1、華科光電考研復試(光電檢測技術與應用題)1、溫度變化與自發極化強度有何關系？答：晶體的整體溫度的微小變化T產生自發極化強度Ps的變化可表示為Ps=PT式中P為熱釋電系數矢量，一般有三個分量Pi（i=1.2，3）Pi=dPsidT(單位ck)在與電熱釋電晶體的自發極化強度Ps軸垂直的表面內出現的束縛電荷面密度等于Ps，晶體內部電荷中和束縛電荷的平均時間=r這里為晶體的介電常數，r為晶體的電導率，多數熱釋電晶體值在11000s之間。2、熱電勢探測器能否測量直流信號？為什么？答：用于人體的熱釋電探測器，它的工作波長為715m，人體輻射為9m，圖中被測物體（或人體）所輻射的紅外線經過遮光盤的調制產生調

2、制頻率為的紅外光照攝熱釋電晶體，當1時，晶體內自由電荷來不及中和表面束縛電荷的變化結果就使在垂直于極化強度Ps的兩端面間出現交流電壓，在端面上敷以電極，并接上負載電阻就有電流通過，在負載R兩端就有交流電壓輸出，設溫度變化率為dTdt，極化強度Ps對時間的變化率為dPsdt，電極面積為A，則AdPsdt就相當于電路上的電流，于是電壓輸出與溫度變化率成正比。3、硅光電池為什么使用梳狀電池？答：梳狀電極：大面積光敏面采用梳狀電極可以減少光載流子的復合，從而提高轉換率，減少表面接觸電阻。4、為什么有些光敏二極管在制作PN結的同時還做出一個環極？答：無光照時反向電阻很大（M級）只有打在PN結附近，使PN

3、結空間電荷區（耗盡層）產生光生電子空穴對時它們與P區、N區的少數載流子一起在PN結內電場的作用下做定向移動形成光電流，此時它的反向電阻大為降低，一般只有1K到幾百歐，當負偏壓增加時耗盡層加寬使光電流增大，靈敏度提高，光電流與入射光照度成線性關系。光敏二極管的缺點：暗電流較大為了減少無光照時反向漏電流（暗電流）的影響有些光敏二極管（如2DU型）在制作PN結的同時還做出一個環形的擴散層引出的電極稱為環極，如圖所示因環極電位比負極電位高所以反向漏電流（暗電流）直接從環極流過而不再經過負極從而可以減少負極與正極之間的暗電流。5、兩種高速的光電二極管的結構特點和原理？（PIN、APD）答：PIN光電二極

4、管結構特點：P層和N層之間增加了一層很厚的高電阻率的本征半導I增加I區優點：（1）因為I區相對的P區和N區是高阻，在反偏的工作情況下，它承受極大部分電壓降，使耗盡區增大，這樣展寬了光電轉換有效工作區，使靈敏度增大（2）又因為PIN結光電二極管的工作電壓是很高的反偏電壓，使PIN結的耗盡層加寬，電場強光生電流加速因而大幅度減少了載流子在結構內漂移時間元件的響應速度加快電路特點：反偏電壓高APD光電二極管結構特點：在光照時P+層受光子能量激發的電子從所帶電躍遷到導帶，在高電場作用下，電子從高速通過P層產生碰撞電離，形成大量新生電子空穴對，并且它們也從電場中獲得高能量與從P+層來的電子一起再次碰撞P

5、區的其他原子，又產生大批新生電子6、光纖傳感器種類？答：光纖傳感器一般可分為兩大類：一類是功能型傳感器，又稱FF型光纖傳感器，它是利用光纖本身的特性，把光纖作為敏感元件，既感知信息又傳輸信息，所以又稱傳感型光纖傳感器。另一類是非功能型傳感器，又稱NF型光纖傳感器，它是利用其他敏感元件感受被測量的變化，光纖僅作為光的傳輸介質，用以傳輸來自于遠處或難以接近場所的光信號，因此，也稱為傳光型光纖傳感器。7、硅光電池和硒光電池的結構，適用的波長范圍（光譜特性），適合何種光，在實際中應用如何？答：硒光電池結構：先在鋁片上覆蓋一層P型半導體硒，然后蒸發一層鎘，然后加熱生成N型硒化鎘，與原來P型硒形成一個大面

