光電子技術(shù)題庫(kù)完整

1、選擇題1.光通量的單位是（B）.A.坎德拉B.流明C.熙提D.勒克斯2.輻射通量©e的單位是（:B）A焦耳(J)B瓦特(W)C每球面度（W/Sr）D坎德拉（cd）3.發(fā)光強(qiáng)度的單位是（A）.A.坎德拉B.流明C.熙提D.勒克斯4.光照度的單位是（D）.A.坎德拉B.流明C.熙提D.勒克斯5. 激光器的構(gòu)成一般由（A）組成A.激勵(lì)能源、諧振腔和工作物質(zhì)B.固體激光器、液體激光器和氣體激光器C.半導(dǎo)體材料、金屬半導(dǎo)體材料和PN結(jié)材料D.電子、載流子和光子6. 硅光二極管在適當(dāng)偏置時(shí)，其光電流與入射輻射通量有良好的線性關(guān)系，且動(dòng)態(tài)圍較大。適當(dāng)偏置是（D）A恒流B自偏置C零伏偏置D反向偏置7

2、.2009年10月6日授予華人高錕諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，提到光纖以SiO2為材料的主要是由于（A）A.傳輸損耗低B.可實(shí)現(xiàn)任何光傳輸C.不出現(xiàn)瑞利散射D.空間相干性好8. 下列哪個(gè)不屬于激光調(diào)制器的是（D）A.電光調(diào)制器B.聲光調(diào)制器C.磁光調(diào)制器D.壓光調(diào)制器9. 電光晶體的非線性電光效應(yīng)主要與（C）有關(guān)A.加電場(chǎng)B.激光波長(zhǎng)C.晶體性質(zhì)D.晶體折射率變化量10. 激光調(diào)制按其調(diào)制的性質(zhì)有（C）A.連續(xù)調(diào)制B.脈沖調(diào)制11. 不屬于光電探測(cè)器的是（D）A.光電導(dǎo)探測(cè)器B.光伏探測(cè)器12. CCD攝像器件的信息是靠（BA.載流子B.電荷13.LCD顯示器，可以分為（ABCDA.TN型B.STN型C.

3、相位調(diào)制D.光伏調(diào)制C.光磁電探測(cè)器D.熱電探測(cè)元件）存儲(chǔ)C.電子）C.TFT型D.聲子D.DSTN型14. 摻雜型探測(cè)器是由（D）之間的電子-空穴對(duì)符合產(chǎn)生的，激勵(lì)過程是使半導(dǎo)體中的載流子從平衡狀態(tài)激發(fā)到非平衡狀態(tài)的激發(fā)態(tài)。D.能帶A.禁帶B.分子C.粒子15. 激光具有的優(yōu)點(diǎn)為相干性好、亮度高及（B）A色性好B單色性好C吸收性強(qiáng)D吸收性弱16.紅外輻射的波長(zhǎng)為（D）.D770-1000nmA100-280nmB380-440nmC640-770nm17.可見光的波長(zhǎng)圍為(C).A200300nmB300380nmC380780nmD7801500nm18. 一只白熾燈，假設(shè)各向發(fā)光均勻，懸

4、掛在離地面1.5m的高處，用照度計(jì)測(cè)得正下方地面的照度為301x，該燈的光通量為(A).A.848lxB.212lxC.424lxD.106lx19. 下列不屬于氣體放電光源的是(D).A.汞燈B.氙燈C.鉈燈D.鹵鎢燈20. LCD是(A)A.液晶顯示器B.光電二極管C.電荷耦合器件D.硅基液晶顯示器21.25mm的視像管，靶面的有效高度約為10mm,若可分辨的最多電視行數(shù)為400，則相當(dāng)于(A)線對(duì)/mm.A.16B.25C.20D.1822. 光電轉(zhuǎn)換定律中的光電流與(B).A溫度成正比B光功率成正比C暗電流成正比D光子的能量成正比23. 發(fā)生拉曼納斯衍射必須滿足的條件是(A)A超聲波頻

5、率低，光波平行聲波面入射，聲光作用長(zhǎng)度短B超聲波頻率高，光波平行聲波面入射，聲光作用長(zhǎng)度短C超聲波頻率低，光波平行聲波面入射，聲光作用長(zhǎng)度長(zhǎng)D超聲波頻率低，光束與聲波面間以一定角度入射，聲光作用長(zhǎng)度短24. 光束調(diào)制中，下面不屬于外調(diào)制的是(C)A聲光調(diào)制B電光波導(dǎo)調(diào)制C半導(dǎo)體光源調(diào)制D電光強(qiáng)度調(diào)制25. 激光具有的優(yōu)點(diǎn)為相干性好、亮度高及(B)A多色性好B單色性好C吸收性強(qiáng)D吸收性弱26. 能發(fā)生光電導(dǎo)效應(yīng)的半導(dǎo)體是(C)A本征型和激子型B本征型和晶格型C本征型和雜質(zhì)型D本征型和自由載流子型27. 電荷耦合器件分(A)A線陣CCD和面陣CCDB線陣CCD和點(diǎn)陣CCDC面陣CCD和體陣CCDD

6、體陣CCD和點(diǎn)陣CCD28. 電荷耦合器件的工作過程主要是信號(hào)的產(chǎn)生、存儲(chǔ)、傳輸和(C)A計(jì)算B顯示C檢測(cè)D輸出29. 光電探測(cè)器的性能參數(shù)不包括(D)A光譜特性B光照特性C光電特性DP-I特性30. 光敏電阻與其他半導(dǎo)體電器件相比不具有的特點(diǎn)是(B)A.光譜響應(yīng)圍廣B.閾值電流低C.工作電流大D.靈敏度高31. 關(guān)于LD與LED下列敘述正確的是(C)A.LD和LED都有閾值電流B.LD調(diào)制頻率遠(yuǎn)低于LEDC.LD發(fā)光基于自發(fā)輻射D.LED可發(fā)出相干光32光敏電阻的光電特性由光電轉(zhuǎn)換因子描述，在強(qiáng)輻射作用下(A)A.Y=0.5B.Y=1C.Y=1.5D.Y=233.硅光二極管主要適用于DA紫外

