光電復(fù)習(xí)資料配合楊永才光電信息技術(shù)教材

光電復(fù)習(xí)資料配合楊永才光電信息技術(shù)教材光電復(fù)習(xí)資料配合楊永才光電信息技術(shù)教材光電復(fù)習(xí)資料配合楊永才光電信息技術(shù)教材xxx公司光電復(fù)習(xí)資料配合楊永才光電信息技術(shù)教材文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度光點(diǎn)復(fù)習(xí)資料從能帶理論出發(fā)解釋什么是導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體？（書P2）導(dǎo)體：那些最高能帶未被完全填滿的固體。半導(dǎo)體：價帶和導(dǎo)帶之間的能隙約為1eV或更小，比較容易用加熱方法把電子從價帶中激發(fā)到導(dǎo)帶中的一些絕緣體。絕緣體：它們的最上面的價帶是滿的，同時和下一個空帶之間有幾個電子伏特能隙的固體。簡述光電發(fā)射三大定律及性質(zhì)。（書P4）光電發(fā)射第一定律：當(dāng)入射的頻譜成分不變時，光電陰極的飽和光電發(fā)射電流IK與陰極所吸收的光通量ΦK成正比。光電發(fā)射第二定律：發(fā)射出光電子的最大動能隨入射光頻率的增高而線性地增大，而與入射光的光強(qiáng)無關(guān)。光電發(fā)射第三定律：當(dāng)光照射某一給定金屬或某種物質(zhì)時，無論光的強(qiáng)度如何，如果入射光的頻率小于這一金屬的紅限ν0，就不會產(chǎn)生光電子發(fā)射。簡述各種光電效應(yīng)及光電器件制作機(jī)理。（書P4和P95）光電發(fā)射效應(yīng)：在入射光能量作用下，某些物體內(nèi)的電子逸出物體表面，向外發(fā)射電子，用此原理制成的光電信息轉(zhuǎn)換器件有光電倍增管、真空光電管、充氣光電管。光電導(dǎo)效應(yīng)：在入射光線的作用下，半導(dǎo)體材料中的電子受到能量大于或等于禁帶寬度的光子的激發(fā)，將由價帶越過禁帶躍遷到導(dǎo)帶，從而使導(dǎo)帶中電子濃度加大，材料的電阻率減小?；谶@種原理的光電信息轉(zhuǎn)換器件有光敏電阻等。光生伏特效應(yīng)：在入射光能量作用下能使物體產(chǎn)生一定方向的電動勢。基于該效應(yīng)制成的光電轉(zhuǎn)換器件有光電池、光敏二極管、光敏三極管等。光電熱效應(yīng)（熱釋電效應(yīng)）：光照引起材料溫度發(fā)生變化而產(chǎn)生電流，如熱釋電、碲鎘汞等，這類器件稱為熱電探測器。簡述輻射度學(xué)和光度學(xué)的區(qū)別。（書P12）輻射度學(xué)就是對光學(xué)輻射進(jìn)行定量評價的一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)。光度學(xué)就是根據(jù)人類視覺器官的生理特性和某些約定的規(guī)范來評價輻射所產(chǎn)生的視覺效應(yīng)。光電檢測中為什么要進(jìn)行光調(diào)制光調(diào)制的定義、種類光強(qiáng)調(diào)制為例具體說明。（書P32）原因：為了使有用的光信號與它們區(qū)別開來，光信號應(yīng)以某一頻率變化，調(diào)制檢測可消除探測器暗電流的影響，如果與光信號的調(diào)制特性相匹配，采用選頻放大或鎖相放大等技術(shù)方案，可有效抑制噪聲，實(shí)現(xiàn)高精度檢測。定義：使光信號的一個或幾個特征參量按被傳送信息的特征變化，以實(shí)現(xiàn)信息檢測傳送目的的方法。