选择题
1.光通量得单位就是( B )、A、坎德拉B、流明C、熙提D、勒克斯
2、辐射通量φe得单位就是( B )A 焦⽿(J)
B ⽡特(W) C每球⾯度(W/Sr) D坎德拉(cd)3、发光强度得单位就是( A )、A、坎德拉B、流明C、熙提D、勒克斯
4、光照度得单位就是( D )、A、坎德拉B、流明C、熙提D、勒克斯
5、激光器得构成⼀般由( A )组成A、激励能源、谐振腔与⼯作物质B、固体激光器、液体激光器与⽓体激光器C、半导体材料、⾦属半导体材料与PN结材料D、电⼦、载流⼦与光⼦
6、硅光⼆极管在适当偏置时,其光电流与⼊射辐射通量有良好得线性关系,且动态范围较⼤。适当偏置就是(D)A 恒流B ⾃偏置C 零伏偏置D 反向偏置
7、2009年10⽉6⽇授予华⼈⾼锟诺贝尔物理学奖,提到光纤以SiO2为材料得主要就是由于( A )A、传输损耗低B、可实现任何光传输C、不出现瑞利散射
D、空间相⼲性好
8、下列哪个不属于激光调制器得就是( D )A、电光调制器B、声光调制器C、磁光调制器D、压光调制器
9、电光晶体得⾮线性电光效应主要与( C )有关A、内加电场B、激光波长C、晶体性质
D、晶体折射率变化量
10、激光调制按其调制得性质有( C )A、连续调制B、脉冲调制C、相位调制D、光伏调制
11、不属于光电探测器得就是( D )A、光电导探测器B、光伏探测器C、光磁电探测器D、热电探测元件
12、CCD 摄像器件得信息就是靠( B )存储A、载流⼦B、电荷C、电⼦D、声⼦
13、LCD显⽰器,可以分为( ABCD )A、TN型B、STN型C、TFT型D、DSTN型
14、掺杂型探测器就是由( D )之间得电⼦-空⽳对符合产⽣得,激励过程就是使半导体中得载流⼦从平衡状态激发到⾮平衡状态得激发态。A、禁带B、分⼦C、粒⼦
D、能带
15、激光具有得优点为相⼲性好、亮度⾼及( B )A⾊性好B单⾊性好 C 吸收性强D吸收性弱16、红外辐射得波长为( D )、A 100-280nmB 380-440 nmC 640-770 nmD 770-1000 nm
17、可见光得波长范围为( C )、A 200—300nmB 300—380nmC 380—780nmD 780—1500nm
18.⼀只⽩炽灯,假设各向发光均匀,悬挂在离地⾯1、5m得⾼处,⽤照度计测得正下⽅地⾯得照度为30lx,该灯得光通量为( A )、A 、848lxB 、212lxC 、424lxD 、106lx
19.下列不属于⽓体放电光源得就是( D )、A 、汞灯B 、氙灯C 、铊灯D 、卤钨灯20、ＬＣＤ就是(Ａ)A、液晶显⽰器B、光电⼆极管C、电荷耦合器件D、硅基液晶显⽰器
21、25mm得视像管,靶⾯得有效⾼度约为10mm,若可分辨得最多电视⾏数为400,则相当于( A )线对/mm、A、16B、25C、20D、18
22、光电转换定律中得光电流与 ( B ) 、
A 温度成正⽐ B光功率成正⽐ C暗电流成正⽐ D光⼦得能量成正⽐
23、发⽣拉曼—纳斯衍射必须满⾜得条件就是( A )A 超声波频率低,光波平⾏声波⾯⼊射,声光作⽤长度短B 超声波频率⾼,光波平⾏声波⾯⼊射,声光作⽤长度短C 超声波频率低,光波平⾏声波⾯⼊射,声光作⽤长度长
D 超声波频率低,光束与声波⾯间以⼀定⾓度⼊射,声光作⽤长度短24.光束调制中,下⾯不属于外调制得就是 ( C )A 声光调制B 电光波导调制C 半导体光源调制D 电光强度调制
25、激光具有得优点为相⼲性好、亮度⾼及 ( B )A 多⾊性好 B单⾊性好 C 吸收性强 D吸收性弱26、能发⽣光电导效应得半导体就是 ( C )
A本征型与激⼦型 B本征型与晶格型 C本征型与杂质型 D本征型与⾃由载流⼦型27、电荷耦合器件分 ( A )A 线阵CCD与⾯阵CCDB 线阵CCD与点阵CCDC ⾯阵CCD与体阵CCD D 体阵CCD与点阵CCD
28.电荷耦合器件得⼯作过程主要就是信号得产⽣、存储、传输与( C )A 计算B 显⽰C 检测D 输出