7、光及紅外光譜區(qū)B可見光及紫外光譜區(qū)C可見光區(qū)D可見光及紅外光譜區(qū)34硅光二極管主要適用于DA紫外光及紅外光譜區(qū)B可見光及紫外光譜區(qū)C可見光區(qū)D可見光及紅外光譜區(qū)35. 光視效能K為最大值時(shí)的波長(zhǎng)是（A）A555nmB.666nmC777nmD.888nm36. 對(duì)于P型半導(dǎo)體來說，以下說確的是（D）A電子為多子B空穴為少子C能帶圖中施主能級(jí)靠近于導(dǎo)帶底D能帶圖中受主能級(jí)靠近于價(jià)帶頂37. 下列光電器件，哪種器件正常工作時(shí)需加100-200V的高反壓（C）ASi光電二極管BPIN光電二極管C雪崩光電二極管D光電三極管38. 對(duì)于光敏電阻，下列說法不正確的是：（D）A弱光照下，光電流與照度之間具有

8、良好的線性關(guān)系B光敏面作成蛇形，有利于提高靈敏度C光敏電阻具有前歷效應(yīng)D光敏電阻光譜特性的峰值波長(zhǎng)，低溫時(shí)向短波方向移動(dòng)39. 在直接探測(cè)系統(tǒng)中，（B）A探測(cè)器能響應(yīng)光波的波動(dòng)性質(zhì)，輸出的電信號(hào)間接表征光波的振幅、頻率和相位B探測(cè)器只響應(yīng)入射其上的平均光功率C具有空間濾波能力D具有光譜濾波能力40. 對(duì)于激光二極管（LD）和發(fā)光二極管（LED）來說，下列說確的是（D）ALD只能連續(xù)發(fā)光BLED的單色性比LD要好CLD部可沒有諧振腔DLED輻射光的波長(zhǎng)決定于材料的禁帶寬41. 對(duì)于N型半導(dǎo)體來說，以下說確的是（A）A費(fèi)米能級(jí)靠近導(dǎo)帶底B空穴為多子C電子為少子D費(fèi)米能級(jí)靠近靠近于價(jià)帶頂42. 依據(jù)

9、光電器件伏安特性，下列哪些器件不能視為恒流源:（D）A光電二極管B光電三極管C光電倍增管D光電池43. 硅光二極管在適當(dāng)偏置時(shí)，其光電流與入射輻射通量有良好的線性關(guān)系，且動(dòng)態(tài)圍較大。適當(dāng)偏置是（D）A恒流B自偏置C零伏偏置D反向偏置44. 有關(guān)熱電探測(cè)器，下面的說法哪項(xiàng)是不正確的（C）A光譜響應(yīng)圍從紫外到紅外幾乎都有相同的響應(yīng)B響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí)C器件吸收光子的能量，使其中的非傳導(dǎo)電子變?yōu)閭鲗?dǎo)電子D各種波長(zhǎng)的輻射對(duì)于器件的響應(yīng)都有貢獻(xiàn)45. 為了提高測(cè)輻射熱計(jì)的電壓響應(yīng)率，下列方法中不正確的是（D）A將輻射熱計(jì)制冷B使靈敏面表面黑化C將輻射熱計(jì)封裝在一個(gè)真空的外殼里D采用較粗的信號(hào)導(dǎo)線46. 光

10、譜光視效率V（505nm）=0.40730,波長(zhǎng)為505nm、1mW的輻射光，其光通量為A683lmB0.683lmC278.2lmD0.2782lm（D）47. 下列探測(cè)器的光電響應(yīng)時(shí)間，由少數(shù)載流子的壽命決定：（A）A線性光電導(dǎo)探測(cè)器B光電二極管C光電倍增管D熱電偶和熱電堆48. 給光電探測(cè)器加合適的偏置電路，下列說法不正確的是（A）A可以擴(kuò)大探測(cè)器光譜響應(yīng)圍B可以提高探測(cè)器靈敏度C可以降低探測(cè)器噪聲D可以提高探測(cè)器響應(yīng)速度49. 下列光源中哪一種光源，可作為光電探測(cè)器在可見光區(qū)的積分靈敏度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)光源：（C）A氘燈B低壓汞燈C色溫2856K的白熾燈D色溫500K的黑體輻射器50.克爾效應(yīng)

11、屬于（A）A電光效應(yīng)B磁光效應(yīng)C聲光效應(yīng)D以上都不是51. 海水可以視為灰體。300K的海水與同溫度的黑體比較（A）A峰值輻射波長(zhǎng)相同B發(fā)射率相同C發(fā)射率隨波長(zhǎng)變化D都不能確定52. 下列探測(cè)器最適合于作為光度量測(cè)量的探測(cè)器（C）A熱電偶B紅外光電二極管C2CR113藍(lán)硅光電池D雜質(zhì)光電導(dǎo)探測(cè)器第一章填空I. 以黑體作為標(biāo)準(zhǔn)光源，其他熱輻射光源發(fā)射光的顏色如果與黑體在某一溫度下的輻射光的顏色相同，則黑體的這一溫度稱為該熱輻射光源的色溫。2低壓鈉燈的單色性較妊，常用作單色光源。3激光器一般是由工作物質(zhì)、諧振腔和泵浦源組成的。4. 氣體激光器的工作物質(zhì)是氣體或金屬蒸汽。5. 半導(dǎo)體激光器亦稱激光二

12、極管。6. 光纖激光器的工作物質(zhì)主要是稀土參雜的光纖。7. 切能產(chǎn)生光輻射的輻射源稱為光源。8. 單位時(shí)間通過某截面的所有波長(zhǎng)的總電磁輻射能又稱輻射功率，單位W9以輻射的形式發(fā)射、傳播或接收的能量，單位為J。10按入眼的感覺強(qiáng)度進(jìn)行度量的輻射能大小稱為光能。II. 單位時(shí)間通過某截面的所有光波長(zhǎng)的光能成為光通量。12發(fā)光強(qiáng)度單位為坎德拉。13. 光照度單位lx。14. 熱輻射光源是使發(fā)光物體升溫到足夠高而發(fā)光的光源。15. LD的發(fā)光光譜主要是由激光器的縱模決定。16半導(dǎo)體激光器的重要特點(diǎn)就是它具有直接調(diào)制的能力，從而使它在光通信中得到了廣泛的應(yīng)用。三簡(jiǎn)答1. 可見光的波長(zhǎng)、頻率和光子的能量圍

