光電檢測復(fù)習(xí)資料

1、簡答題簡答題1、光電探測器常見的噪聲有哪幾類？分別簡要說明。光電探測器常見的噪聲有哪幾類？分別簡要說明。（1）熱噪聲：由載流子熱運(yùn)動引起的電流起伏或電壓起伏成為熱噪聲，熱噪聲功率與溫度有關(guān)(2)散粒噪聲：隨機(jī)起伏所形成的噪聲(3)產(chǎn)生復(fù)合噪聲：載流子濃度起伏引起半導(dǎo)體電導(dǎo)率的起伏，在外加電壓下，電導(dǎo)率的起伏是輸出電流中帶有產(chǎn)生復(fù)合噪聲(4)1f噪聲：這種噪聲功率譜近似與頻率成反比(5)溫度噪聲：是由于器件本身溫度變化引起的噪聲2、光電二

2、極管與一般二極管相比有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)光電二極管與一般二極管相比有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？相同點(diǎn)：都是基于PN結(jié)的光伏效應(yīng)而工作的不同點(diǎn)：（1）就制作襯底材料的摻雜濃度而言，一般二極管要比光電二極管濃度較高（2）光電二極管的電阻率比一般二極管要高（3）普通二極管在反向電壓作用時處于截止?fàn)顟B(tài)，只能流過微弱的反向電流，光電二極管是在反向電壓作用下工作的，（4）光電二極管在設(shè)計和制作時盡量使PN結(jié)的面積相對較大，以便接收入射光。3、簡述光電三極

3、管的工作原理。簡述光電三極管的工作原理。光電三極管的工作原理分為兩個過程：一是光電轉(zhuǎn)換；二是光電流放大。就是將兩個pn結(jié)組合起來使用。以NPN型光電三極管為例，基極和集電極之間處于反偏狀態(tài)，內(nèi)建電場由集電極指向基極。光照射p區(qū)，產(chǎn)生光生載流子對，電子漂移到集電極，空穴留在基極，使基極與發(fā)射極之間電位升高，發(fā)射極便有大量電子經(jīng)基極流向集電極，最后形成光電流。光照越強(qiáng)，由此形成的光電流越4、簡述聲光相互作用中產(chǎn)生布喇格衍射的條件以及布喇格衍

4、射的特點(diǎn)。簡述聲光相互作用中產(chǎn)生布喇格衍射的條件以及布喇格衍射的特點(diǎn)。產(chǎn)生布喇格衍射條件：聲波頻率較高，聲光作用長度L較大，光束與聲波波面間以一定的角度斜入射。特點(diǎn)：衍射光各高級次衍射光將互相抵消，只出現(xiàn)0級和1級（或?1級）方面的差異。方面的差異。答：光子探測器和光熱探測器分別應(yīng)用了光子效應(yīng)和光熱效應(yīng)。光子效應(yīng)是指單個光子的性質(zhì)對產(chǎn)生的光電子起直接作用的一類光電效應(yīng)。探測器吸收光子后，直接引起原子或分子的內(nèi)部電子狀態(tài)的改變。光子能量的

5、大小，直接影響內(nèi)部電子狀態(tài)改變的大小。光子效應(yīng)就對光波頻率表現(xiàn)出選擇性，在光子直接與電子相互作用的情況下，其響應(yīng)速度一般比較快。（3分）光熱效應(yīng)和光子效應(yīng)完全不同。探測元件吸收光輻射能量后，并不直接引起內(nèi)部電子狀態(tài)的改變，而是把吸收的光能變?yōu)榫Ц竦臒徇\(yùn)動能量，引起探測元件溫度上升溫度上升的結(jié)果又使探測元件的電學(xué)性質(zhì)或其他物理性質(zhì)發(fā)生變化。所以，光熱效應(yīng)與單光子能量h?的大小沒有直接關(guān)系。原則上，光熱效應(yīng)對光波頻率沒有選擇性。只是在紅外波

6、段上，材料吸收率高，光熱效應(yīng)也就更強(qiáng)烈，所以廣泛用于對紅外線輻射的探測。因?yàn)闇囟壬呤菬岱e累的作用，所以光熱效應(yīng)的響應(yīng)速度一般比較慢，而且容易受環(huán)境溫度變化的影響。11、光電探測器性能參數(shù)包括哪些方面。光電探測器性能參數(shù)包括哪些方面。答：為了評價探測器性能優(yōu)劣，比較不同探測器之間的差異，從而達(dá)到根據(jù)具體需要合理正確選擇光電探測器件的目的，制定了一套性能參數(shù)。通常包括積分靈敏度，也成為響應(yīng)度，光譜靈敏度，頻率靈敏度，量子效率，通量閾和噪聲

7、等效功率，歸一化探測度及工作電壓、電流、溫度及入射光功率允許范圍。12、光子效應(yīng)和光熱效應(yīng)。光子效應(yīng)和光熱效應(yīng)。答：光子效應(yīng)是指單個光子的性質(zhì)對產(chǎn)生的光電子起直接作用的一類光電效應(yīng)。探測器吸收光子后，直接引起原子或分子的內(nèi)部電子狀態(tài)的改變。光子能量的大小，直接影響內(nèi)部電子狀態(tài)改變的大小。因?yàn)?，光子能量是h?，h是普朗克常數(shù)?是光波頻率，所以，光子效應(yīng)就對光波頻率表現(xiàn)出選擇性，在光子直接與電子相互作用的情況下，其響應(yīng)速度一般比較快。光熱效