个方面比较直接探测和外差探测技术的应用特点。(10分)
2、写出硅光电二极管的全电流方程，说明各项物理意义。（10分）
3、试问图1-1 (a) 和图1-1(b)分别属哪一种类型偏置电路？为什么？分别写出输出电压U0的表达式。(12分)
(a) (b)
图1-1 光敏电阻偏置电路
3、阐述用差动法检测溶液浓度的工作原理及工作过程。（13分）
武汉理工大学考试试题纸（A卷） 课程名称光电技术专业班级光信科0501~0503 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 题分 15 15 10 10 10 15 15 10 100 备注：学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题) 一、 名词解释(每小题3分，总共15分)
1.坎德拉(Candela,cd) 2.外光电效应 3.量子效率 4. 象增强管 5. 本征光电导效应
二、 填空题(每小题3分，总共15分) 1.
光
电
信
息
变
换
的
基
本
形
式 、 、 、
、 、 。
2.光电倍增管是一种真空光电器件，它主要由 、 、 、 和 组成。
3. 发光二极管(LED)是一种注入电致发光器件，他由P型和N型半导体组合
而
成
。
其
发
光
机
理
可
以
分
为
和 。
4. 产生激光的三个必要条件是 。 5. 已知本征硅的禁带宽度为Eg，要使该材料有光电子产生，其入射光波的最大波长为 。
三、如图1所示的电路中，已知Rb=820Ω,Re=3.3KΩ,UW=4V，光敏电阻为Rp,当光照度为40lx时，输出电压为6V，80lx是为9V。设光敏电阻在30~100之间的γ值不变。 试求：(1) 输出电压为8V时的照度；
VDW 图1 Rb Ubb=12V Rp Uo Re （2）若Re增加到6 KΩ，输出电压仍然为8V，求此时的照度； (3) 输出电压为8V时的电压灵敏度。
四、
如果硅光电池的负载为RL。(10分)
(1)、画出其等效电路图；
(2)、写出流过负载的电流方程及开路电压和短路电流； (3)、标出等效电路图中电流方向。
五、 简述PIN光电二极管的工作原理。为什么PIN管比普通光电二极管好？ (10分)
六、 1200V负高压供电，具有11级倍增的光电倍增管，若倍增管的阴极灵敏度SK为20uA/lm，阴极入射光的照度为0.1Lx，阴极有效面积为2cm2，各倍增极二次发射系数均相等(??4)，光电子的收集率为?0?0.98，各倍增极的电子收集率为??0.95。(提示增益可以表示为G??0(??)N) (15分) (1) 计算光电倍增管的放大倍数和阳极电流。
(2) 设计前置放大电路，使输出的信号电压为200mV，求放大器的有关参数，
并画出原理图。
七、 简述CCD的两种基本类型，画出用线阵CCD测量微小物体(小于100微米)原理简图，并分析测量原理。(15分)
八、 一InGaAs APD 管在倍增因子M=1，入射波长为1550nm时的量子效率?
＝60％，加偏置电压工作时的倍增因子M=12。(10分) 1. 如果入射功率为20nW，APD管的光电流为多少？ 2. 倍增因子为12时，APD管的光谱响应度为多少？
光电技术 A卷参考答案
一、 名词解释
1. 坎德拉(Candela,cd)：发光频率为540×10Hz的单色辐射，在
给定方向上的辐射强度为1/683Wsr-1时，在该方向上的发光强度为1cd。
2. 外光电效应：当光照射某种物质时，若入射的光子能量
hv足够
大，它和物质中的电子相互作用，致使电子逸出物质表面，这种现象称为光电发射效应，又称外光电效应。
3. 量子效率：一定波长的光子入射到光电阴极时，该阴极所发射
的光电子数与入射的光子数之比值。
4. 象增强管：把微弱的辐射图像增强到可使人直接观察的真空光
电成像器件。
5. 本征光电导效应：本征半导体价带中的电子吸收光子能量跃入
导带，产生本征吸收，导带中产生光生自由电子，价带中产生光生自由空穴，使得材料的电导率发生变化的现象。 二、 填空题
1. 信息载荷于光源的方式 信息载荷于透明体的方式、信息载荷于
反射光的方式、信息载荷于遮挡光的方式、信息载荷于光学量化器的方式和光通信方式的信息变换。
2. 光入射窗、光电阴极、电子光学系统、倍增极和阳极。 3. PN
结注入发光，异质结注入发光。
4、 5、
四、根据图示为恒流偏置电路，流过稳压管的电流