13、分別是多少？波長(zhǎng)：380780nm400760nm頻率：385T790THz400T750THz能量：1.63.2eV2. 發(fā)光二極管的優(yōu)點(diǎn)？效率高、光色純、能耗小、壽命長(zhǎng)、可靠耐用、應(yīng)用靈活、綠色環(huán)保。3. 氣體放電光源的特點(diǎn)？效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、壽命長(zhǎng)、輻射光譜可選擇4. 半導(dǎo)體激光器特點(diǎn)？體積小、重量輕、易調(diào)制、功效低、波長(zhǎng)覆蓋廣、能量轉(zhuǎn)換效率高。5. 光體放點(diǎn)的發(fā)光機(jī)制？氣體在電場(chǎng)作用下激勵(lì)出電子和離子，成為導(dǎo)電體。離子向陰極、電子向陽極運(yùn)動(dòng)，從電場(chǎng)中得到能量，它們與氣體原子或分子碰撞時(shí)會(huì)激勵(lì)出新的電子離子，也會(huì)使氣體原子受激，層電子躍遷到高能級(jí)。受激電子返回基態(tài)時(shí)，就輻射出光子來。6.

14、 激光的特點(diǎn)？激光的高亮度、高方向性、高單色性和高度時(shí)間空間相干性是前述一般光源所望塵莫及的，它為光電子技術(shù)提供了極好的光源。7. 量子井LD的特性？閾值電流很低、譜線寬度窄，改善了頻率Chirp、調(diào)制速率高、溫度特性好8. 超高亮度彩色LED的應(yīng)用？LED顯示屏、交通信號(hào)燈、景觀照明、手機(jī)應(yīng)用、LED顯示屏的背光源。9. 激光測(cè)距的優(yōu)點(diǎn)？（1）測(cè)距精度高（2）體積小、重量輕（3）分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)10. 激光雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)？（1）激光高度的方向性，使光束發(fā)散角很小、分辨能力大大提高。（2）抗干擾能力強(qiáng)（3）體積小質(zhì)量輕11. 簡(jiǎn)要描述一下黑體光譜輻射出射度與波長(zhǎng)和溫度的關(guān)系？（1）對(duì)應(yīng)任一溫

15、度單色輻射出射度隨波長(zhǎng)連續(xù)變化，且只有一個(gè)峰值，對(duì)應(yīng)不同溫度的曲線不相交。（2）單色輻射出射度和輻射出射度均隨溫度升高而增大。（3）單色輻射出射度和峰值隨溫度升高而短波方向移動(dòng)。四；計(jì)算1. 一只白熾燈，假設(shè)各向發(fā)光均勻，懸掛在離地面1.5m的高處，用照度計(jì)測(cè)得正下方地面的照度為301x，求出該燈的光通量。O=L*4nR2=30*4*3.14*1.5人2=848.231x第二章1、光輻射的調(diào)制使用數(shù)字或模擬信號(hào)改變光波波形的_幅度、頻率或相位的過程。2、光輻射的調(diào)制有機(jī)械調(diào)制、電光調(diào)制、聲光調(diào)制、磁光調(diào)制。3、加載信號(hào)是在激光震蕩過程中進(jìn)行的，以調(diào)制信號(hào)改變激光震蕩參數(shù)，從而改變激光器輸出特性

16、實(shí)現(xiàn)的調(diào)制叫調(diào)制。4、外調(diào)制是激光形成以后，在光路中放置調(diào)制器用調(diào)制信號(hào)改變調(diào)制器的收放性能，當(dāng)激光用過調(diào)制器，是某參量受到調(diào)制。5、光束掃描技術(shù)包括機(jī)械掃描、電光掃描、電光數(shù)字式掃描、聲光掃描。6、什么是光輻射的調(diào)制？有哪些調(diào)制的方法？它們有什么特點(diǎn)和應(yīng)用？光輻射的調(diào)制是用數(shù)字或模擬信號(hào)改變光波波形的幅度、頻率或相位的過程。光輻射的調(diào)制方法有調(diào)制和外調(diào)制。調(diào)制：直接調(diào)制技術(shù)具有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。但存在波長(zhǎng)（頻率）的抖動(dòng)。LD、LED外調(diào)制：調(diào)制系統(tǒng)比較復(fù)雜、消光比高、插損較大、驅(qū)動(dòng)電壓較高、難以與光源集成、偏振敏感、損耗大、而且造價(jià)也高。但譜線寬度窄。機(jī)械調(diào)制、電光調(diào)制、聲光調(diào)制、

17、磁光調(diào)制7、說明利用法拉第電磁旋光效應(yīng)進(jìn)行磁光強(qiáng)度調(diào)制的原理。磁場(chǎng)使晶體產(chǎn)生光各向異性，稱為磁光效應(yīng)。法拉第效應(yīng)：光波通過磁光介質(zhì)、平行于磁場(chǎng)方向傳播時(shí)，線偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。電路磁場(chǎng)方向在YIG棒軸向，控制高頻線圈電流，改變軸向信號(hào)磁場(chǎng)強(qiáng)度，就可控制光的振動(dòng)面的旋轉(zhuǎn)角，使通過的光振幅隨角的變化而變化，從而實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)調(diào)制。8. 什么是調(diào)制？加載信號(hào)是在激光振蕩過程中進(jìn)行的，以調(diào)制的信號(hào)改變激光振蕩參數(shù)從而改變激光器輸出德行實(shí)現(xiàn)調(diào)制。9. 什么是外調(diào)制？激光形成以后，在光路放置調(diào)制器，用調(diào)制信號(hào)改變調(diào)制器的物理性能，當(dāng)激光通過外調(diào)制器將使某參量受到調(diào)制。9.半導(dǎo)體光源編碼的優(yōu)點(diǎn)？（1）因

