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光電檢測技術(shù)B1.一光電材料的電子逸出功為W,使其產(chǎn)生光電子發(fā)射的入射光的最低頻率υ=W/h,若入射光的波長為λ,則發(fā)射的光電子的最大動能minE=hc/λ-W。max2.與光電二極管相比,光電三極管的輸出光電流較大,線性較差,響應(yīng)時間較長。3.常用的弱光信號檢測技術(shù)包括鎖相放大、取樣積分和光子計數(shù)技術(shù)。4.半導(dǎo)體對光的吸收可分為本征吸收,雜質(zhì)吸收和自由載流子吸收。5.光電測量的核心是光學(xué)變換和光電轉(zhuǎn)換。6.按折射率不同,光纖可分為階躍型和梯度型兩種。7.光電效應(yīng)主要包括外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)。8.常用的視頻信號的二值化處理方法包括固定閾值法、浮動閾值法和微分法。1.簡述光電檢測技術(shù)的主要特點。從地球到月球激光測距的精度達到1米。光速是最快的。(3)非接觸式檢測不改變被測物體性質(zhì)的條件下進行測量。(4)遠距離、大量程遙控、遙測和遙感。(5)壽命長光電檢測中通常無機械運動部分,故測量裝置壽命長,工作可靠、準(zhǔn)確度高,對被測物無形狀和大小要求。(6)數(shù)字化和智能化強的信息處理、運算和控制能力。2.簡述激光器的組成,及激光的特性。答:激光器一般由工作物質(zhì)、泵浦源、諧振腔組成。(2)單色性好(3)方向性好(4)相干性好1.已知CdS光敏電阻的暗電阻R=5MΩ,在照度E為200lx時亮電阻dR=5kΩ,用此光敏電阻控制繼電器J,電源電動勢為10V,如圖1所示,若繼電器的線圈電阻為4kΩ,繼電器的吸合電流為2mA,問1)照度E至少為多少才能使繼電器吸合(CdS解1)照度E=200lx時,亮電導(dǎo)G=1/R=1/5×103=0.2mS,故l光電導(dǎo)靈敏度Sg=(G-G)/E=1μS/lx繼電器吸合時,光敏電阻R’=1×103Ω,則電導(dǎo)G=1/1×103=1mS故,所需照度E=(G-G)/Sg=1000lxd(2)設(shè)需要串聯(lián)的電阻大小為Rx當(dāng)照度E=2000lx時,光敏電阻的電導(dǎo)為G=G+E×Sg=2000.2μS,即電阻dR’’=1/2000.2×10-6=0.5kΩR=5000Ωx2.有一光電二極管的電流靈敏度S=0.4μA/μW,結(jié)間電導(dǎo)IG=0.004μS,轉(zhuǎn)折電壓U=5V,輸入光通量Ф=(8+4sinωt)μW,其輸M入電路的電源電壓U=40V,直流偏置電阻為R,負(fù)載為電阻R,求:(2)負(fù)載R的峰值電壓U、峰值電流I和有效功率P(15分)3.有一光電檢測輸入電路的負(fù)載電阻R=100KΩ,電路通頻帶L數(shù)k=1.38×10-23J/K)(2)若要使熱噪聲電壓U不超過0.2μV,熱噪聲等效帶寬Δf應(yīng)為多上TT=(4kTRLΔf)1/2=1.29×10-10(105×10(2)Δf=U2/(4kTR)=(0.2×10-6)2/(1.6×10-20×105)=25HzLf=1/(2πτ)=1/(6.28×10-2)=15.9Hz上4.有一光脈沖序列的幅度Ф=10-3lm、持續(xù)時間t=10-4s、重復(fù)周期mT=5×10-3s,若光電檢測電路的電壓靈敏度S=12V/lm,試求:(1)當(dāng)電路時間常數(shù)τ=10-5s時,輸出電壓的形式和幅度U(2)當(dāng)電路時間常數(shù)τ=10-1s時,輸出電壓的形式和幅度U(12分)22CR21∴輸出信號能再現(xiàn)輸入光信號的形狀,為脈沖信號?!噍敵鲂盘柌荒茉佻F(xiàn)輸入光信號的形狀,只能是檢測信號的平均值,為5.一光照度計如圖2所示,已知光電池2CR21的電流靈敏度S=10nA/lx·mm2,光敏面積A=20mm2,放大器為理想運算放大器。若用量程為10V的電壓表作照度指示,試計算照度E分級為1000lx、100lx、10lx三檔下的反饋電阻R,R,R的大小( A+R解:∵光電流I通過反饋電阻R作負(fù)載,于是有11∴R+R=500KΩ,故2∴R+R+R=5MΩ,故26.有一硅光電二極管,其光敏面積A為9mm2,在室溫下測得輸出光電dΔf=100Hz,求其噪聲等效功率NEP和比探測率D*(12分)p)26
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