光電檢測(cè)技術(shù)知識(shí)點(diǎn)

1、1、光電效應(yīng)應(yīng)按部位不同分為內(nèi)光電效應(yīng)和外光電效應(yīng)，內(nèi)光電效應(yīng)包括（光電導(dǎo)）和（光生伏特效應(yīng)）。2、真空光電器件是一種基于（外光電）效應(yīng)的器件，它包括（光電管）和（光電倍增管）。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是有一個(gè)真空管，其他元件都放在真空管中3、光電導(dǎo)器件是基于半導(dǎo)體材料的（光電導(dǎo)）效應(yīng)制成的，最典型的光電導(dǎo)器件是（光敏電阻）。4、硅光電二極管在反偏置條件下的工作模式為（光電導(dǎo)），在零偏置條件下的工作模式為（光生伏特模式）。5、變象管是一種能把各種（不可見）輻射圖像轉(zhuǎn)換成為可見光圖像的真空光電成像器件。6、固體成像器件（CCD）主要有兩大類，一類是電荷耦合器件（CCD），另一類是（SSPD）。CCD電荷轉(zhuǎn)移通道

2、主要有：一是SCCD（表面溝道電荷耦合器件）是電荷包存儲(chǔ)在半導(dǎo)體與絕緣體之間的界面，并沿界面?zhèn)鬏敚欢荁CCD稱為體內(nèi)溝道或埋溝道電荷耦合器件，電荷包存儲(chǔ)在離半導(dǎo)體表面一定深度的體內(nèi)，并沿著半導(dǎo)體內(nèi)一定方向傳輸7、光電技術(shù)室（光子技術(shù)）和（電子技術(shù)）相結(jié)合而形成的一門技術(shù)。8、場(chǎng)致發(fā)光有（粉末、薄膜和結(jié)型三種形態(tài)。9、常用的光電陰極有正電子親合勢(shì)光電陰極（PEA）和負(fù)電子親合勢(shì)光電陰極（NEA），正電子親和勢(shì)材料光電陰極有哪些（Ag-O-Cs,單堿銻化物，多堿銻化物）。10、根據(jù)襯底材料的不同，硅光電二極管可分為（2DU）型和（2CU）型兩種。11、像增強(qiáng)器是一種能把微弱圖像增強(qiáng)到可以使人眼直

3、接觀察的真空光電成像器件，因此也稱為（微光管）。12、光導(dǎo)纖維簡(jiǎn)稱光纖，光纖有（纖芯）、（包層）及（外套）組成。13、光源按光波在時(shí)間，空間上的相位特征可分為（相干）和（非相干）光源。14、光纖的色散有材料色散、（波導(dǎo)色散）和（多模色散）。15、光纖面板按傳像性能分為（普通OFP）、（變放大率的錐形OFP）和（傳遞倒像的扭像器）。16、光纖的數(shù)值孔徑表達(dá)式為 ，它是光纖的一個(gè)基本參數(shù)、它反映了光纖的（集光）能力，決定了能被傳播的光束的半孔徑角17、真空光電器件是基于（外光電）效應(yīng)的光電探測(cè)器，他的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是有一個(gè)（真空管），其他元件都置于（真空管）。18、根據(jù)襯底材料的不同，硅光電電池可分為2

4、DR（以P型硅作基底）型和（2CR）型兩種。19、根據(jù)襯底材料的不同，硅光點(diǎn)二、三級(jí)管可分為2CU和2DU、3CU和3DU20、為了從數(shù)量上描述人眼對(duì)各種波長(zhǎng)輻射能的相對(duì)敏感度，引入視見函數(shù)V（f）, 視見函數(shù)有（明視見函數(shù)）和（暗視見函數(shù)）。21、PMT由哪幾部分組成？入射窗口D、光子陰極、電子光學(xué)系統(tǒng)、電子倍增系統(tǒng)和光電陽極。22、電子光學(xué)系統(tǒng)的作用是：（1）是光陽極發(fā)射的光電子盡可能全部匯聚到第一倍增級(jí)上，而將其他部的雜散熱電子散射掉，提高信噪比。（2）使陰極面上各處發(fā)射的光電子在電子學(xué)系統(tǒng)的中渡越時(shí)間盡可能相等23、P MT的工作原理1光子透過入射窗口入射在光電陰極K上2光電陰極K受光