種類：強(qiáng)度調(diào)制、相位調(diào)制、偏振調(diào)制、頻率和波長調(diào)制。光強(qiáng)度調(diào)制是以光的強(qiáng)度作為調(diào)制對象，利用外界因素使待測的直流或緩慢變化的光信號轉(zhuǎn)換成以某以較快頻率變化的光信號，這樣，就可采用交流選頻放大器放大。然后把待測的量連續(xù)測量出來。簡述透鏡、反射鏡、柱面鏡、場鏡、球面鏡、光楔作用。透鏡：正透鏡對光束起會聚作用，負(fù)透鏡對光束起發(fā)散作用。（書P18）反射鏡：反射鏡能對光束起反射作用，可以作為照明系統(tǒng)或成像系統(tǒng)的主要元件使用。（書P26）柱面鏡：柱面鏡對一個點(diǎn)光源成像時，得到一條與母線方向一致的直線。（書P18）場鏡：場鏡可以提高邊緣光束入射到探測器的能力，減少探測器的面積，可讓出像面位置放置調(diào)制盤，使非均勻光照得均勻化。（書P21）球面鏡：球面鏡不產(chǎn)生色差，可用于光譜儀器中。（書P27）光楔：光楔可以用作光學(xué)測微器或補(bǔ)償器，利用光楔移動或轉(zhuǎn)動來測量或補(bǔ)償微笑的角量或線量。（書P30）簡述放大器的主要性能指標(biāo)。（書P44）電子放大器的主要性能指標(biāo)有增益、頻率響應(yīng)、非線性失真度和噪聲指數(shù)等。具體見書。簡述原子躍遷的三種過程。（書P65）受激吸收：當(dāng)外界入射光子能量hν近似等于E1與E2能級能量差，即hν=E2-E1，電子會吸收光子，由E1能級躍遷到E2能級。自發(fā)輻射：在高能級E2上的電子是不穩(wěn)定的，即使沒有外界的作用，也會自發(fā)地躍遷到低能級E1上，釋放出一個能量為hν=E2-E1的光子。受激輻射：在高能級E2上的電子，受到入射光的作用，由高能級躍遷到低能級E1上，釋放出一個能量為hν=E2-E1的光子。簡述發(fā)光二極管光源和激光光源的區(qū)別。（書P67和P71）發(fā)光二極管是自發(fā)輻射發(fā)光，發(fā)射的是非相干光。激光光源是受激輻射發(fā)光，發(fā)射的是相干光。簡述溫度對激光器的影響。（書P75）激光器的閥值電流隨溫度升高而增大；外微分子量子效率隨溫度升高而減小。簡述TN型液晶顯示方式工作原理。（書P79）在透明電極基板間充入μm左右厚的Δε>0向列液晶，構(gòu)成三明治結(jié)構(gòu)，使液晶分子的長軸在基板間發(fā)生90°連續(xù)的扭曲，制成扭曲向列（TN）排列的液晶盒，該液晶盒的螺距與可見光波長相比要大得多，垂直于電極基板入射的直線偏光的偏光方向，在通過液晶盒的過程中，將隨液晶分子的扭曲發(fā)生90°旋光。簡述光柵掃描的兩種方式，并解釋全電視信號的構(gòu)成及電視制式。（書P88和書P202）光柵掃描方式有順序掃描方式和飛越掃描方式，順序掃描方式是按順序在垂直方向是從左上向右下的掃描方式，隔行掃描時把一幀畫面分成兩場來掃描，兩場掃描行組成的光柵相互交叉構(gòu)成一整幀畫面。全電視信號由亮度信號B、復(fù)合消隱信號A和復(fù)合同步信號S組成。B信號一般采用負(fù)極性視頻信號，反映了一行中像素的明暗變化的情況；A信號分水平消隱和垂直消隱；S信號分行同步信號和場同步信號，保證攝像信號和電視信號的一致，校正電視機(jī)的掃描誤差。電視制式：電視信號的標(biāo)準(zhǔn)簡稱制式，可以簡單地理解為用來實(shí)現(xiàn)電視圖像或聲音信號所采用的一種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。