光電技術(shù)與光纖基礎(chǔ)(復(fù)習(xí)二2013)

1、光電技術(shù)與光纖基礎(chǔ)總復(fù)習(xí)（二）內(nèi)容 第一章：光電檢測應(yīng)用中的基礎(chǔ)知識第一章：光電檢測應(yīng)用中的基礎(chǔ)知識 第二章：光電檢測中的常用光源第二章：光電檢測中的常用光源 第三章：結(jié)型光電器件第三章：結(jié)型光電器件 第四章：光電導(dǎo)器件第四章：光電導(dǎo)器件 第五章：真空光電器件第五章：真空光電器件 第六章：真空成像器件第六章：真空成像器件 第七章：固體成像器件第七章：固體成像器件 第八章：紅外輻射與紅外探測器第八章：紅外輻射與紅外探測器 第九章：光導(dǎo)纖維與光纖傳感器第九章：光導(dǎo)纖維與光纖傳感器 第十章：太赫茲的產(chǎn)生與檢測第十章：太赫茲的產(chǎn)生與檢測第四章 光電導(dǎo)器件 工作原理 主要特性參數(shù) 偏置電路和噪聲 特點(diǎn)與

2、應(yīng)用應(yīng)用工作原理 基于內(nèi)光電效應(yīng)（光電導(dǎo)效應(yīng)） 暗電流、亮電流、光電流及三者的關(guān)系A(chǔ))pn(qLUALUIpnP)(LqUNpn2主要特性參數(shù) 光電靈敏度光電靈敏度(計(jì)算計(jì)算) 量子效率量子效率ESggpgpSg 偏置電路(結(jié)合應(yīng)用)UUbRLRPI IIU=PmaxUbUb/RLE E2 2E E3 3禁禁區(qū)區(qū)UIQ3Q2Q1E E1 1E=0E=0特點(diǎn)和應(yīng)用 光敏電阻的應(yīng)用光敏電阻的應(yīng)用第五章：真空光電器件 光電陰極 光電管與光電倍增管 光電倍增管的主要特性參數(shù)光電倍增管的主要特性參數(shù) 光電倍增管的供電和信號輸出電路 微通道板光電倍增管 光電倍增管的應(yīng)用光電陰極 工作原理外光電效應(yīng) 主要參

3、數(shù) 靈敏度靈敏度 量子效率量子效率 光譜響應(yīng)曲線 分類：反射與透射 常用光電陰極材料 負(fù)電子親合勢負(fù)電子親合勢及其特點(diǎn)光電管與光電倍增管 光電管 玻殼、光電陰極和陽極組成，真空型和充氣型 光電倍增管 基于外光電效應(yīng)和二次電子發(fā)射效應(yīng) 結(jié)構(gòu)上與光電管的區(qū)別：電子光學(xué)系統(tǒng)和倍增級光電倍增管 工作原理 典型參數(shù)陰極陰極K KA A陽極陽極AU U1 1U U2 2U U5 5U U6 6U U3 3D D2 2U U4 4D D3 3D D1 1D D4 4D D5 5光電倍增管 入射窗口 端窗、側(cè)窗 電子光學(xué)系統(tǒng) 作用：匯聚、同步 電子倍增極 陽極光電倍增管的主要參數(shù) 靈敏度靈敏度 光譜響應(yīng)，陰極

4、、陽極靈敏度陰極、陽極靈敏度 放大倍數(shù)放大倍數(shù) 伏安特性N321KP.II光電倍增管的供電和信號輸出電路信號輸出電路Rf=2MUoIP光電倍增管微通道板光電倍增管 結(jié)構(gòu) 原理 應(yīng)用光電倍增管的應(yīng)用 微弱光探測（圖5-26）第六章：真空成像器件光電成光電成像器件像器件真空成真空成像器件像器件固體成像器件固體成像器件像管像管變像管變像管像增強(qiáng)管像增強(qiáng)管攝像管攝像管光電發(fā)射型像管（攝像管）光電發(fā)射型像管（攝像管）光電導(dǎo)型像管（視像管）光電導(dǎo)型像管（視像管）無存儲無存儲直視直視不可見光不可見光可見光可見光弱光弱光強(qiáng)光強(qiáng)光有存儲有存儲非直視非直視電荷耦合器件電荷耦合器件CCD自掃描光電二極管列陣自掃描光

5、電二極管列陣SSPD第六章：真空成像器件 像管 常見像管 攝像管 光導(dǎo)靶和存儲靶 攝像管的特性參數(shù) 攝像管的發(fā)展方向像管 包括變像管和像增強(qiáng)管 結(jié)構(gòu)和工作原理光電陰極光電陰極電子透鏡電子透鏡熒光面熒光面照像機(jī)照像機(jī)或人眼或人眼 像管結(jié)構(gòu)原理示意圖像管結(jié)構(gòu)原理示意圖常見像管 常見變像管 紅外、紫外 常見像增強(qiáng)器 級聯(lián)式、微通道板、X射線能舉例！能舉例！攝像管 與變像管的區(qū)別（作用） 分類 光電發(fā)射型攝像管、光電導(dǎo)型攝像管兩者的兩者的不同不同之處之處: 前者有移像區(qū)前者有移像區(qū),后者無后者無光電陰極光電陰極電子光學(xué)系統(tǒng)電子光學(xué)系統(tǒng)移移像像區(qū)區(qū)兩者相同之處兩者相同之處:掃描區(qū)掃描區(qū)電子槍電子槍燈絲燈