18、為數(shù)字光信號(hào)在信道上傳輸，引進(jìn)的噪聲和失真，可采用間接中繼器的方法去掉，故抗干擾能力強(qiáng)。（2）對(duì)數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的線性要求不高可充分利用光源的發(fā)光功率。（3）數(shù)字光通信設(shè)備便于和脈沖編碼中斷、脈沖編碼彩電終端、計(jì)算機(jī)終端相連接，從而組成即能傳輸，又能傳輸計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的多媒體綜合通信系統(tǒng)。第三章一、填空1光探測(cè)器的物理效應(yīng)主要是光熱效應(yīng)和光電效應(yīng)。2. 光電效應(yīng)分為光電導(dǎo)效應(yīng)、光伏效應(yīng)、光電，發(fā)射效應(yīng)。3. 微光機(jī)電系統(tǒng)的特點(diǎn)，是功能系統(tǒng)的微型化、集成化、智能化。4光電池的基本特性有光照特性、伏安特性、光譜特性、頻率特性、溫度特性。5. 光探測(cè)器是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的關(guān)鍵器件。6. 光電效應(yīng)分為

19、光電導(dǎo)效應(yīng)、光伏效應(yīng)、光申】發(fā)射效應(yīng)。7. 光探測(cè)器的固有噪聲主要有：熱噪聲、1/f噪聲、溫度噪聲、產(chǎn)牛-復(fù)合噪聲、散粒噪聲。8光電三極管的基本特性有光照特性、伏安特性、溫度特性、頻率特性。9光熱探測(cè)器有熱敏電阻和熱釋電探測(cè)器。10.光電探測(cè)器有光電導(dǎo)器件、結(jié)型光電器件、光電發(fā)射器件二、簡(jiǎn)答1、什么是光電器件的光譜特性？答：光電器件對(duì)功率相同而波長(zhǎng)不同的入射光的響應(yīng)不同，即產(chǎn)牛的光電流不同。光電流或輸出電壓與入射光波長(zhǎng)的關(guān)系稱為光譜特性。2、何謂“白噪聲”？何謂“1/f噪聲”？要降低電阻的熱噪聲應(yīng)采取什么措施？答：功率譜大小與頻率無關(guān)的噪聲，稱白噪聲。功率譜與f成反比，稱1/f噪聲。措施：1.

20、盡量選擇通帶寬度小的電阻2.盡量選擇電阻值小的電阻3.降低電阻周圍環(huán)境的溫度3、應(yīng)怎樣理解熱釋電效應(yīng)？熱釋電探測(cè)器為什么只能探測(cè)調(diào)制輻射？答：熱電晶體的自發(fā)極化矢量隨溫度變化，從而使入射光可引起電容器電容改變的現(xiàn)象成為熱釋電效應(yīng)。由于熱釋電信號(hào)正比于器件的溫升隨時(shí)間的變化率，因此它只能探測(cè)調(diào)制輻射。4、光探測(cè)器的光熱效應(yīng)是什么？答：當(dāng)光照射到理想的黑色吸收體上時(shí)，黑體將吸收所有波長(zhǎng)的全部光能量，并轉(zhuǎn)換為為熱能，稱為光熱效應(yīng)。5、什么是光電導(dǎo)效應(yīng)？答：當(dāng)半導(dǎo)體材料受光照時(shí)，由于對(duì)光子的吸收引起載流子濃度的變化，因而導(dǎo)致材料的電導(dǎo)率發(fā)牛變化，這種現(xiàn)象稱為光電導(dǎo)效應(yīng)。6、什么是光電發(fā)射效應(yīng)？答：某些

21、金屬或半導(dǎo)體受到光照時(shí)，若入射的光子能量足夠大，則它與物質(zhì)中的電子相互作用，致使電子逸出電子表面，這種現(xiàn)象稱為光電發(fā)射效應(yīng)。7、光探測(cè)器的性能參數(shù)有哪些？答：光電特性和光照特性、光譜特性、等效噪聲功率和探測(cè)率、響應(yīng)時(shí)間與頻率特性。8、光敏電阻的主要特性有哪些？答：光電特性、光譜特性、頻率特性、伏安特性、溫度特性、前歷效應(yīng)、噪聲9、光敏電阻與其他半導(dǎo)體光器件相比，有哪些特點(diǎn)？答：光譜響應(yīng)圍寬；工作電流大；所測(cè)光強(qiáng)圍寬；靈敏度高；偏置電壓低，無極性之分10、熱電探測(cè)器與光電探測(cè)器相比較，在原理上有何區(qū)別？答：光電探測(cè)器的工作原理是將光輻射的作用視為所含光子與物質(zhì)部電子的直接作用，而熱電探測(cè)器是在光

22、輻射作用下，首先使接收物質(zhì)升溫，由于溫度的變化而造成接受物質(zhì)的電學(xué)特性變化。光電探測(cè)器響應(yīng)較快，噪聲??；而熱電探測(cè)器的光譜響應(yīng)與波長(zhǎng)無關(guān)，可以在室溫下工作。11、為什么結(jié)型光電器件在正向偏置時(shí)沒有明顯的光電效應(yīng)？結(jié)型光電器件必須工作在哪種偏置狀態(tài)?答：因?yàn)閜-n結(jié)在外加正向偏壓時(shí)，即使沒有光照，電流也隨著電壓指數(shù)級(jí)在增加，所以有光照時(shí)，光電效應(yīng)不明顯。p-n結(jié)必須在反向偏壓的狀態(tài)下，有明顯的光電效應(yīng)產(chǎn)生，這是因?yàn)閜-n結(jié)在反偏電壓下產(chǎn)生的電流要飽和，所以光照增加時(shí)，得到的光生電流就會(huì)明顯增加。12、什么是光電效應(yīng)和光熱效應(yīng)？答：當(dāng)光電器件上的電壓一定時(shí)，光電流與入射于光電器件上的光通量的關(guān)系I