6、積PN結，然后涂上半透明保護層，焊上電極，鋁片為正極，硒化鎘為負極。適用波長0.30.7m。在實際應用中，由于硒光電池的光譜響應曲線與V（）很相似，很適合做光度測量的檢測量。硅光電池結構：它是用單晶硅組成的，在一塊N型硅片上擴散P型雜質（如硼），形成一個擴散P+N結；或在P型硅片擴散N型雜質（如磷），形成N+P結；再焊上兩個電極。P端為光電池正極，N端為光電池負極，作光電檢測器在地面技術上使用的最多為P+N型。適用波長0.51.0m在實際應用中，把硅光電池單體經串聯、并聯組成電池組，與鎳鎘蓄電池配合，可作為衛星、微波站、野外燈塔、航標燈和無人氣象站等無輸電線路地區的電源供給。8、光電導效應：在

7、物質受到輻射光的照射后，材料的電學性質發生了變化（電導率改變、發射電子、產生感應電動勢等）的現象稱為光電效應。外光電效應：是指受到光輻射的作用后，產生電子發射的現象。內光電效應：是指受到光照射的物質內部電子能量狀態產生變化，但不存在表面發射電子的現象。光電導效應：半導體受光照后，內部產生光生載流子，使半導體中載流子顯著增加而電阻減小的現象。光生伏特效應：光照在半導體PN結或金屬半導體接觸面上時，會在PN結或金屬半導體接觸的兩側產生光電動勢。本征光電導效應：只有光子能量m大于材料禁帶寬度Eq的入射光，才能激發出電子空穴對，使材料產生光電導效應現象光熱效應：某些物質受到光照后，由于溫度變化而造成材

8、料性質發生變化的現象溫差電效應：由兩種材料制成的結點出現溫差而在兩結點間產生電動勢回路產生電流雜質光電導效應：是指雜質半導體中的施主或者受主吸收光子能量后電離，產生自由電子或空穴，從而增加材料電導率的現象9、兩種高速的光電二極管的結構特點，原理答：APD：在光照時，P+層受光子能量激發的電子從價帶躍遷到導帶，在高電場作用下，電子從高速通過P層并在P層產生碰撞電離形成大量新生電子空穴對，并且它們也從電廠中獲得高能量，與從P+層來的電子一起再次碰撞P區的其他電子，又產生大批新生中子PIN：P層和N層之間增加了一層很厚的高電阻率的本征半導體I10、光電管、光電倍增管的光譜特性取決于什么、結構和原理答

9、：光電管：光譜特性陰極材料不同時，對不同波長的光敏感度不同工作原理和結構如圖。光電倍增管：光譜響應寬特別是對紅光和紅外光。工作原理：陰極在光照下發射出光電子，光電子受到電極間電場作用而獲得較大的能量，當電子以足夠的速度打到倍增電極上時，倍增電極便會產生二次電子發射，使得向陽極方向運動的電子數目成倍的增加，經過多極倍增，最后到達陽極被收集而形成陽極電流隨著光信號的變化、在倍增極不變的條件下，陽極電流也隨光信號而變化達到把小的光信號變成大的電信號的目的。結構：光陽極K，倍增極D，陽極A11、為什么功能型光纖傳感器在結構上是連續的？答：功能型傳感器利用光纖本身的特性，把光纖作為敏感元件既感知信息又傳

10、輸信息，光纖與被測對象相互作用時光纖本身的結構參量（尺寸和形狀）發生變化，光纖的傳光特性發生相關變化，光纖中的光波參量受到相應控制即在光纖中傳輸的光波受到了被測對象的調制，空載波變為調制波，攜帶了被測對象的信息，另一層意思，光纖與被測對象作用時，光纖自身的結構參量并不發生變化，而光纖中傳輸的光波自身發生了某種變化，攜帶了待測信息12、APD光電二極管在結構上有什么優點，為什么？答：雪崩式光電二極管(APD)結構特點：在光照時，P+層受光子能量激發的電子從價帶躍遷到導帶，在高電場作用下電子從高速通過P層產生碰撞電離形成的大量新生電子空穴對，并且它們也從電場中獲得高能量，與從P+層來的電子一起再次