29.光电探测器得性能参数不包括(D)A光谱特性B光照特性C光电特性 D P-I特性
30.光敏电阻与其她半导体电器件相⽐不具有得特点就是(B)A、光谱响应范围⼴B、阈值电流低C、⼯作电流⼤D、灵敏度⾼
31.关于LD与LED下列叙述正确得就是(C)
A、LD与LED都有阈值电流 B 、LD调制频率远低于LED C、LD发光基于⾃发辐射D 、LED可发出相⼲光
32、光敏电阻得光电特性由光电转换因⼦描述,在强辐射作⽤下(A )
A、=0、5B、=1C、=1、5D、=2
33、硅光⼆极管主要适⽤于[D]
A紫外光及红外光谱区B可见光及紫外光谱区C可见光区 D 可见光及红外光谱区34、硅光⼆极管主要适⽤于[D]
A紫外光及红外光谱区B可见光及紫外光谱区C可见光区 D 可见光及红外光谱区35、光视效能K为最⼤值时得波长就是(A )A.555nm B、666nm C.777nm D、888nm36、对于P型半导体来说,以下说法正确得就是(D)A 电⼦为多⼦B 空⽳为少⼦
C 能带图中施主能级靠近于导带底D 能带图中受主能级靠近于价带顶
37、下列光电器件, 哪种器件正常⼯作时需加100-200V得⾼反压(C)A Si光电⼆极管B PIN光电⼆极管C 雪崩光电⼆极管D 光电三极管
38、对于光敏电阻,下列说法不正确得就是: (D)A 弱光照下,光电流与照度之间具有良好得线性关系B 光敏⾯作成蛇形,有利于提⾼灵敏度C 光敏电阻具有前历效应
D 光敏电阻光谱特性得峰值波长,低温时向短波⽅向移动39、在直接探测系统中, (B)
A 探测器能响应光波得波动性质, 输出得电信号间接表征光波得振幅、频率与相位
B 探测器只响应⼊射其上得平均光功率C 具有空间滤波能⼒D 具有光谱滤波能⼒
40、对于激光⼆极管(LD)与发光⼆极管(LED)来说,下列说法正确得就是(D)A LD只能连续发光B LED得单⾊性⽐LD要好C LD内部可没有谐振腔
D LED辐射光得波长决定于材料得禁带宽41、对于N型半导体来说,以下说法正确得就是(A)A 费⽶能级靠近导带底B 空⽳为多⼦C 电⼦为少⼦
D 费⽶能级靠近靠近于价带顶
42、依据光电器件伏安特性, 下列哪些器件不能视为恒流源: (D)A 光电⼆极管B 光电三极管C 光电倍增管D 光电池
43、硅光⼆极管在适当偏置时,其光电流与⼊射辐射通量有良好得线性关系,且动态范围较⼤。适当偏置就是(D)A 恒流B ⾃偏置C 零伏偏置D 反向偏置
44、有关热电探测器, 下⾯得说法哪项就是不正确得(C)A 光谱响应范围从紫外到红外⼏乎都有相同得响应B 响应时间为毫秒级
C 器件吸收光⼦得能量, 使其中得⾮传导电⼦变为传导电⼦D 各种波长得辐射对于器件得响应都有贡献
45、为了提⾼测辐射热计得电压响应率,下列⽅法中不正确得就是(D)A 将辐射热计制冷B 使灵敏⾯表⾯⿊化
C 将辐射热计封装在⼀个真空得外壳⾥D 采⽤较粗得信号导线
46、光谱光视效率V(505nm)=0、40730,波长为505nm、1mW得辐射光,其光通量为A 683lmB 0、683lmC 278、2 lmD 0、2782 lm (D)
47、下列探测器得光－电响应时间,由少数载流⼦得寿命决定: (A)A 线性光电导探测器
B 光电⼆极管C 光电倍增管D 热电偶与热电堆
48、给光电探测器加合适得偏置电路,下列说法不正确得就是(A )A 可以扩⼤探测器光谱响应范围B 可以提⾼探测器灵敏度C 可以降低探测器噪声D 可以提⾼探测器响应速度
49、下列光源中哪⼀种光源,可作为光电探测器在可见光区得积分灵敏度测量标准光源: (C)A 氘灯B 低压汞灯
C ⾊温2856K得⽩炽灯D ⾊温500K得⿊体辐射器50、克尔效应属于(A)A 电光效应B 磁光效应C 声光效应D 以上都不就是
51、海⽔可以视为灰体。300K得海⽔与同温度得⿊体⽐较(A)A 峰值辐射波长相同B 发射率相同C 发射率随波长变化D 都不能确定
52、下列探测器最适合于作为光度量测量得探测器(C)A 热电偶