23、=F()稱為光電特性，光電流與光電器件上光照度的關(guān)系I=F(L)稱為光照特性。第四章4.1簡(jiǎn)述PbO視像管的基本結(jié)構(gòu)和工作過程。答：慕本結(jié)構(gòu)為光電耙和電子槍*基木功能：光電變換、光電信號(hào)存餚、掃描輸出。（1）光電靶的側(cè)為光敏層°由二層很薄的半導(dǎo)體tJ料組成匸PbO靶具PIN光電:極管的結(jié)構(gòu)口可U完成內(nèi)光電效應(yīng)"（2）工作時(shí)，光電二極管結(jié)構(gòu)處于反向偏壓狀態(tài)口圖像使得光電耙上各點(diǎn)照度不冋、在光電二極管內(nèi)產(chǎn)主不同數(shù)迂的電子空穴對(duì)。在反向電場(chǎng)的作用下到達(dá)靶的兩側(cè)，便得耙打捋而上的電位丹向，形成與圖像明暗對(duì)應(yīng)的正點(diǎn)位圖像，這就足圖像的存儲(chǔ)。（3）圖像信乃的知描輸山右電子槍發(fā)射擔(dān)描電了

24、束*完成.像索（比電二扱管結(jié)構(gòu)的光電流由P到兒流過負(fù)裁，產(chǎn)生負(fù)扱性圖像電壓信號(hào)信號(hào)閱讀人同吋擁描電子束便P層后描而降壬陰極電位<閹像信號(hào)擦出人光學(xué)圖像投射到光電陰極上，產(chǎn)生相應(yīng)的光電子發(fā)射，在加速電場(chǎng)和聚焦線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)共同作用下打到靶上，在靶的掃描面形成與圖像對(duì)應(yīng)的電位分布最后，通過電子束掃描把電位圖像讀出，形成視頻信號(hào)，4.2攝像器件的參量一一極限分辨率、調(diào)制傳遞函數(shù)和惰性是如何定義的？分辨率表示能夠分辨圖像中明暗細(xì)節(jié)的能力。極限分辨率和調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）極限分辨率：人眼能分辨的最細(xì)條數(shù)。用在圖像（光柵）圍所能分辨的等寬度黑白線條數(shù)表示。也用線對(duì)/mm表示。MTF：能客觀地表示

25、器件對(duì)不同空間頻率目標(biāo)的傳遞能力。A調(diào)制度皿maxminA）調(diào)制傳遞函數(shù)MTF:MTF100%M.惰性：指輸出信號(hào)的變化相對(duì)于光照度的變化有一定的滯后。原因：靶面光電導(dǎo)弛過程和電容電荷釋放惰性。4.3以雙列兩相表面溝道CCD為例，簡(jiǎn)述CCD電荷產(chǎn)生、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)移、輸出的基本原理。以表面溝道CCD為例，簡(jiǎn)述CCD電荷存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)移、輸出的基本原理。CCD的輸出信號(hào)有什么特點(diǎn)？答：構(gòu)成CCD的基本單元是MOS（金屬-氧化物-半導(dǎo)體）電容器。正如其它電容器一樣，MOS電容器能夠存儲(chǔ)電荷。如果MOS結(jié)構(gòu)中的半導(dǎo)體是P型硅，當(dāng)在金屬電極（稱為柵）上加一個(gè)正的階梯電壓時(shí)（襯底接地），Si-Si02界面處的電勢(shì)（

26、稱為表面勢(shì)或界面勢(shì)）發(fā)生相應(yīng)變化，附近的P型硅中多數(shù)載流子一一空穴被排斥，形成所謂耗盡層，如果柵電壓VG超過MOS晶體管的開啟電壓，則在Si-SiO2界面處形成深度耗盡狀態(tài)，由于電子在那里的勢(shì)能較低，我們可以形象化地說：半導(dǎo)體表面形成了電子的勢(shì)阱，可以用來存儲(chǔ)電子。當(dāng)表面存在勢(shì)阱時(shí)，如果有信號(hào)電子（電荷）來到勢(shì)阱及其鄰近，它們便可以聚集在表面。隨著電子來到勢(shì)阱中，表面勢(shì)將降低，耗盡層將減薄，我們把這個(gè)過程描述為電子逐漸填充勢(shì)阱。勢(shì)阱中能夠容納多少個(gè)電子，取決于勢(shì)阱的“深淺”，即表面勢(shì)的大小，而表面勢(shì)又隨柵電壓變化，柵電壓越大，勢(shì)阱越深。如果沒有外來的信號(hào)電荷。耗盡層及其鄰近區(qū)域在一定溫度下產(chǎn)生

27、的電子將逐漸填滿勢(shì)阱，這種熱產(chǎn)生的少數(shù)載流子電流叫作暗電流，以有別于光照下產(chǎn)生的載流子。因此，電荷耦合器件必須工作在瞬態(tài)和深度耗盡狀態(tài)，才能存儲(chǔ)電荷。以典型的三相CCD為例說明CCD電荷轉(zhuǎn)移的基本原理。三相CCD是由每三個(gè)柵為一組的間隔緊密的MOS結(jié)構(gòu)組成的陣列。每相隔兩個(gè)柵的柵電極連接到同一驅(qū)動(dòng)信號(hào)上，亦稱時(shí)鐘脈沖。三相時(shí)鐘脈沖的波形如下圖所示。在tl時(shí)刻，©1高電位，©2、©3低電位。此時(shí)©1電極下的表面勢(shì)最大，勢(shì)阱最深。假設(shè)此時(shí)已有信號(hào)電荷（電子）注入，貝y電荷就被存儲(chǔ)在©1電極下的勢(shì)阱中。t2時(shí)刻，©1、©2為高電位