5、照激發(fā)，表面發(fā)射光電子3光電子被電子光學(xué)系統(tǒng)加速和聚焦后入射到第一倍增極D1上，將發(fā)射出比入射電子數(shù)更多的二次電子。入射電子經(jīng)N級(jí)倍增后，光電子數(shù)就放大N次. 4經(jīng)過倍增后的二次電子由陽極P收集起來，形成陽極光電流Ip，在負(fù)載RL上產(chǎn)生信號(hào)電壓0。22、PMT的倍增極結(jié)構(gòu)有幾種形式個(gè)有什么特點(diǎn)？（1）鼠籠式：特點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊，時(shí)間響應(yīng)快。（2） 盒柵式：特點(diǎn)光電子收集率高，均勻性和穩(wěn)定性較好，但時(shí)間響應(yīng)稍慢些。（4）百葉窗式，特點(diǎn)：管子均勻性好，輸出電流大并且穩(wěn)定，響應(yīng)時(shí)間較慢。（5）近貼柵網(wǎng)式，特點(diǎn)：極好的均勻性和脈沖線性，抗磁場(chǎng)影響能力強(qiáng)。（6）微通道板式，特點(diǎn)：響應(yīng)速度快，抗磁場(chǎng)干擾能力強(qiáng)，

6、線性好23、什么是二次電子？并說明二次電子發(fā)射過程的三個(gè)階段是什么？光電子發(fā)射過程的三步驟？答：當(dāng)具有足夠動(dòng)能的電子轟擊倍增極材料時(shí)，倍增極表面將發(fā)射新的電子。稱入射的電子為一次電子，從倍增極表面發(fā)射的電子為二次電子。二次電子發(fā)射3階段：（1）材料吸收一次電子的能量，激發(fā)體內(nèi)電子到高能態(tài)，這些受激電子稱為內(nèi)二次電子。（2）內(nèi)二次電子中初速指向表面的那部分像表面運(yùn)動(dòng)。（3）到達(dá)界面的內(nèi)二次電子能量大于表面壘的電子發(fā)射到真空中成為二次電子。光電子發(fā)射過程的三步驟：(1) 物體吸收光子后體內(nèi)的電子被激發(fā)到高能態(tài)；(2) 被激發(fā)電子向表面運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)中因碰撞損失部分能量；(3) 克服表面勢(shì)壘逸出金屬表

7、面。24、簡(jiǎn)述Si-PIN光電二極管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并說明Si-PIN管的頻率特性為什么比普通光電二極管好？p6925、簡(jiǎn)述常用像增強(qiáng)器的類型？并指出什么是第一、第二和第三代像增強(qiáng)器，第四代像增強(qiáng)器在在第三代基礎(chǔ)上突破的兩個(gè)技術(shù)是什么？p130答：1)類型： 級(jí)聯(lián)式像增強(qiáng)器、 第2代像增強(qiáng)器（微通道板像增強(qiáng)器） 、第3代像增強(qiáng)器 、X射線像增強(qiáng)器。2） 級(jí)聯(lián)式像增強(qiáng)器由幾個(gè)分立的單極變像管組合成屬于第一代像增強(qiáng)器；微通道板像增強(qiáng)器屬于第三代像增強(qiáng)器；第二代像增強(qiáng)其的微通道板結(jié)構(gòu)配以負(fù)電子親和勢(shì)光電陰極構(gòu)成第三代像增強(qiáng)器。3）突破技術(shù)：一是管子采用新材料制成的壽命高、高增益、低噪聲的無膜MCD；二是