B 红外光电⼆极管C 2CR113蓝硅光电池D 杂质光电导探测器第⼀章填空
1.以⿊体作为标准光源,其她热辐射光源发射光得颜⾊如果与⿊体在某⼀温度下得辐射光得颜⾊相同,则⿊体得这⼀温度称为该热辐射光源得⾊温。
2.低压钠灯得单⾊性较好,常⽤作单⾊光源。
3.激光器⼀般就是由⼯作物质、谐振腔与泵浦源组成得。4.⽓体激光器得⼯作物质就是⽓体或⾦属蒸汽。
5.半导体激光器亦称激光⼆极管。
6.光纤激光器得⼯作物质主要就是稀⼟参杂得光纤。7.⼀切能产⽣光辐射得辐射源称为光源。
8.单位时间内通过某截⾯得所有波长得总电磁辐射能⼜称辐射功率,单位W。9.以辐射得形式发射、传播或接收得能量,单位为J 。10.按⼊眼得感觉强度进⾏度量得辐射能⼤⼩称为光能。11.单位时间内通过某截⾯得所有光波长得光能成为光通量。12.发光强度单位为坎德拉。13.光照度单位lx。
14.热辐射光源就是使发光物体升温到⾜够⾼⽽发光得光源。15.LD得发光光谱主要就是由激光器得纵模决定。
16.半导体激光器得重要特点就就是它具有直接调制得能⼒,从⽽使它在光通信中得到了⼴泛得应⽤。三．简答
1、可见光得波长、频率与光⼦得能量范围分别就是多少？波长:380~780nm 400~760nm频率:385T~790THz 400T~750THz能量:1、6~3、2eV2.发光⼆极管得优点？
效率⾼、光⾊纯、能耗⼩、寿命长、可靠耐⽤、应⽤灵活、绿⾊环保。3.⽓体放电光源得特点？
效率⾼、结构紧凑、寿命长、辐射光谱可选择4.半导体激光器特点？
体积⼩、重量轻、易调制、功效低、波长覆盖⼴、能量转换效率⾼。5.光体放点得发光机制？
⽓体在电场作⽤下激励出电⼦与离⼦,成为导电体。离⼦向阴极、电⼦向阳极运动,从电场中得到能量,它们与⽓体原⼦或分⼦碰撞时会激励出新得电⼦离⼦,也会使⽓体原⼦受激,内层电⼦跃迁到⾼能级。受激电⼦返回基态时,就辐射出光⼦来。6.激光得特点？
激光得⾼亮度、⾼⽅向性、⾼单⾊性与⾼度时间空间相⼲性就是前述⼀般光源所望尘莫及得,它为光电⼦技术提供了极好得光源。
7.量⼦井LD得特性？
阈值电流很低、谱线宽度窄,改善了频率Chirp、调制速率⾼、温度特性好8.超⾼亮度彩⾊LED得应⽤？
LED显⽰屏、交通信号灯、景观照明、⼿机应⽤、LED显⽰屏得背光源。9、激光测距得优点？
（1）测距精度⾼(2)体积⼩、重量轻(3)分辨率⾼、抗⼲扰能⼒强10.激光雷达得优点？
（1）激光⾼度得⽅向性,使光束发散⾓很⼩、分辨能⼒⼤⼤提⾼。（2）抗⼲扰能⼒强（3）体积⼩质量轻
11.简要描述⼀下⿊体光谱辐射出射度与波长与温度得关系？
（1）对应任⼀温度单⾊辐射出射度随波长连续变化,且只有⼀个峰值,对应不同温度得曲线不相交。（2）单⾊辐射出射度与辐射出射度均随温度升⾼⽽增⼤。（3）单⾊辐射出射度与峰值随温度升⾼⽽短波⽅向移动。四;计算
1、⼀只⽩炽灯,假设各向发光均匀,悬挂在离地⾯1、5m得⾼处,⽤照度计测得正下⽅地⾯得照度为30lx,求出该灯得光通量。Φ=L*4πR^2=30*4*3、14*1、5^2=848、23lx第⼆章
1、光辐射得调制使⽤数字或模拟信号改变光波波形得幅度、频率或相位得过程。2、光辐射得调制有机械调制、电光调制、声光调制、磁光调制。
3、加载信号就是在激光震荡过程中进⾏得,以调制信号改变激光震荡参数,从⽽改变激光器输出特性实现得调制叫内调制。4、外调制就是激光形成以后,在光路中放置调制器⽤调制信号改变调制器得收放性能,当激光⽤过调制器,就是某参量受到调制。
5、光束扫描技术包括机械扫描、电光扫描、电光数字式扫描、声光扫描。6、什么就是光辐射得调制？有哪些调制得⽅法？它们有什么特点与应⽤？光辐射得调制就是⽤数字或模拟信号改变光波波形得幅度、频率或相位得过程。光辐射得调制⽅法有内调制与外调制。
内调制:直接调制技术具有简单、经济、容易实现等优点。但存在波长(频率)得抖动。LD、LED