28、，©3為低電位，則©1、©2下的兩個(gè)勢(shì)阱的空阱深度相同，但因©1下面存儲(chǔ)有電荷，貝©1勢(shì)阱的實(shí)際深度比©2電極下面的勢(shì)阱淺，©1下面的電荷將向©2下轉(zhuǎn)移，直到兩個(gè)勢(shì)阱中具有同樣多的電荷。t3時(shí)刻，©2仍為高電位，©3仍為低電位，而©1由高到低轉(zhuǎn)變。此時(shí)©1下的勢(shì)阱逐漸變淺，使©1下的剩余電荷繼續(xù)向©2下的勢(shì)阱中轉(zhuǎn)移。t4時(shí)刻，©2為高電位，©1、©3為低電位，©2下面的勢(shì)阱最深，信號(hào)電荷都被轉(zhuǎn)移到©2下面的

29、勢(shì)阱中，這與t1時(shí)刻的情況相似，但電荷包向右移動(dòng)了一個(gè)電極的位置。當(dāng)經(jīng)過一個(gè)時(shí)鐘周期T后，電荷包將向右轉(zhuǎn)移三個(gè)電極位置，即一個(gè)柵周期（也稱一位）。因此，時(shí)鐘的周期變化，就可使CCD中的電荷包在電極下被轉(zhuǎn)移到輸出端，其工作過程從效果上看類似于數(shù)字電路中的移位寄存器。電荷輸出結(jié)構(gòu)有多種形式，如“電流輸出”結(jié)構(gòu)、“浮置擴(kuò)散輸出”結(jié)構(gòu)及“浮置柵輸出”結(jié)構(gòu)。其中“浮置擴(kuò)散輸出”結(jié)構(gòu)應(yīng)用最廣泛,。輸出結(jié)構(gòu)包括輸出柵0G、浮置擴(kuò)散區(qū)FD、復(fù)位柵R、復(fù)位漏RD以及輸出場(chǎng)效應(yīng)管T等。所謂“浮置擴(kuò)散”是指在P型硅襯底表面用V族雜質(zhì)擴(kuò)散形成小塊的n+區(qū)域，當(dāng)擴(kuò)散區(qū)不被偏置，即處于浮置狀態(tài)工作時(shí)，稱作浮置擴(kuò)散區(qū)”。電

30、荷包的輸出過程如下：VOG為一定值的正電壓，在0G電極下形成耗盡層，使©3與FD之間建立導(dǎo)電溝道。在©3為高電位期間，電荷包存儲(chǔ)在©3電極下面。隨后復(fù)位柵R加正復(fù)位脈沖©R,使FD區(qū)與RD區(qū)溝通，因VRD為正十幾伏的直流偏置電壓，則FD區(qū)的電荷被RD區(qū)抽走。復(fù)位正脈沖過去后FD區(qū)與RD區(qū)呈夾斷狀態(tài)，F(xiàn)D區(qū)具有一定的浮置電位。之后，©3轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娢唬?#169;3下面的電荷包通過0G下的溝道轉(zhuǎn)移到FD區(qū)。此時(shí)FD區(qū)（即A點(diǎn)）的電位變化量為：AV=QfdAC式中，QFD是信號(hào)電荷包的大小，C是與FD區(qū)有關(guān)的總電容（包括輸出管T的輸入電容、分布電容等

31、）。1t4It5CCD輸出信號(hào)的特點(diǎn)是：信號(hào)電壓是在浮置電平基礎(chǔ)上的負(fù)電壓；每個(gè)電荷包的輸出占有一定的時(shí)間長(zhǎng)度T。在輸出信號(hào)中疊加有復(fù)位期間的高電平脈沖。據(jù)此特點(diǎn)，對(duì)CCD的輸出信號(hào)進(jìn)行處理時(shí)，較多地采用了取樣技術(shù)，以去除浮置電平、復(fù)位高脈沖及抑制噪聲。4.4CCD驅(qū)動(dòng)脈沖工作頻率的上、下限受哪些條件限制，應(yīng)該如何估算？因CXD工作在養(yǎng)犍志，竝工作靈序有下喂，屜夕子壽外務(wù)J轉(zhuǎn)移所灣時(shí)呵站時(shí)鐘周期CCP)j&T,對(duì)于三丄一丄,丄353r.gCCD電極喲一走隹康，電卷轉(zhuǎn)移鬻奠'一走對(duì)冋，如之2D存應(yīng)界面懸，故工作頻率疽上限，對(duì)于諭苗：晶轉(zhuǎn)槽所需時(shí)赳J附4+周期fCPJyfrT,對(duì)孑

32、三相CCD驚磯：T1r,=<弓仏肚對(duì)于后堵：要求界面志停獲載沆孑的對(duì)f1間耳小于T/3”和："23t71.!f4.5雙列兩相CCD驅(qū)動(dòng)脈沖©1、©2、SH、RS起什么作用？它們之間的位相關(guān)系如何？為什么？e1、“2：驅(qū)動(dòng)脈沖1、驅(qū)動(dòng)脈沖2,將模擬寄存器中的信號(hào)電荷定向轉(zhuǎn)移到輸出端形成序列脈沖輸出。SH：轉(zhuǎn)移柵控制光生電荷向CCDA或CCDB轉(zhuǎn)移。RS：復(fù)位脈沖，使復(fù)位場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，將剩余信號(hào)電荷卸放掉，以保證新的信號(hào)電荷接收。門1門1仃門1口4.6.某雙列兩相2048像元線陣CCD,其轉(zhuǎn)移損失率£為10-5，試計(jì)算其電荷轉(zhuǎn)移效率耳和電荷傳輸效率耳，

33、(耳，Q(n)/Q(0)。解：耳=1-£=0.99999轉(zhuǎn)移次數(shù)n=2m=409耳，=n=(0.99999)4096=96%Q(0)4.7TCD1200D的中心距為14um,它能分辨的最小間距是多少？它的極限分辨率怎樣計(jì)算？它能分辨的最小間距是14um。4.8簡(jiǎn)述變像管和圖像增強(qiáng)器的基本工作原理，指出變像管和圖像增強(qiáng)器的主要區(qū)別。亮度很低的可見光圖像或者人眼不可見的光學(xué)圖像經(jīng)光電陰極轉(zhuǎn)換成電子圖像；電子光學(xué)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(qiáng)；熒光屏再將入射到其上的電子圖像轉(zhuǎn)換為可見光圖像。變像管：接受非可見輻射圖像并轉(zhuǎn)換成可見光圖像的直視型光電成像器件:紅外變像

