光电检测技术期末考试A 卷
光电检测技术课程考试题 A 卷（120 分钟）考试形式：开卷考试日期2009 年6 月12 日
课程成绩构成：平时20 分，期中分，实验分，期末80 分
一二三四五六七八九十合
计
一、填空题（每空一分，共15分）
1、光具有的一个基本性质是（）。
2、光电检测技术研究的主要内容是（）（）。
3、光源调制通常分为（）和（）。
4、激光的形成必须满足（）（）（）。
5、为了提高光电二极管的响应频率，应适当加大（）。
6、光敏电阻受（）影响大，通常工作在（）环境下。
7、光电检测技术是（）与（）相结合而产生的一门新兴检测技术，它是利用（）进行检测。
8、假设调制盘的转速为N转/分，得到调制光的频率为f，则调制盘的孔数为（）。
二、判断题（每题一分，共1０分）
1、相干长度只与光波单色性有关，而与其波长无关。
（）
2、温度越高，热辐射的波长就越短。
（）
3、雪崩管的工作偏压一般不超过10V。
（）
4、光电探测器件输出的信号只有比噪声大时，测量才能进行。（）
5、光电探测器件的1/f噪声是一种低频噪声。
（）
6、光电池的频率特性很差。
（）
7、光电三极管的增益比光电二极管大，但其线性范围比光电二极管小。（）
8、对光源进行调制即可消除光源波动及背景光干扰的影响。
（）
9、补偿法测量比差动法响应慢，但通常精度更高。
（）
10、倒置望远镜系统对激光束发散角有缩小的作用。
（）
三、简答：（每小题6分，共30分）
1、简述半导体激光器的工作原理，它有哪些特点？对工
作电源有什么要求？
2、光源选择的基本要求有哪些?
3、光电倍增管的供电电路分为负高压供电与正高压供电，试说明这两种供电电路的特点，举例说明它们分别适用于哪种情况?
4、在微弱辐射作用下，光电导材料的光电灵敏度有什么特点，？为什么要把光敏电阻制造成蛇形？
5、为什么结型光电器件在正向偏置时，没有明显的光电效应？它必须在那种偏置状态？为什么？
四、论述题（45分）
1、论述光电检测系统的基本构成，并说明各部分的功能。
（10分）
2、在“反向偏置”电路中，有两种取得输出电压U0的方
法：一种是从负载电阻R L上取得电压U0，另一种是从二极管两端取得电压U0。叙述两种方法的特点及它们之间的联系。（10分）
3、如果硅光电池的负载为R L，画出它的等效电路图，写出流过负载I L的电流方程及U oc、I sc的表达式，说明其含义（图中标出电流方向）。（12分）
3、阐述用补偿法检测溶液浓度的工作原理及工作过程。（13
分）
答案：
一、填空题
1、光具有的性质（波粒二象性）
2、光电检测技术研究的内容（信息变换技术）、（电信号处理技术）
3、光源调制通常分为（机械调制）和（电调制或内调制）和（外调制）
4、激光的形成必须满足（粒子数反转）、（谐振腔共振）、（阈值条件）
5、为了提高光电二极管的响应频率，应适当加大（反向偏压）
6、光敏电阻受（温度）影响大、通常工作在（低温）环境下
7、光电技术是（光学）和（电子技术）相结合而产生的一门新兴检测技术、它是利用（光电子技术对光信息）进行检测8、假设调制盘的转速是N转/分，得到调制光的频率为f，则调制盘的孔数是（60f/N）
二、判断题
相干长度只与光波但色性有关，与其波长无关（×）
1，（√）2（√）3（√）4（√）5（×）6（√）7（×）8（√）
倒置望远镜系统对激光束发射角有缩小的作用（√）
三、简答
1、简述半导体的工作原理，它有哪些特点？对工作电源有什么要求？
半导体激光器（LD）工作原理：半导体材料是LD的激活物质，在半导体的两个端面精细加工磨成解理面而构成谐振腔。半导体p-n结在内建电场下达到平衡；当外加正偏压时，外加电压削弱内建电场，使空间电荷区变窄，载流子的扩散运动加强，构成少数载流子的注入，从而在p-n结附近产生导带电子和价带空穴的复合，复合产生能量释放，部分以光的形式释放出来，由于解理面谐振腔的共振放大作用实现受激反馈，实现定向发射而输出激光。
特点：体积小、重量轻、寿命长、具有高的转换效率，从紫外到红外均可发光，输出功率从几mw到几百mw，在脉冲输出时，可达数W，单色性比He-Ne激光器差。
对工作电源的要求是稳定
2、光源选择的基本要求有那些？
①源发光的光谱特性必须满足检测系统的要求。按检测的任务不同，要求的光谱范围也有所不同，如可见光区、紫外光
区、红外光区等等。有时要求连续光谱，有时又要求特定的光谱段。系统对光谱范围的要求都应在选择光源时加以满足。
②光对光源发光强度的要求。为确保光电测试系统的正常工作，对系统采用的光源的发光强度应有一定的要求。光源强度过低，系统获得信号过小，以至无法正常测试，光源强度过高，又会导致系统工作的非线性，有时还可能损坏系统、待测物或光电探测器，同时还会导致不必要的能源消耗而造成浪费。因此在设计时，必须对探测器所需获得的最大、最小光适量进行正确估计，并按估计来选择光源。
③对光源稳定性的要求。不同的光电测试系统对光源的稳定性有着不同的要求。通常依不同的测试量来确定。稳定光源发光的方法很多，一般要求时，可采用稳压电源供电。当要求较高时，可采用稳流电源供电。所用的光源应该预先进行月化处理。当有更高要求时，可对发出光进行采样，然后再反馈控制光源的输出。
④对光源其他方面的要求。光电测试中光源除以上几条基本要求外；还有一些具体的要求。如灯丝的结构和形状；发光面积的大小和构成；灯泡玻壳的形状和均匀性；光源发光效率和空间分布等等，这些方面都应该根据测试系统的要求给以满足。
3、光电倍增管的供电电路分为负高压供电和正高压供电，