8、NEA光電陰極采用的自動(dòng)控制門電流，有利于減小強(qiáng)光下達(dá)到MCD的電子流，以降低強(qiáng)光下圖像模糊效應(yīng)。26、什么是光電子技術(shù)?光電子技術(shù)以什么為特征？光電子技術(shù)是：光子技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合而形成的一門技術(shù)。主要研究光與物質(zhì)中的電子相互作用及其能量相互轉(zhuǎn)換的相關(guān)技術(shù)。以光源激光化、傳輸光纖化、手段電子化、現(xiàn)代電子學(xué)中的理論模式和電子學(xué)處理方法光學(xué)化為 特征：是一門新興的綜合性交叉學(xué)科。27、光源的光譜功率分為哪幾種情況？畫出每種情況對(duì)應(yīng)的分布圖？分為：線狀光譜（有若干條明顯分割的西線組成）、帶狀光譜(由一些分開的譜帶組成，沒個(gè)譜袋中包含許多連續(xù)譜線)、連續(xù)光譜（光源發(fā)出的譜線連成一片）、混合光譜（前

9、三種譜線混合而成）28、熒光屏表面蒸鍍鋁膜的作用是：引走熒光屏上積累的電荷，同時(shí)避免光反饋，增加發(fā)射光的輸出。29、從傳輸模式角度考慮，光纖分為：多模光纖和單模光纖。根據(jù)折射率變化規(guī)律分為階躍型和梯度型31、什么是負(fù)電子親和勢(shì)光電陰極？具有哪些優(yōu)點(diǎn)？NEA是指：將半導(dǎo)體表面做處理是表面區(qū)域能彎曲，真空能級(jí)降到導(dǎo)帶之下，從而使有效地電子親和勢(shì)能變?yōu)樨?fù)值。 優(yōu)點(diǎn)：1)量子率高；2）光譜響應(yīng)率均勻，且光譜響應(yīng)延伸到紅外。3）熱電子發(fā)射小；4）光子的能量集中32、什么是胖0電荷？什么是胖0工作模式？引入胖0電荷的優(yōu)缺點(diǎn)？“胖0”電荷的引入：降低了勢(shì)阱的深度；減小了信號(hào)電荷的最大存儲(chǔ)量；降低了CCD的動(dòng)

10、態(tài)范圍；增大了器件的轉(zhuǎn)移噪聲。P15836、CCD有哪幾部分組成，并說明每部分的作用？為什么說CCD是非穩(wěn)態(tài)器件？CCD能否工作，其電極間距為？p1471)電耦合器件組成：信號(hào)輸入部分、電荷轉(zhuǎn)移部分、信號(hào)輸出部分。信號(hào)輸入部分作用：將信號(hào)電荷引入到CCD的第一個(gè)轉(zhuǎn)移柵下的勢(shì)阱中；電荷轉(zhuǎn)移部分作用：將重復(fù)頻率相同、波形相同并且彼此間有固定相位關(guān)系的多相時(shí)鐘脈沖分組依次加到CCD轉(zhuǎn)移部分的電極上，是電極按一定規(guī)律變化，從而在半導(dǎo)體表面形成一系列分布不對(duì)承德陷阱；信號(hào)輸出部分作用：講CCD最后一個(gè)轉(zhuǎn)移柵下勢(shì)阱中的信號(hào)電荷引出2）CCD是利用在電極下SiO2-半導(dǎo)體界面形成的深耗盡層進(jìn)行工作的，所以屬

11、于非穩(wěn)態(tài)器件3）CCD能否成功工作首先取決于金屬電極排列，需找金屬柵極間的最佳間隙寬度，一般小于3um37、對(duì)于CCD來說電荷注入方式有電注入和光注入，什么是電注入？什么是光注入？p147,148電注入：主要由輸入二極管Id和輸入柵Ig組成。可以將信號(hào)電壓轉(zhuǎn)換為勢(shì)阱中等效電荷，即給輸入柵施加適應(yīng)的電壓，在其下面道題表面形成一個(gè)耗盡層。在濾波、延遲線和存儲(chǔ)器應(yīng)用情況下用電注入。光注入：攝像器件采取的唯一注入方法。（P148）光注入過程如下：攝像時(shí)光照射到光敏面上，光子被敏元吸收產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，多數(shù)載流子進(jìn)入耗盡區(qū)以外的的襯底，然后通過接地消失，少數(shù)載流子便被收集到勢(shì)阱中成為信號(hào)電荷。當(dāng)輸入柵開