34、管、紫外變像管和X射線變像管等，功能是完成圖像的電磁波譜轉(zhuǎn)換。像增強(qiáng)器：接受微弱可見光圖像的直視型光電成像器件：級(jí)聯(lián)式像增強(qiáng)器、帶微通道板的像增強(qiáng)器、負(fù)電子親和勢(shì)光陰極的像增強(qiáng)器等，功能是完成圖像的亮度增強(qiáng)。第五六七章填空1. 光盤存儲(chǔ)可分為三種類型：只讀型、可錄型、可擦重寫型。2光磁盤存儲(chǔ)器是用磁性材料作為記錄介質(zhì)，用激光作為記錄、讀出和擦除手段的存儲(chǔ)器。3些有機(jī)化合物存在固態(tài)和液態(tài)之間和液態(tài)之間的中間態(tài)，既具有液態(tài)的流動(dòng)性，又具有晶體的各向異性，稱為液晶。4液晶分子排列的類型有：近晶相、向列相、膽甾相。5等離子體顯示板是利用氣體放電產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象的平板顯示屏。6. DLP投影機(jī)有三片式、單片

35、式、雙片式不同檔次的產(chǎn)品。7. 光電子技術(shù)在信息技術(shù)方面的應(yīng)用有：光通信、互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)、光顯示、光傳感、光存儲(chǔ)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。8. 激光傳統(tǒng)加工技術(shù)有：激光切割、激光打孔、激光焊接、激光表面熱處理、激光打標(biāo)。簡(jiǎn)答1. 光存儲(chǔ)器有哪些優(yōu)點(diǎn)？答：1存儲(chǔ)密度高；2非接觸式讀、寫信息;3存儲(chǔ)壽命長(zhǎng)；4信息的信噪比高；5信息位價(jià)格低。2. 光盤的特性參數(shù)有哪些？答：1光盤類型；2光盤直徑；3存儲(chǔ)密度；4存儲(chǔ)容量；5數(shù)據(jù)傳輸速率；6存取時(shí)間；7信噪比；8誤碼率；9存儲(chǔ)每位信息的價(jià)格。3. CD只讀光盤的加工有哪些過程？答：主盤制備工序；2副盤制備工序；3注塑復(fù)制工序；4濺射鍍鋁工序；5甩膠印刷工序。4. 光

36、盤發(fā)展經(jīng)歷了哪幾代？每一代的特點(diǎn)是什么？答：自美國(guó)ECD及IBM公式共同研制出第一片光盤以來，光盤經(jīng)歷了四代：只讀存儲(chǔ)光盤這種光盤中的數(shù)據(jù)是在光盤生產(chǎn)過程中刻入的，用戶只能從光盤中反復(fù)讀取數(shù)據(jù)。這種光盤制造工藝簡(jiǎn)單，成本低，價(jià)格便宜，其普及率和市場(chǎng)占有率最高。一次寫入多次讀出光盤這種光盤具有寫、讀兩種功能，寫入數(shù)據(jù)后不可擦除。可擦重寫光盤用戶除了可在這種光盤上寫入、讀出信息外，還可以將已經(jīng)記錄在盤上的信息擦除掉，然后再寫入新的信息；但擦與寫需要兩束激光、兩次動(dòng)作才能完成。直接重寫光盤這種光盤上實(shí)現(xiàn)的功能與可擦重寫重寫光盤一樣，所不同的是，這類光盤可用同一束激光、通過一次動(dòng)作就擦除掉舊信息并錄入

37、新信息。5. 光信息存儲(chǔ)有哪些新技術(shù)？持續(xù)光譜燒孔和三維光信息存儲(chǔ)、電子俘獲光存儲(chǔ)技術(shù)、全息信息存儲(chǔ)、光致變色存儲(chǔ)。6. 有機(jī)電致發(fā)光由哪五個(gè)步驟完成？答：1載流子注入；2載流子的遷移；3載流子復(fù)合；4激發(fā)子遷移；5躍遷輻射。7. 簡(jiǎn)述OLED顯示器的優(yōu)點(diǎn)。答：（1）發(fā)光亮度可達(dá)幾百至上萬坎德拉每平方米，普通電視是100坎德拉每平方米。（2）低電壓驅(qū)動(dòng)，十幾至幾伏，功耗低。（3）有機(jī)材料易得，具有廣泛的可選擇性，很多有機(jī)物都可實(shí)現(xiàn)紅綠藍(lán)發(fā)光。而無機(jī)材料難生長(zhǎng)，特別是藍(lán)光材料。（4）制備工藝簡(jiǎn)單（5）易實(shí)現(xiàn)彩色化8. 等離子體顯示有什么特點(diǎn)？答：優(yōu)點(diǎn)（1）等離子體顯示為自發(fā)光型顯示，發(fā)光效率與亮

38、度較高，視角大。由于等離子體顯示單元具有很強(qiáng)的開關(guān)特性，能得到較高的圖像對(duì)比度。（2）顯示質(zhì)量好，灰階可超過256級(jí)，色彩豐富，分辨率高，響應(yīng)快，響應(yīng)時(shí)間僅數(shù)ms。（3）有存儲(chǔ)特性，使得在大屏幕顯示時(shí)能得到較高的亮度，因而制作高分辨率大型PDP成為可能。（4）剛性結(jié)構(gòu)，耐震動(dòng)，機(jī)械強(qiáng)度高，壽命長(zhǎng)。（5）制造工藝簡(jiǎn)單，投資小。缺點(diǎn)工作電壓較高，不宜在低氣壓環(huán)境下工作(防止填充氣體膨脹)。9. DLP投影顯示的技術(shù)優(yōu)勢(shì)有哪些？答：(1)完全的數(shù)字化顯示，這是DLP獨(dú)有的特色。(2) 反射顯示，光能利用率高。(3) 優(yōu)秀的圖像質(zhì)量。(4) 可靠性很高，系統(tǒng)壽命長(zhǎng)。10. 硅基液晶顯示器LCOS的特點(diǎn)