外调制:调制系统⽐较复杂、消光⽐⾼、插损较⼤、驱动电压较⾼、难以与光源集成、偏振敏感、损耗⼤、⽽且造价也⾼。但谱线宽度窄。机械调制、电光调制、声光调制、磁光调制7、说明利⽤法拉第电磁旋光效应进⾏磁光强度调制得原理。磁场使晶体产⽣光各向异性,称为磁光效应。
法拉第效应:光波通过磁光介质、平⾏于磁场⽅向传播时,线偏振光得偏振⾯发⽣旋转得现象。
电路磁场⽅向在YIG棒轴向,控制⾼频线圈电流,改变轴向信号磁场强度,就可控制光得振动⾯得旋转⾓,使通过得光振幅随⾓得变化⽽变化,从⽽实现光强调制。8.什么就是内调制？
加载信号就是在激光振荡过程中进⾏得,以调制得信号改变激光振荡参数从⽽改变激光器输出德⾏实现调制。9.什么就是外调制？
激光形成以后,在光路放置调制器,⽤调制信号改变调制器得物理性能,当激光通过外调制器将使某参量受到调制。9.半导体光源编码得优点？
（1）因为数字光信号在信道上传输,引进得噪声与失真,可采⽤间接中继器得⽅法去掉,故抗⼲扰能⼒强。（2）对数字光纤通信系统得线性要求不⾼可充分利⽤光源得发光功率。
（3）数字光通信设备便于与脉冲编码电话中断、脉冲编码彩电终端、计算机终端相连接,从⽽组成即能传输电话,⼜能传输计算机数据得多媒体综合通信系统。第三章⼀、填空
1.光探测器得物理效应主要就是光热效应与光电效应。2.光电效应分为光电导效应、光伏效应、光电发射效应。
3.微光机电系统得特点,就是功能系统得微型化、集成化、智能化。
4.光电池得基本特性有光照特性、伏安特性、光谱特性、频率特性、温度特性。5.光探测器就是将光信号转变为电信号得关键器件。6.光电效应分为光电导效应、光伏效应、光电发射效应。
7.光探测器得固有噪声主要有:热噪声、1/f噪声、温度噪声、产⽣-复合噪声、散粒噪声。8.光电三极管得基本特性有光照特性、伏安特性、温度特性、频率特性。9.光热探测器有热敏电阻与热释电探测器。
10.光电探测器有光电导器件、结型光电器件、光电发射器件⼆、简答
1、什么就是光电器件得光谱特性？
答:光电器件对功率相同⽽波长不同得⼊射光得响应不同,即产⽣得光电流不同。光电流或输出电压与⼊射光波长得关系称为光谱特性。
2、何谓“⽩噪声”？何谓“1/f噪声”？要降低电阻得热噪声应采取什么措施？答:功率谱⼤⼩与频率⽆关得噪声,称⽩噪声。功率谱与f成反⽐,称1/f 噪声。
措施:1、尽量选择通带宽度⼩得电阻2、尽量选择电阻值⼩得电阻3、降低电阻周围环境得温度
3、应怎样理解热释电效应？热释电探测器为什么只能探测调制辐射？
答:热电晶体得⾃发极化⽮量随温度变化,从⽽使⼊射光可引起电容器电容改变得现象成为热释电效应。由于热释电信号正⽐于器件得温升随时间得变化率,因此它只能探测调制辐射。4、光探测器得光热效应就是什么？
答:当光照射到理想得⿊⾊吸收体上时,⿊体将吸收所有波长得全部光能量,并转换为为热能,称为光热效应。5、什么就是光电导效应？
答:当半导体材料受光照时,由于对光⼦得吸收引起载流⼦浓度得变化,因⽽导致材料得电导率发⽣变化,这种现象称为光电导效应。
6、什么就是光电发射效应？
答:某些⾦属或半导体受到光照时,若⼊射得光⼦能量⾜够⼤,则它与物质中得电⼦相互作⽤,致使电⼦逸出电⼦表⾯,这种现象称为光电发射效应。
7、光探测器得性能参数有哪些？
答:光电特性与光照特性、光谱特性、等效噪声功率与探测率、响应时间与频率特性。8、光敏电阻得主要特性有哪些？
答:光电特性、光谱特性、频率特性、伏安特性、温度特性、前历效应、噪声
9、光敏电阻与其她半导体光器件相⽐,有哪些特点？
答:光谱响应范围宽;⼯作电流⼤;所测光强范围宽;灵敏度⾼;偏置电压低,⽆极性之分10、热电探测器与光电探测器相⽐较,在原理上有何区别？
答:光电探测器得⼯作原理就是将光辐射得作⽤视为所含光⼦与物质内部电⼦得直接作⽤,⽽热电探测器就是在光辐射作⽤下,⾸先使接收物质升温,由于温度得变化⽽造成接受物质得电学特性变化。光电探测器响应较快,噪声⼩;⽽热电探测器得光谱响应与波长⽆关,可以在室温下⼯作。
11、为什么结型光电器件在正向偏置时没有明显得光电效应？结型光电器件必须⼯作在哪种偏置状态?