12、啟后，第一個(gè)轉(zhuǎn)移柵上加以時(shí)鐘電壓時(shí)，這些代表光信號(hào)的少數(shù)載流子就會(huì)進(jìn)入到轉(zhuǎn)移柵的勢(shì)阱中，完成注入過程。38、畫出ZnCdTe靶的結(jié)構(gòu)圖，并說明每層的作用？p138第1層：ZnSe層屬于N型半導(dǎo)體，厚50100nm； 無光電效應(yīng)，其作用是增強(qiáng)對(duì)短波光的吸收，提高整個(gè)可見光區(qū)的靈敏度。另外它也阻止光生空穴向成象面一邊擴(kuò)散，有提高靈敏度，減小暗電流的作用；第2層：碲化鋅和碲化鎘的固溶體（ZnxCd1-xTe），屬于P型半導(dǎo)體，厚35m；光電效應(yīng)主要發(fā)生在該層，x值的大小對(duì)靈敏度、暗電流和光譜特性都有較大的影響，x值小，靈敏度高，體內(nèi)暗電流增大，光譜特性的峰值波長(zhǎng)向長(zhǎng)波方面移動(dòng)；第3層：無定形三硫化二

13、銻Sb2S3，厚100nm；其作用是減小掃描電子束的電子注入效應(yīng)，減小暗電流和惰性 第1層與第2層之間形成異質(zhì)結(jié)；第2層與第3層之間不形成結(jié)。39、畫出CdSe靶的結(jié)構(gòu)圖，并說明每層的作用？p138第1層：沉積在玻璃板上的透明的導(dǎo)電層SnO2，作信號(hào)電極,屬N+；第2層：是N型CdSe層,它與N+型層SnO2構(gòu)成對(duì)空穴的阻擋層；CdSe層是異質(zhì)結(jié)CdSe靶的基體，厚2微米；是完成光電轉(zhuǎn)換的光敏層，其禁帶寬度為1.7eV，具有良好的光電導(dǎo)特性；第3層：亞硒酸鎘(CdSeO3)層是由CdSe 氧化而成,是一層絕緣體,有利于降低暗電流,但不影響光電靈敏度；第4層：As2S3層是靶的掃描面，是在高空狀

14、態(tài)下氣湘沉積而成，呈玻璃態(tài)，厚0.2微米；是一個(gè)高阻層，禁帶寬度為2.3eV，具有很高的電阻率。其作用是防止電子進(jìn)入靶內(nèi)，形成對(duì)電子的阻擋層，并且承擔(dān)電荷的積累和儲(chǔ)存。40、什么是MCP？簡(jiǎn)述微通道板（MCP）的工作原理？p130微通道板是由成千上萬根直徑為1540m、長(zhǎng)度為0.61.6mm的微通道排成的二維列陣，簡(jiǎn)稱MCP。微通道板（MCP）的工作原理：微通道是一根根的玻璃管，內(nèi)壁鍍有高阻值二次發(fā)射材料，具有電阻梯度，施加高電壓后，內(nèi)壁出現(xiàn)電位梯度，光電陰極發(fā)出的一次電子轟擊微通道的一端，發(fā)射出的二次電子因電場(chǎng)加速轟擊另一端，再發(fā)射二次電子，連續(xù)發(fā)射二次可得約10的四次方的增益。41、什么是

15、微通道板（MCP）的自飽和效應(yīng)？二代像增強(qiáng)器利用該效應(yīng)解決了什么問題？p130在近聚焦式的MCP位增益中，光電陰極和第一微通道板的間距約為0.3mm，級(jí)間電壓為150V，第二微通道板和陰極的間距為1.5mm，級(jí)間電壓為300V，外加偏置電壓的變化只改變微通道板上的電壓，可以調(diào)節(jié)總增益第二代像增強(qiáng)器利用它代替電子光學(xué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電子圖像的增強(qiáng)。在第二代增強(qiáng)器中光電陰極的光電在電場(chǎng)作用下，進(jìn)入微通道板輸入端，經(jīng)MCP電子倍增加速后達(dá)到熒光屏上，輸出光學(xué)圖像。42、以p型N溝道MOS電容器為例，說明勢(shì)阱存儲(chǔ)電荷的原理。（第七章）43、什么是光纖面板？簡(jiǎn)述光纖面板由哪幾種玻璃組成？每種玻璃的作用？p19