6、絲,熱陰極熱陰極,控制柵極控制柵極,各加速電極各加速電極,聚焦線圈聚焦線圈,偏轉(zhuǎn)線圈偏轉(zhuǎn)線圈,校正線圈校正線圈光導(dǎo)靶和存儲靶 視像管靶 硅靶硅靶(結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu))，工作原理，工作原理 存儲靶 二次電子傳導(dǎo)靶 三個過程：三個過程：（1）無光照掃描）無光照掃描 充電充電(歸零歸零)（2）有光照無掃描）有光照無掃描 光光 電電（3）電子束再次掃描）電子束再次掃描, 輸出輸出(歸零歸零)三個過程：三個過程：（1）無光照掃描）無光照掃描 零電位零電位（2）有光照無掃描）有光照無掃描 電位升高電位升高（3）電子束再次掃描）電子束再次掃描 輸出輸出攝像管的特性參數(shù)（了解）1、靈敏度、靈敏度2、光電轉(zhuǎn)換特性、光電轉(zhuǎn)

7、換特性第七章：固體成像器件 電荷耦合器件 電荷耦合器件的分類 CCD攝像機(jī)分類 CCD的性能參數(shù) 自掃描光電二極管列陣 發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用CCD： （Charge Coupled Device）電荷耦合器件固體成像器件SSPD：（Self Scanned Photodiod Array)自掃描光電二極管列陣電荷耦合器件 結(jié)構(gòu) 耦合原理與電極結(jié)構(gòu) CCD的組成與工作原理 輸入、轉(zhuǎn)移、輸出10V10V10V10V2V2Vt22）電荷的耦合）電荷的耦合10V10V2V2V2V2Vt14V4V10V10V2V2Vt32V2V10V10V2V2Vt42V2V4V4V10V10Vt52V2V2V2V10V10

8、Vt6t1t2t3t41 12 23 3tttt5UUU三三相相時時鐘鐘t6電荷耦合器件的分類 線陣CCD 單邊、雙邊 面陣CCD 幀轉(zhuǎn)移、行間轉(zhuǎn)移CCD攝像機(jī)分類 能舉例CCD的性能參數(shù) 轉(zhuǎn)移效率和轉(zhuǎn)移損失率（能計(jì)算）轉(zhuǎn)移效率和轉(zhuǎn)移損失率（能計(jì)算）自掃描光電二極管列陣 結(jié)構(gòu)形式和工作原理（圖工作原理（圖7-1416） 連續(xù)（N+1根引線） 電荷存儲（三個過程：準(zhǔn)備、曝光、再充電） 線陣、面陣 工作原理7-4LR，RQU/maxcdUCQ sPsDPTITIIQ)(dccdCQUU準(zhǔn)備過程：場效應(yīng)管導(dǎo)通，電容器被充電 曝光過程：場效應(yīng)管截止，同時有光入射到光敏二極管上，產(chǎn)生電子空穴對，光電流流

9、過電容器，對電容器放電，放電電量正比于入射的光強(qiáng)度再充電過程，場效應(yīng)管再次導(dǎo)通，電容器再次被充電，流過負(fù)載電阻的電流在負(fù)載上產(chǎn)生電壓降，即輸出電壓，輸出電壓的大小正比于電容放電的多少，即正比于入射的光通量的大小。 第九章：光導(dǎo)纖維與光纖傳感器 光導(dǎo)纖維基礎(chǔ)知識 光導(dǎo)纖維的應(yīng)用 光纖傳感器的分類及構(gòu)成 功能型光纖傳感器 非功能型光纖傳感器光導(dǎo)纖維基礎(chǔ)知識 光纖的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 光纖的種類種類 光纖的傳光模式 光纖的傳光原理22211110cossinsinnnnnncC能在光纖中發(fā)生全反射的入射光的入射角不能大于能在光纖中發(fā)生全反射的入射光的入射角不能大于C C：數(shù)值孔徑越大，光纖集光能力越強(qiáng)數(shù)值孔徑越大，光纖集光能力越強(qiáng)數(shù)值孔徑數(shù)值孔徑NA最大張最大張角角例：石英光纖的例：石英光纖的NA=0.20.4 張角為：張角為：11.523.6纖芯纖芯包層包層外外套套光導(dǎo)纖維基礎(chǔ)知識 傳輸損耗 色散類型 集光本領(lǐng) 光纖耦合的三個類型光導(dǎo)纖維的應(yīng)用 能舉例光纖傳感器的分類及