光电技术第1章习题

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1、《光电技术》习题第一章第一部分:1．已知表示光电导体的灵敏度的G（光电增益），式中β为量子产额；为光生载流子寿命；为载流子在光电导两极间的渡越时间，如果在光电导体中自由电子与空穴均参与导电，请推导：。式中和分别为自由电子和空穴的寿命；和分别为自由电子和空穴的迁移率。（P6）2．简答P型与N型半导体杂质能级区别。（P3-4）3．比较直线性光电导与抛物线性光电导的主要特性。（P7-8）4．举一简例说明研究光电导的光谱分布有何实际应用。（P9-10）5．简述光生伏特效应与热释电效应的原因及其应用。（P10-11）6．观察图1.1.3-4，指出本征光电导与杂质光电导的长波限位置。（P

2、9-10）7．辐射度量和光度量的根本区别是什么？辐射度量与光度量是光辐射的两种不同度量方法。根本区别在于：前者是物理（或客观）的计量方法，称为辐射度量学计量方法或辐射度参数，它适用于整个电磁辐射谱区，对辐射量进行物理的计量；后者是生理（或主观）的计量方法，是以人眼所能看见的光对大脑的刺激程度来对光进行计算，称为光度参数。光广度参数只适用于0.38~0.78μm的可见光谱区域，是对光强度的主观评价，超过这个谱区，光度参数没有任何意义。8．设在半径为的圆盘中心法线上，距圆盘中心为l0处有一个辐射强度为Ie的点源S，如图所示。试计算该点源发射到圆盘的辐射功率。（P14或PPT）l0

3、SRc第8题图9．某半导体光电器件的长波限为13μm，求其杂志电离能ΔE。10．已知本征硅材料的禁带宽度，试求该半导体材料的本征吸收长波限。11．某光电发射材料的光电发射长波限为680nm，试求该光电发射材料的光电发射阈值（逸出功）。3第二部分：1．物体受到光照后向外发射电子的现象称为外光电效应或称光电发射效应，所发射的光电子的最大动能随入射光频率而线性变化，与入射光强无关。光电管、光电倍增管等光电器件都是基于光电发射效应而制成的。2．正透镜的共同特征是中心厚度比边缘厚度厚；负透镜的共同特征是中心厚度比边缘厚度薄。3．单片正透镜是一个最简单的放大镜。4．工作在物镜面附近的透镜

4、称为场镜。5．探测器与浸没透镜平面间或胶合或光胶，使像面浸没在折射率较高的介质中。它的主要作用是显著地减小探测器的光敏面积，提高信噪比。6．阶梯透镜是有“阶梯”形不连续表面的透镜；“阶梯”由一系列同心圆环状带区构成，故又称环带透镜。优点：厚度小，重量轻，光吸收损失小。7．设球面曲率半径为R，则球面镜的焦距为R／2，这一数值与光的波长无关，也就是说球面镜不产生色差。8．光锥为一种非成像的聚光元件，可增加光照度或减小探测器面积的作用9．光楔常用作光学测微器或补偿器，利用光楔的移动或转动来测量或补偿微小的角量或线量。10．干涉滤光片主要功能是分割光谱带，常见的有：截止滤光片和带通滤

5、光片。11．光调制指的是使光信号的一个或几个特征参量按被传送信息的特征变化，以实现信息检测传送目的的方法。12．分别简答下列三个图调制方法（光强度调制）。（P32-33）13．光波在传播时被超声波衍射的现象叫做声光效应。14．利用偏振光振动面旋转，实现光调制最简单的方法是用两块偏振器相对转动，按马吕斯定理，输出光强为，式中I0为两偏振器主平面一致时所通过的光强；α为两偏振器主平面间的夹角。15．克尔效应：指的是某些各向同性的介质在电场作用下变成各向异性，光束通过将会产生双折射现象。16．实验表明，克尔效应的两束偏振光的折射率之差与电场E的平方成正比，而泡克耳效应的两束偏振光的

6、折射率之差与所加电场E成正比。317．何为磁光效应？目前在磁光效应方面，主要是哪两种效应来获得光偏振调制？“法拉第”旋光效应偏振光在磁场内偏振面旋转的角度表达式如何？（P39）18．光的频率调制，主要是指光学多普勒频移。19．波长调制有哪几种（至少举三种）？下图为利用热色物质颜色变化的波长调制来检测液体温度的示意图，说明其检测原理。（P41-43）20．放大器的电压放大系数通常是频率的复函数，可以写成，式中，f是频率，是角频率，表示放大器的放大量与频率的关系，称为幅—频特性，表示放大器输出相对于输入的相位差与频率的关系，称为相—频特性，它们合称为放大器的频率特性，也称为频率响

7、应。21．下图所示为开关电容滤波器，画出其等效电路并写出其传递函数。（P56）22．下图为采样保持电路的原理图。请简要分析其工作原理。（P62）3