39、。答：LCOS為反射式技術(shù)，光能利用率遠(yuǎn)高于LCD；耗電少，亮度高，分辨率高，響應(yīng)快；CMOS電路是成熟技術(shù)，成本低。11. 激光加工的優(yōu)點(diǎn)。答：(1)加工對(duì)象圍廣。(2)由于是非接觸加工，加工中無加工助力，工件無機(jī)械變形，切熱變形極小。(3)激光能聚焦到微米量級(jí)，既可進(jìn)行微區(qū)加工，也可進(jìn)行選擇性加工，其精度是其他加工方法難以比擬的。(4)節(jié)省能源和材料消耗。(5)激光加工公害較小。(6)可進(jìn)行遠(yuǎn)距離遙控加工。(7)激光加工與計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)結(jié)合。(8)特別是先進(jìn)的飛秒激光加工技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)亞微米、納米尺度的高精習(xí)加工，甚至可以對(duì)細(xì)胞，基因進(jìn)行加工。12. 飛秒激光加工脈沖持續(xù)時(shí)間只有飛秒量級(jí)，

40、從根本上避免了熱款三的存在和影響。較傳統(tǒng)的激光加工有哪些優(yōu)勢(shì)？(1)加工過程的非熱熔性(2)加工精準(zhǔn)、質(zhì)量高。(3)可加工任何材料。(4)加工能量低耗性。13. 激光武器的優(yōu)點(diǎn)。答：(1)命中率高；(2)機(jī)動(dòng)靈活；(3)無放射性污染；(4)不受電磁干擾；(5)效費(fèi)比高。14. 激光制導(dǎo)的特點(diǎn)。答：精度高，抗干擾能力強(qiáng)，制導(dǎo)系統(tǒng)體積小，重量輕。但受天氣影響大，原因在于大雨、濃霧使激光傳輸受到限制。第八章1. 請(qǐng)簡(jiǎn)要列舉光子晶體光纖的應(yīng)用。答：光纖通信，光子晶體光纖激光器，PCF的超連續(xù)光譜應(yīng)用，PCF的傳感應(yīng)用。2. 光子晶體的主要應(yīng)用答：光子晶體激光器和LED；咼性能的反射鏡；光子晶體超棱鏡，

41、超透鏡，光子晶體偏振器；光子晶體光波導(dǎo)；光子晶體全光開關(guān)。3. 周期性結(jié)構(gòu)的材料是否存在光子禁帶主要取決于哪三個(gè)因素？答：兩種介質(zhì)的介電常數(shù)(或折射率)差；介電的填充率比；晶體結(jié)構(gòu)4. 納米光電子材料的種類答：半導(dǎo)體量子阱，量子線，量子點(diǎn)；金屬納米材料；碳納米管；硅納米線5. 納米傳感器及納米光機(jī)電系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用答：納米探針；納米細(xì)胞探測(cè)器，納米光機(jī)電系統(tǒng)6. 碳納米管的優(yōu)點(diǎn)答：碳納米管很輕，材料密度低，強(qiáng)度高、碳納米管場(chǎng)發(fā)射特性優(yōu)異。7納米結(jié)構(gòu)的LED器件優(yōu)點(diǎn)答：高發(fā)光量子效率、寬光譜圍光發(fā)射、色飽和度優(yōu)于LCD和OLED、低激發(fā)能量態(tài)、可以通過熱激發(fā)、加電顯示時(shí)器件耗電更低、具有光化學(xué)和熱的

42、高穩(wěn)定性、制備工藝簡(jiǎn)單、適合旋涂法、噴霧沉積，壓印光刻，可制作柔性大面積器件8.納米光存儲(chǔ)的種類答：金屬納米棒光存儲(chǔ)、一萬GB超級(jí)DVD9光子晶體的分類答：一維光子晶體，二維光子晶體，三維光子晶體10.光子晶體的能帶效應(yīng)答：超校直效應(yīng)、超棱鏡效應(yīng)、超透鏡效應(yīng)、復(fù)折射效應(yīng)計(jì)算題1、探測(cè)器的D*=10iicmHzi/2/W,探測(cè)器光敏器的直徑為0.5cm，用于f=5x103Hz的光電儀器中，它能探測(cè)的最小輻射功率為多少？解:D*二D(AAf)1/2dD二1/NEP©=NEP=(AdAf)1/2eD*兀U)2Af=2=3.1x10-10W2、一塊半導(dǎo)體樣品，有光照時(shí)電阻為50歐姆，無光照時(shí)

43、電阻為5000歐姆，求該樣品的光電導(dǎo)。解：G光=G亮-G暗=1/50-1/5000=0.0198(s)該樣品的光電導(dǎo)即為所求。3、用Cds光敏電阻控制繼電器。靈敏度s=2*10-6s/lx，繼電器線圈電阻是4kQ，吸d合電流是2mA，使繼電器吸合所需的最小照度是多少？若使繼電器在2001X時(shí)吸合，則需改變線圈電阻，問此事繼電器電阻最大為多少？(弱光照條件)WvCdS解：(1)要使繼電器吸合，光敏電阻的電壓U=12-4x103-2x10-3=4VI2x10-3由光電流I=SUL，可得L=250lxgSU2x10-6x4g2xlO-3(2)要使繼電器吸合在200lx時(shí)吸合，此時(shí)光敏電阻的電壓U=5VSL2x10-6x200g這時(shí)繼電器的電壓為12-5=7V,從而繼電器的電阻最大為-1-=3.5kQ2x10-34、現(xiàn)有GDB-423型光電倍增管的光電陰極面積為2cm2，陰極靈敏度Sk為25uA/lm,倍增系統(tǒng)的放大倍數(shù)為105，陽極額定電流為20uA，求允許的最大光照。IS解：電流增益M也是電壓的函數(shù)，M=105=A=AISKK代入M,S，可得S=2.5A/ImkAIII20x10-6S=A，所以L二A二二4x10-2lxA0SLmaxS-S2x10-4x2.5A5、在室溫300K