光电子期末考试重点

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1、1、比较光子和光热探测器在作用机理、性能及应用特点等异同。光子效应是指单个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。探测器吸收光子后，直接引起原子或分子的内部电子状态的改变。光子能量的大小，直接影响内部电子状态改变的大小。光子能量是，是普朗克常数,是光波频率，所以，光子效应就对光波频率表现出选择性，在光子直接与电子相互作用的情况下，其响应速度一般比较快。光热效应和光子效应完全不同。探测元件吸收光辐射能量后，并不直接引起内部电子状态的改变，而是把吸收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升,温度上升的结果又使探测元件的电学性质或其他物理性质发生变

2、化。所以，光热效应与单光子能量的大小没有直接关系。原则上，光热效应对光波频率没有选择性。只是在红外波段上，材料吸收率高，光热效应也就更强烈，所以广泛用于对红外线辐射的探测。因为温度升高是热积累的作用，所以光热效应的响应速度一般比较慢，而且容易受环境温度变化的影响。简述电荷耦合摄像器件的主要特性参数。转移效率：电荷包在进行每一次转移中的效率；不均匀度：包括光敏元件的不均匀与CCD的不均匀.暗电流：CCD在无光注入和无电注入情况下输出的电流信号；灵敏度：是指在一定光谱范围内，单位暴光量的输出信号电压（电流）；光谱响应：是指能量相对光谱响应，最大响应值归一化为100

3、%，所对应的波长峰值波长，低于10%的响应点对应的波长称为截止波长；噪声：可以归纳为散粒噪声、转移噪声和热噪声；分辨率：是指摄像器件对物像中明暗细节的分辨能力；动态范围和线性度：动态范围=光敏元件满阱信号/等效噪声信号，线性度是指在动态范围内，输出信号与暴光量的关系是否成直线关系。一、概念题1、磁光效应包括法拉第旋转效应、克尔效应、磁双折射效应等。其中最主要的是法拉第旋转效应，它使一束线偏振光在外加磁场作用下的介质中传播时，其偏振方向发生旋转。2、自发跃迁是指处于高能级的一个原子自发地向低能级跃迁，并发出一个光子的过程。受激跃迁是指处于高能级态的一个原子在一定

4、的辐射场作用下跃迁至低能级态，并辐射出一个与入射光子全同的光子的过程。3、根据调制器与激光器的关系，光束的调制方法可以分为内调制和外调制两种。内调制是指加载信号是在激光振荡过程中进行的，以调制信号改变激光器的振荡参数，从而改变激光器输出特性以实现调制。4、受激辐射下光谱线展宽的类型分为均匀展宽和非均匀展宽，其中均匀展宽主要有自然展宽、碰撞展宽、热振动展宽；非均匀展宽主要有多普勒展宽与残余应力展宽。6、激光与普通光源相比具有如下明显的特点：方向性好、单色性好、相干性好，强度大。7、光纤色散的主要危害是使脉冲信号展宽，限制了光纤的带宽或传输容量；多模光纤的色散主要

5、有模色散、材料色散、波导色散。8、声波在声光晶体中传播会引起晶体中的质点按声波规律在平衡位置振动，按照声波频率的高低以及声波和光波作用的长度不同，声光相互作用可以分为拉曼-纳斯衍射和布喇格衍射两种类型。9、光热效应是指探测元件吸收光辐射能量后，并不直接引起内部电子状态的改变，而是把吸收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升,温度上升的结果又使探测元件的电学性质或其他物理性质发生变化。10、磁光效应是指外加磁场作用引起材料光学各向异性的现象，法拉第磁光效应的规律（1）对于给定的介质,光振动面的旋转角与样品的长度和外加的磁感2应强度成正比（2）光的传播方

6、向反转时，法拉第旋转的左右方向互换。11、色温是指在规定两波长处具有与热辐射光源的辐射比率相同的黑体的温度。其并非热辐射光源本身的温度。12、光束调制按其调制的性质可分为调幅、调频、调相及强度调制。要实现脉冲编码调制，必须进行三个过程：抽样、量化和编码。13、光是一种以光速运动的光子流，光子和其它基本粒子一样，具有能量、动量和质量；其静止质量为零（0）。14、光照增强的同时，载流子浓度不断的增加，同时光敏电阻的温度也在升高，从而导致载流子运动加剧，因此复合几率也增大，光电流呈饱和趋势。15、电致折射率变化是指晶体介质的介电系数与晶体中的电荷分布有关，当晶体被施

7、加电场后，将引起束缚电荷的重新分布，并导致离子晶格的微小形变，从而引起介电系数的变化，并最终导致晶体折射率变化的现象。16、光电二极管按结构分有同质结与异质结光电二极管。17、常见的固体激光器有红宝石激光器、钕激光器或钛宝石激光器（写出两种），常见的气体激光器有He-Ne激光器、CO2激光器或Ar+激光器（写出两种）。18、光电二极管是指以光导模式工作的结型光伏探测器；常见的光电二极管有Si光电二极管、PIN光电二极管、雪崩光电二极管、肖特基势垒光电二极管光伏二极管等类型。19、光波在大气中传播时，由于大气气体分子及气溶胶的吸收和散射会引起光束的能量衰减；由于

8、空气折射率不均匀会引起光波的振幅和相位