11、碰撞P區的其他原子，又產生大批新電子13、PIN結光電二極管增加了一層I區有什么優點？答：（1）因為I區相對于P區的高阻，在反偏的工作情況下，它承受極大部分電壓降使耗盡區增大，這樣展寬了光電轉換的有效工作區，使靈敏度增大（2）又因為PIN結光電二極管的工作電壓是很高的反偏電壓，使PIN結的耗盡層加寬電場強光生電流加速，因而大幅度減少了載流子在結構漂移時間，元件的響應速度加快14、為什么說光纖傳感器不受電磁場干擾？答：因為光纖傳感器是利用光波傳輸信息，而光纖是一種多層結構的圓柱體，由石英玻璃或塑料制成的電絕緣耐腐蝕的傳輸媒質，并且安全可靠15、試畫出激光多普勒光纖測速系統的原理圖，說明其工作原理

12、？答：圖中He-Ne激光器是經穩頻后的單模激光，分束鏡把激光分成兩路，在兩束光經匯聚透鏡L1把它們匯聚成焦點，在焦點附近兩束光形成涉場、流體流經這一范圍時，流體中的微小顆粒對光進行散射聚焦透鏡L2把這些散射光聚焦在光電倍增管上，產生包含流速信息的光電信號，經適當的電子線路處理可測出流體的流速16、物質、能量和信息是人類發展的三大基本要素。信息技術是一種綜合技術，它包括四個基本內容，即感測技術，通信技術、人工智能與計算機技術和控制技術。信息技術包括微電子信息技術、光子信息技術和光電信息技術等，作為核心的是微電子信息技術。17、光敏電阻原理，如何構成？它的亮電阻、暗電阻是什么級別、它們之比是什么范

13、圍？答：在均勻的具有光電導效應的半導體材料的兩端加上電極，便構成光敏電阻，當光敏電阻的兩端加上適當的偏置電壓Ubb時，便有電流Ip流過，用檢流計可以測到該電流，改變照射到光敏電阻上的光度量，發現流過光敏電阻的電流Ip將發生變化，說明光敏電阻的阻值隨入射光輻射照度變化而變化，暗電阻為M級，亮電阻為幾千歐的下之比可達1010000000（暗與亮）2010光電技術一，選擇1。可見光波段2。1cd的光在球面內的光通量3。發光效率的單位4。某波長的光照射本征半導體的禁帶寬度5。某器件類型判斷，PE/PV/PC，內光電/外光電二、問答（30分）1。比探測率的公式表述及其物理意義2。光電倍增管的組成及工作原

14、理3。探測器的VI曲線，并說明屬于哪些器件三、作圖題（10分）1。鎖放的框圖及其工作原理激光技術（說是考一二四章，但第四章基本沒考到，反倒是第六章和激光原理有所涉及）一、填空（10分）調制的概念轉鏡調Q的原理電光效應的概念穩頻的概念二、計算（40分）1。半波電壓的計算2。電光偏轉角的計算3。已知束腰半徑，求發散角4。縱模間隔的計算04激光技術部分1、一縱向運用的KDP電光調制器，長為2cm，折射率n1.5，若工作頻率為1GHz（1000kHz）。試求此時光在晶體中的渡越時間及引起的衰減因子。2、一個駐波超聲場對布喇格衍射光會發生什么反應？給出它所造成的頻移及衍射方向。3、11作為調Q激光器的工

15、作物質，應具有那些條件？為什么？4、一個聲光調Q器件（L50mm，H5mm）是用熔融石英材料做成。用于連續YAG激光器調Q，已知激光器的單程增益為0.3，聲光器件的電聲轉換效率為40。求（1）聲光器件的驅動功率Ps應為多大？（2）聲光器件要工作于布喇格衍射區，其聲場頻率為多少？5、在電光調制器中為了得到線性調制，在調制器中插入一個1/4波片，它的軸向應如何放置為佳？若旋轉1/4波片，它所提供的直流偏置有何變化？光電技術部分1、簡述Boxcar積分器的定點和掃描工作方式的工作過程。2、畫出鎖相放大器的工作原理圖，并簡述其工作原理。3、簡述PMT的供電電路及電阻電容的取值方法和作用。4、試敘光電二