世界上主要使用的電視廣播制式有PAL、NTSC、SECAM三種，中國大部分地區(qū)使用PAL制式。簡述光電信息轉(zhuǎn)換器件的主要特性和參數(shù)。（書P95）光電特性：光電信息轉(zhuǎn)換器件受光照時所產(chǎn)生的電流稱光電流，光電流IΦ與入射于光電信息轉(zhuǎn)換器件上光通量Φ的對應(yīng)關(guān)系IΦ=F(Φ)，稱為光電信息轉(zhuǎn)換器件的光電特性。光譜特性：對相同的入射光功率，光電流IΦ與入射光波長λ的關(guān)系IΦ=F(λ)稱為光電信息轉(zhuǎn)換器件的光譜特性.伏安特性：光電流IΦ與光電信息轉(zhuǎn)換器件兩端電壓U的關(guān)系IΦ=F(U)稱為伏安特性。頻率特性：假定其他條件不變。光電流IΦ與入射光調(diào)制頻率f的關(guān)系IΦ=F(f)稱為光電轉(zhuǎn)換器件的頻率特性。暗電流：光電信息轉(zhuǎn)換器件加電壓但不受光照時產(chǎn)生的電流稱為暗電流，即Φ=0時光電信息轉(zhuǎn)換器件輸出的電流。靈敏度：對于復(fù)色光，光電信息轉(zhuǎn)換器件的光電流輸出變化量ΔI與輸入光通量變化量ΔΦ之比稱為光電信息轉(zhuǎn)換器件的積分靈敏度S。S=ΔI/ΔΦ試比較光電池的開路電壓特性和短路電流特性，并畫出光電池線性輸出應(yīng)用電路。光電池的開路電壓的大小與入射光的強(qiáng)度的對數(shù)成正比，短路電流的大小與光強(qiáng)成線性關(guān)系。（圖見書P107）（應(yīng)用電路見書P110）簡述光電倍增管、光敏電阻、光敏二極管的應(yīng)用場合。光電倍增管是光電檢測器件，用于檢測微弱的光信號。（書P96）光敏電阻適宜于紅外線光譜區(qū)工作，用于遙控設(shè)備。（書P101）光敏二極管在檢測盒自動控制中用得較多。（書110）光敏三極管用于光控制電路。（書115）試比較PD、PIN、APD三種器件的性能。（見書光敏二極管部分）PD（光敏二極管）光照特性好，適用于檢測方面應(yīng)用，頻率特性較好，靈敏度高，穩(wěn)定性好，響應(yīng)速度快。PIN比PD具有更高的光生電流效率和更高的響應(yīng)速率，頻帶寬，線性輸出范圍寬。APD響應(yīng)速度比PIN進(jìn)一步提高，光生電流和電流增益高，靈敏度很高。簡述線陣CCD測量工件尺寸的基本原理。（書P127）簡述光電編碼器測量角位移原理，并畫出實(shí)物框圖。（書P133）試用光耦設(shè)計(jì)三輸入邏輯與門電路。（書P129）簡述常用光電檢測方法，并給出電機(jī)轉(zhuǎn)速測量方法的具體實(shí)現(xiàn)。光電檢測有直接作用法、差動法、補(bǔ)償法和脈沖法等。直接作用法：受被測物理量控制的光通量，經(jīng)光電接收器轉(zhuǎn)換成電量后由檢測機(jī)構(gòu)直接得出欲測的物理量。差動法：利用被測量與某一標(biāo)準(zhǔn)量相比較，所得差或比反映了被測量的大小。補(bǔ)償法：用光或電的方法補(bǔ)償由被測量變化而引起的光通量變化，補(bǔ)償器的可動元件聯(lián)接讀數(shù)裝置指示出的補(bǔ)償量值，補(bǔ)償值得大小反映了被測量的大小。脈沖法：受被測量控制的光通量轉(zhuǎn)換成電脈沖，其參數(shù)反映了被測量的大小。電機(jī)轉(zhuǎn)速測量方法：（書P146頻率法測速）簡述PSD器件的特性，并闡述如何使用PSD測量旋轉(zhuǎn)軸振動。光電位置敏感器件PSD：入射光點(diǎn)的強(qiáng)度和尺寸大小對PSD的位置