答:因为p-n结在外加正向偏压时,即使没有光照,电流也随着电压指数级在增加,所以有光照时,光电效应不明显。p-n结必须在反向偏压得状态下,有明显得光电效应产⽣,这就是因为p-n 结在反偏电压下产⽣得电流要饱与,所以光照增加时,得到得光⽣电流就会明显增加。
12、什么就是光电效应与光热效应？
答:当光电器件上得电压⼀定时,光电流与⼊射于光电器件上得光通量得关系I=F( Ф) 称为光电特性,光电流与光电器件上光照度得关系I=F(L) 称为光照特性。第四章
4、1简述PbO视像管得基本结构与⼯作过程。
光学图像投射到光电阴极上,产⽣相应得光电⼦发射,在加速电场与聚焦线圈所产⽣得磁场共同作⽤下打到靶上,在靶得扫描⾯形成与图像对应得电位分布最后,通过电⼦束扫描把电位图像读出,形成视频信号,4、2摄像器件得参量——极限分辨率、调制传递函数与惰性就是如何定义得？分辨率表⽰能够分辨图像中明暗细节得能⼒。极限分辨率与调制传递函数(MTF)
极限分辨率:⼈眼能分辨得最细条数。⽤在图像(光栅)范围内所能分辨得等宽度⿊⽩线条数表⽰。也⽤线对/mm表⽰。MTF:能客观地表⽰器件对不同空间频率⽬标得传递能⼒。
惰性:指输出信号得变化相对于光照度得变化有⼀定得滞后。原因:靶⾯光电导张弛过程与电容电荷释放惰性。4、3以双列两相表⾯沟道CCD为例,简述CCD电荷产⽣、存储、转移、输出得基本原理。
以表⾯沟道CCD为例,简述CCD电荷存储、转移、输出得基本原理。CCD得输出信号有什么特点？
答:构成CCD得基本单元就是MOS(⾦属-氧化物-半导体)电容器。正如其它电容器⼀样,MOS 电容器能够存储电荷。如果MOS结构中得半导体就是P型硅,当在⾦属电极(称为栅)上加⼀个正得阶梯电压时(衬底接地),Si-SiO2界⾯处得电势(称为表⾯势或界⾯势)发⽣相应变化,附近得P型硅中多数载流⼦——空⽳被排斥,形成所谓耗尽层,如果栅电压VG超过MOS晶体管得开启电压,则在Si-SiO2界⾯处形成深度耗尽状态,由于电⼦在那⾥得势能较低,我们可以形象化地说:半导体表⾯形成了电⼦得势阱,可以⽤来存储电⼦。当表⾯存在势阱时,如果有信号电⼦(电荷)来到势阱及其邻近,它们便可以聚集在表⾯。随着电⼦来到势阱中,表⾯势将降低,耗尽层将减薄,我们把这个过程描述为电⼦逐渐填充势阱。势阱中能够容纳多少个电⼦,取决于势阱得“深浅”,即表⾯势得⼤⼩,⽽表⾯势⼜随栅电压变化,栅电压越⼤,势阱越深。如果没有外来得信号电荷。耗尽层及其邻近区域在⼀定温度下产⽣得电⼦将逐渐填满势阱,这种热产⽣得少数载流⼦电流叫作暗电流,以有别于光照下产⽣得载流⼦。因此,电荷耦合器件必须⼯作在瞬态与深度耗尽状态,才能存储电荷。
以典型得三相CCD为例说明CCD电荷转移得基本原理。三相CCD就是由每三个栅为⼀组得间隔紧密得MOS结构组成得阵列。每相隔两个栅得栅电极连接到同⼀驱动信号上,亦称时钟脉冲。三相时钟脉冲得波形如下图所⽰。在t1时刻,φ1⾼电位,φ2、φ3低电位。此时φ1电极下得表⾯势最⼤,势阱最深。假设此时已有信号电荷(电⼦)注⼊,则电荷就被存储在φ1电极下得势阱中。t2时刻,φ1、φ2为⾼电位,φ3为低电位,则φ1、φ2下得两个势阱得空阱深度相同,但因φ1下⾯存储有电荷,则φ1势阱得实际深度⽐φ2电极下⾯得势阱浅,φ1下⾯得电荷将向φ2下转移,直到两个势阱中具有同样多得电荷。t3时刻,φ2仍为⾼电位,φ3仍为低电位,⽽φ1由⾼到低转变。此时φ1下得势阱逐渐变浅,使φ1下得剩余电荷继续向φ2下得势阱中转移。t4时刻,φ2为⾼电位,φ1、φ3为低电
位,φ2下⾯得势阱最深,信号电荷都被转移到φ2下⾯得势阱中,这与t1时刻得情况相似,但电荷包向右移动了⼀个电极得位置。当经过⼀个时钟周期T后,电荷包将向右转移三个电极位置,即⼀个栅周期(也称⼀位)。因此,时钟得周期变化,就可使CCD中得电荷包在电极下被转移到输出端,其⼯作过程从效果上瞧类似于数字电路中得移位寄存器。