16、7用多根單光纖經(jīng)熱壓工藝而制成真空氣密性良好的光纖棒，然后進(jìn)行切片、拋光而成的一種可傳遞光學(xué)圖像的光纖器件；光纖面板主要由3種玻璃組成，芯玻璃，包皮玻璃和光吸玻璃芯玻璃：是一種高折射率，是光的通路；包皮玻璃為低折射率玻璃，起界面全反射作用；光吸收玻璃是一種不透明的黑色玻璃，作用是將穿透包皮玻璃的雜散光吸收掉，以提高圖像的對(duì)比度和分辨率；44、什么是光纖面板的三環(huán)效應(yīng)？該效應(yīng)對(duì)傳像有什么影響？三環(huán)效應(yīng) 出射角最小的第一環(huán)帶光；出射角相等的第二環(huán)帶光；出射角最大的第三環(huán)帶光45、簡(jiǎn)述光纖面板的傳像原理，像管應(yīng)用光纖面板有什么優(yōu)點(diǎn)?光纖面板的傳像原理：光纖間相關(guān)排列，由棒中切出的每塊面板的輸入和輸出

17、端面空間陣列相對(duì)應(yīng)，從而正確傳遞圖像。優(yōu)點(diǎn)是： 增加了傳遞圖像的傳光效率；提供了采用準(zhǔn)球?qū)ΨQ電子光學(xué)系統(tǒng)的可能性，改善了像質(zhì)；可制成錐形OFP或光纖扭像器。附錄資料：不需要的可以自行刪除長(zhǎng)方體正方體單元知識(shí)歸納一、知識(shí)點(diǎn)一：長(zhǎng)方體和正方體的認(rèn)識(shí)1、長(zhǎng)方體和正方體的特征：長(zhǎng)方體有6個(gè)面，每個(gè)面都是長(zhǎng)方形（特殊的有一組對(duì)面是正方形），相對(duì)的面完全相同；有12條棱，相對(duì)的棱平行且相等；有8個(gè)頂點(diǎn)。正方形有6個(gè)面，每個(gè)面都是正方形，所有的面都完全相同；有12條棱，所有的棱都相等；有8個(gè)頂點(diǎn)。2、長(zhǎng)、寬、高：相交于一個(gè)頂點(diǎn)的三條棱的長(zhǎng)度分別叫做長(zhǎng)方體的長(zhǎng)、寬、高。3長(zhǎng)方體的棱長(zhǎng)總和=（長(zhǎng)寬高）4或：=長(zhǎng)

18、4寬4高4 用字母表示：(a+b+h)4 或：=4a+4b+4c正方體的棱長(zhǎng)總和=棱長(zhǎng)12用字母表示：12a二、知識(shí)點(diǎn)二：長(zhǎng)方體和正方體的表面積的計(jì)算4、表面積：長(zhǎng)方體或正方體6個(gè)面的總面積叫做它的表面積。5、長(zhǎng)方體的表面積=（長(zhǎng)寬長(zhǎng)高寬高）2或：=長(zhǎng)寬2長(zhǎng)高2寬高2正方體的表面積=棱長(zhǎng)棱長(zhǎng)6用字母表示：S=6a26、表面積單位： 平方厘米、 平方分米、平方米 1m2=100dm2 1dm2 =100cm2三、知識(shí)點(diǎn)三：長(zhǎng)方體和正方體的體積的計(jì)算7、體積：物體所占空間的大小叫做物體的體積。8、 長(zhǎng)方體的體積=長(zhǎng)寬高 用字母表示：V=abh正方體的體積=棱長(zhǎng)棱長(zhǎng)棱長(zhǎng) 用字母表示：V=a39、體積單位：立方厘米、立方分米和立方米