16、極管，光電池的工作原理以及開路電壓，短路電流和光照度的關系。05激光技術部分1、試設計一種試驗裝置，如何檢驗出入射光的偏振態（線偏光、橢圓偏光和自然光），并指出是根據什么現象？如果一個縱向電光調制器，沒有起偏器，入射的是自然光，能否得到光強調制？若沒有檢偏器，能否得到光強調制？為什么？3、用鉬酸鉛晶體做成一個聲光偏轉器，取n2.48，M225（相對于熔融石英M2石英1.511015mkgs單位），換能器長度L1cm，寬度H0.5cm，聲波沿光軸方向傳播，聲頻fs0150Mhz，vs3.66105cm/s，光束寬度w0.85cm，=0.5m。證明該偏轉器只能產生正常布喇格衍射（2）為獲得100的

17、衍射效率，求聲功率Ps？（3）取布喇格帶寬fs125MHz，衍射效率降低多少？（4）求可分辨點數N？3、說明利用調Q技術獲得高峰值功率巨脈沖的原理。并簡單說明調Q脈沖形成過程中，各參量隨時間的變化。4、14聲光調Q為什么運轉于行波工作狀態，一般只適用于連續激光器的高重復頻率運行？加到電聲換能器上的高頻信號還要用頻率為f的脈沖電壓進行調制？5、有一轉鏡調Q釹玻璃激光器，棒的尺寸為20500mm，腔內散射損耗i0.05，反轉粒子數密度n=8.171017cm-3，受激發射截面=2.410-20cm2，試求馬達轉速為6萬轉/分時的開關角和開關時間。 光電檢測1、光電探測器按其伏安特性可分為哪幾類？畫

18、出伏安特性曲線，并說明其分屬于哪些器件。2、強噪聲背景下的寬帶周期信號用什么方法進行探測？可以采用鎖相放大器嗎？為什么？3、最佳源點阻是信號源的參數，還是前放的參數，它的表達式是什么？式中各項代表什么？什么是噪聲匹配，通常有哪些方法可以實現噪聲匹配。4、外光電效應與熱電效應的主要異同點（包括各自的優缺點）。5、應如何理解光電導增益，它對提高R，pc器件設計和使用上有何指導意義。6、用2CU接受激光信號，2CU的R=0.5/,=25時，伏安特性曲線拐點電壓Vm=10V，結電容=3pF，電源電壓=60V，引線分布電容=7PF，設激光的輻射同量=（20+5sinwt），求管子在線區，獲得最大功率時的

19、偏置電阻和負載電阻,VLMAX，ILMAX，和上限截止頻率fhc。7、光電導探測器通常有幾種直流偏置方式？在偏置直流一定的情況下，比較它們的響應度和偏置電源電壓的高低激光技術部分1、當頻率fs40Mhz的超聲波在熔凝石英聲光介質（n1.54）中建立起超聲場（vs5.96105cm/s）時，試計算波長為=1.06m的入射光滿足布喇格條件的入射角i？2、8一束線偏振光通過長L25cm，直徑D1cm的實心玻璃，外繞N250匝導線，通電流I5A。取范得特常數V0.5/G?cm，試計算光的旋轉角。3、試以電光調制為例，說明波導調制器與體調制器的區別和聯系。4、說明利用調Q技術獲得高峰值功率巨脈沖的原理。并簡單說明調Q脈沖形成過程中，各參量隨時間的變化。5、有一帶偏振棱鏡的電光調QYAG激光器。試回答和計算下列問題：（1）畫出調Q激光器的結構示意圖，并標出偏振鏡的偏振軸和電光晶體各主軸的相對方向（2）怎樣調整偏振鏡的起偏方向和晶體的相對位置才能得到理想的開關效果。（3）計算1