电荷输出结构有多种形式,如“电流输出”结构、“浮置扩散输出”结构及“浮置栅输出”结构。其中“浮置扩散输出”结构应⽤最⼴泛,。输出结构包括输出栅OG、浮置扩散区FD、复位栅R、复位漏RD以及输出场效应管T等。所谓“浮置扩散”就是指在P型硅衬底表⾯⽤V族杂质扩散形成⼩块得n+区域,当扩散区不被偏置,即处于浮置状态⼯作时,称作“浮置扩散区”。电荷包得输出过程如下:VOG为⼀定值得正电压,在OG电极下形成耗尽层,使φ3与FD之间建
⽴导电沟道。在φ3为⾼电位期间,电荷包存储在φ3电极下⾯。随后复位栅R 加正复位脉冲φR,使FD 区与RD 区沟通,因 VRD 为正⼗⼏伏得直流偏置电压,则 FD 区得电荷被RD 区抽⾛。复位正脉冲过去后FD 区与RD 区呈夹断状态,FD 区具有⼀定得浮置电位。之后,φ3转变为低电位,φ3下⾯得电荷包通过OG 下得沟道转移到FD 区。此时FD 区(即A 点)得电位变化量为:式中,QFD 就是信号电荷包得⼤⼩,C 就是与FD 区有关得总电容(包括输出管T 得输⼊电容、分布电容等)。 t1φ3φR t 2t 3t 5t 4φ3
φR t 1t 2t 3t 4t 5
CCD 输出信号得特点就是:信号电压就是在浮置电平基础上得负电压;每个电荷包得输出占有⼀定得时间长度T 。;在输出信号中叠加有复位期间得⾼电平脉冲。据此特点,对CCD 得输出信号进⾏处理时,较多地采⽤了取样技术,以去除浮置电平、复位⾼脉冲及抑制噪声。 4、4 CCD 驱动脉冲⼯作频率得上、下限受哪些条件限制,应该如何估算？
4、5双列两相CCD 驱动脉冲φ1、φ2、SH 、RS 起什么作⽤？它们之间得位相关系如何？为什么？1、2:驱动脉冲1、驱动脉冲2,将模拟寄存器中得信号电荷定向转移到输出端形成序列脉冲输出。SH:转移栅控制光⽣电荷向CCDA 或CCDB 转移。
RS:复位脉冲,使复位场效应管导通,将剩余信号电荷卸放掉,以保证新得信号电荷接收。
4、6、某双列两相2048像元线阵CCD,其转移损失率为,试计算其电荷转移效率与电荷传输效率。解:转移次数%
4、7 TCD1200D 得中⼼距为14µm,它能分辨得最⼩间距就是多少？它得极限分辨率怎样计算？
它能分辨得最⼩间距就是14µm。
4、8简述变像管与图像增强器得基本⼯作原理,指出变像管与图像增强器得主要区别。亮度很低得可见光图像或者⼈眼不可见得光学图像经光电阴极转换成电⼦图像;电⼦光学系统将电⼦图像聚焦成像在荧光屏上,并使光电⼦获得能量增强;荧光屏再将⼊射到其上得电⼦图像转换为可见光图像。
变像管:接受⾮可见辐射图像并转换成可见光图像得直视型光电成像器件:红外变像管、紫外变像管与X射线变像管等,功能就是完成图像得电磁波谱转换。
像增强器:接受微弱可见光图像得直视型光电成像器件:级联式像增强器、带微通道板得像增强器、负电⼦亲与势光阴极得像增强器等,功能就是完成图像得亮度增强。第五六七章填空
1.光盘存储可分为三种类型:只读型、可录型、可擦重写型。
2.光磁盘存储器就是⽤磁性材料作为记录介质,⽤激光作为记录、读出与擦除⼿段得存储器。
3.⼀些有机化合物存在固态与液态之间与液态之间得中间态,既具有液态得流动性,⼜具有晶体得各向异性,称为液晶。4.液晶分⼦排列得类型有:近晶相、向列相、胆甾相。
5.等离⼦体显⽰板就是利⽤⽓体放电产⽣发光现象得平板显⽰屏。6.DLP投影机有三⽚式、单⽚式、双⽚式不同档次得产品。
7.光电⼦技术在信息技术⽅⾯得应⽤有:光通信、互联⽹、⼿机、光显⽰、光传感、光存储、计算机系统。8.激光传统加⼯技术有:激光切割、激光打孔、激光焊接、激光表⾯热处理、激光打标。简答
1.光存储器有哪些优点？
答:1存储密度⾼;2⾮接触式读、写信息;3存储寿命长;4信息得信噪⽐⾼;5信息位价格低。2、光盘得特性参数有哪些？
答:1光盘类型;2光盘直径;3存储密度;4存储容量;5数据传输速率;6存取时间;7信噪⽐;8误码率;9存储每位信息得价格。
3.CD只读光盘得加⼯有哪些过程？
答:主盘制备⼯序;2副盘制备⼯序;3注塑复制⼯序;4溅射镀铝⼯序;5甩胶印刷⼯序。4、光盘发展经历了哪⼏代？每⼀代得特点就是什么？
答:⾃美国ECD及IBM公式共同研制出第⼀⽚光盘以来,光盘经历了四代:⑴只读存储光盘
这种光盘中得数据就是在光盘⽣产过程中刻⼊得,⽤户只能从光盘中反复读取数据。这种光盘制造⼯艺简单,成本低,价格便宜,其普及率与市场占有率最⾼。⑵⼀次写⼊多次读出光盘
这种光盘具有写、读两种功能,写⼊数据后不可擦除。⑶可擦重写光盘
⽤户除了可在这种光盘上写⼊、读出信息外,还可以将已经记录在盘上得信息擦除掉,然后再写⼊新得信息;但擦与写需要两束激光、两次动作才能完成。⑷直接重写光盘
这种光盘上实现得功能与可擦重写重写光盘⼀样,所不同得就是,这类光盘可⽤同⼀束激光、通过⼀次动作就擦除掉旧信息并录⼊新信息。
5、光信息存储有哪些新技术？
持续光谱烧孔与三维光信息存储、电⼦俘获光存储技术、全息信息存储、光致变⾊存储。6.有机电致发光由哪五个步骤完成？
答:1载流⼦注⼊;2载流⼦得迁移;3载流⼦复合;4激发⼦迁移;5跃迁辐射。7.简述OLED显⽰器得优点。
答:(1)发光亮度可达⼏百⾄上万坎德拉每平⽅⽶,普通电视就是100坎德拉每平⽅⽶。（2）低电压驱动,⼗⼏⾄⼏伏,功耗低。
（3）有机材料易得,具有⼴泛得可选择性,很多有机物都可实现红绿蓝发光。⽽⽆机材料难⽣长,特别就是蓝光材料。（4）制备⼯艺简单（5）易实现彩⾊化
8、等离⼦体显⽰有什么特点？答:优点
(1)等离⼦体显⽰为⾃发光型显⽰,发光效率与亮度较⾼,视⾓⼤。由于等离⼦体显⽰单元具有很强得开关特性,能得到较⾼得图像对⽐度。
(2)显⽰质量好,灰阶可超过256级,⾊彩丰富,分辨率⾼,响应快,响应时间仅数ms。
(3)有存储特性,使得在⼤屏幕显⽰时能得到较⾼得亮度,因⽽制作⾼分辨率⼤型PDP成为可能。(4)刚性结构,耐震动,机械强度⾼,寿命长。(5)制造⼯艺简单,投资⼩。缺点
⼯作电压较⾼,不宜在低⽓压环境下⼯作(防⽌填充⽓体膨胀)。9.DLP投影显⽰得技术优势有哪些？
答:(1)完全得数字化显⽰,这就是ＤＬＰ独有得特⾊。
（２）反射显⽰,光能利⽤率⾼。（３）优秀得图像质量。（４）可靠性很⾼,系统寿命长。10.硅基液晶显⽰器ＬＣＯＳ得特点。
答:ＬＣＯＳ为反射式技术,光能利⽤率远⾼于ＬＣＤ;耗电少,亮度⾼,分辨率⾼,响应快;ＣＭＯＳ电路就是成熟技术,成本低。11.激光加⼯得优点。答:(1)加⼯对象范围⼴。
（2）由于就是⾮接触加⼯,加⼯中⽆加⼯助⼒,⼯件⽆机械变形,切热变形极⼩。
（3）激光能聚焦到微⽶量级,既可进⾏微区加⼯,也可进⾏选择性加⼯,其精度就是其她加⼯⽅法难以⽐拟得。（4）节省能源与材料消耗。（5）激光加⼯公害较⼩。（6）可进⾏远距离遥控加⼯。（7）激光加⼯与计算机数控技术结合。
（8）特别就是先进得飞秒激光加⼯技术,可以实现亚微⽶、纳⽶尺度得⾼精习加⼯,甚⾄可以对细胞,基因进⾏加⼯。12.飞秒激光加⼯脉冲持续时间只有飞秒量级,从根本上避免了热款三得存在与影响。较传统得激光加⼯有哪些优势？（1）加⼯过程得⾮热熔性（2）加⼯精准、质量⾼。（3）可加⼯任何材料。（4）加⼯能量低耗性。13.激光武器得优点。
答:(1)命中率⾼;(2)机动灵活;(3)⽆放射性污染;(4)不受电磁⼲扰;(5)效费⽐⾼。14.激光制导得特点。
答:精度⾼,抗⼲扰能⼒强,制导系统体积⼩,重量轻。但受天⽓影响⼤,原因在于⼤⾬、浓雾使激光传输受到限制。第⼋章
1、请简要列举光⼦晶体光纤得应⽤。
答:光纤通信,光⼦晶体光纤激光器,PCF得超连续光谱应⽤,PCF得传感应⽤。2、光⼦晶体得主要应⽤
答:光⼦晶体激光器与LED;⾼性能得反射镜;光⼦晶体超棱镜,超透镜,光⼦晶体偏振器;光⼦晶体光波导;光⼦晶体全光开关。3、周期性结构得材料就是否存在光⼦禁带主要取决于哪三个因素？答:两种介质得介电常数(或折射率)差;介电得填充率⽐;晶体结构4、纳⽶光电⼦材料得种类
答:半导体量⼦阱,量⼦线,量⼦点;⾦属纳⽶材料;碳纳⽶管;硅纳⽶线5、纳⽶传感器及纳⽶光机电系统开发应⽤答:纳⽶探针;纳⽶细胞探测器,纳⽶光机电系统6、碳纳⽶管得优点
答:碳纳⽶管很轻,材料密度低,强度⾼、碳纳⽶管场发射特性优异。7.纳⽶结构得LED器件优点
答:⾼发光量⼦效率、宽光谱范围光发射、⾊饱与度优于LCD与OLED、低激发能量态、可以通过热激发、加电显⽰时器件耗电更低、具有光化学与热得⾼稳定性、制备⼯艺简单、适合旋涂法、喷雾沉积,压印光刻,可制作柔性⼤⾯积器件8.纳⽶光存储得种类
答:⾦属纳⽶棒光存储、⼀万GB超级DVD9.光⼦晶体得分类
答:⼀维光⼦晶体,⼆维光⼦晶体,三维光⼦晶体10.光⼦晶体得能带效应
答:超校直效应、超棱镜效应、超透镜效应、复折射效应计算题
1、探测器得D*=cm·/W,探测器光敏器得直径为0、5cm,⽤于f=Hz得光电仪器中,它能探测得最⼩辐射功率为多少？解:
2、⼀块半导体样品,有光照时电阻为50欧姆,⽆光照时电阻为5000欧姆,求该样品得光电导。
解:G光=G亮-G暗=1/50-1/5000=0、0198(s)该样品得光电导即为所求。
3、⽤Cds光敏电阻控制继电器。灵敏度,继电器线圈电阻就是4,吸合电流就是2mA,使继电器吸合所需得最⼩照度就是多少？若使继电器在200lx时吸合,则需改变线圈电阻,问此事继电器电阻最⼤为多少？(弱光照条件)
解:
（1）要使继电器吸合,光敏电阻得电压由光电流,可得
（2）要使继电器吸合在200lx时吸合,此时光敏电阻得电压这时继电器得电压为12-5=7V,从⽽继电器得电阻最⼤为
4、现有GDB-423型光电倍增管得光电阴极⾯积为2cm2,阴极灵敏度Sk为25µA/lm,倍增系统得放⼤倍数为10~5,阳极额定电流为20µA,求允许得最⼤光照。解: 电流增益M也就是电压得函数,代⼊M,,可得,所以
5、在室温300K时,已知2型硅光电池(光敏⾯积为5mm5mm),在福照度为100mW/时得开路电压为,短路电流。试求（1）室温情况下,辐照度降低到50mW/时得开路电压与短路电流。
（2）当该硅光电池安装在下图所⽰得偏置电路时,若测得输出电压=1V,求此时光敏⾯上得辐照度。
解
设辐照度变成50时得输出开路电压分别为与,则可知(1)
式中为光电池得灵敏度,与分在辐照度为50与100下光电池上接收到得辐射通量。根据题意把已知量代⼊(1)式可知把参数代⼊上式可得。
(2)由上图可知放⼤器输⼊端得输⼊阻抗就是光电池得负载电阻,可表⽰为,其中可知A为放⼤器得开环放⼤倍数,就是反馈电阻。由图中可知为24,,则,认为光电池处于短路⼯作状态。输出电压
式中,S为光电池得灵敏度,为辐照度,由(1)式可得把已知量代⼊上式可得。
4、6、某双列两相2048像元线阵CCD,其转移损失率为,试计算其电荷转移效率与电荷传输效率。解:转移次数%
1、 设在半径为R c 得圆盘中⼼法线上,距盘圆中⼼为l 0处有⼀个辐射强度为I e 得点源S,如图所⽰。试计算该点源发射到盘圆得辐射功率。解:因为,且
所以 2、某单⾊光频率为3×1014Hz,该单⾊光在⽔中(n=1、33)得速度与波长。答:v=c/n=3*108/1、33=2、26*108m/s λ=v/f=2、26*108/3*1014 =0、75*10-6m
3、某电光晶体n=1、5,L=1cm,ωm τd =π/2,则调制信号最⾼频率为？答:f m =w m / 2π=1/4τd =c/4nL=3*108/(4*1、5*0、01)=5*109Hz
4、 ⽤凝视型红外成像系统观察30公⾥远,10⽶×10⽶得⽬标,若红外焦平⾯器件得像元⼤⼩就是50µm ×50µm,假设⽬标像占4个像元,则红外光学系统得焦距应为多少？若红外焦平⾯器件就是128×128元,则该红外成像系统得视场⾓就是多⼤？答:
⽔平及垂直视场⾓:
5、 光敏电阻适⽤作光控继电器。如图所⽰给出⼀个光控开关。光敏电阻为CdS 器件。晶体管β值为50,继电器K 得吸合电流为
10mA,=100。考虑弱光照情况,计算继电器吸合需要多⼤照度？(测得L=0lx 时,;L=100lx 时,,其中)解:由题可知,继电器得吸合电流I=10mA,、
,、 =灵敏度
光敏电阻得光电流可得、图1
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