光電探測(cè)-復(fù)習(xí)總結(jié)

1、光電探測(cè)與信號(hào)處理光電探測(cè)與信號(hào)處理復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí) 總總 結(jié)結(jié)l各種效應(yīng)的原理、特點(diǎn)各種效應(yīng)的原理、特點(diǎn)l各種效應(yīng)的比較各種效應(yīng)的比較l典型的代表器件典型的代表器件 重點(diǎn)掌握：重點(diǎn)掌握： 光子直接與物質(zhì)中的電子作用，引起電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變，從而使物體的電學(xué)性質(zhì)改變。特點(diǎn)：光子與材料中的電子直接作用，使電子的能態(tài)發(fā)生改變，光譜響應(yīng)有選擇性。 1）光電導(dǎo)效應(yīng)光電導(dǎo)效應(yīng) )(/24. 1)(0eVEmi)(/24. 1)(0eVEmg特點(diǎn)：光譜范圍寬、無(wú)選擇性特點(diǎn)：光譜范圍寬、無(wú)選擇性 (a)(b)(4)(PE-Photo Emission)(PMT-PhotoMultiplier Tube )(PC-

2、Photoconductive)(PV-Photo Voltaic )(SBDSchottky Barrier Photo Diode)(PEM-photo electromagnetic)(photon drag effective )(Bolometer )Positive Temperature Coefficient (seebeck effect )Pyroelectric sensor(MCP-Microchannel Plates )(Dynode )(APDAvalanche Photo Diode)thermocouples & thermopileSolar cel

3、l（photocell）Photo Diodephotoconductor(image intensifiers )（1 1）輻射度量和光度量的對(duì)照表）輻射度量和光度量的對(duì)照表2.掌握和應(yīng)用輻射度量（光度量）單位及相互換算掌握和應(yīng)用輻射度量（光度量）單位及相互換算)(,VKemv3. 黑體輻射定律黑體輻射定律) 1() 1(2),(/51/52,2TckThcebecehcTM(3) 維恩位移定律維恩位移定律04eb,ebT)d,(TMM4282345KWm1067. 5152chkTm2898(m)5155,e102862. 1TbTMmb Wcm-2.m-1VsVsII（2 2）有關(guān)噪聲方

4、面的參數(shù)）有關(guān)噪聲方面的參數(shù)噪聲種類噪聲種類信噪比（信噪比（SN）噪聲等效功率噪聲等效功率(NEP)探測(cè)率探測(cè)率D與比探測(cè)率與比探測(cè)率D*NSNSdBIIIINSlg20lg10)(22NSNEPe/PVVNEPDns/1或瓊斯)(/*121WHzcmfAPVVDdNS（1）掌握光電倍增管組成及工作原理）掌握光電倍增管組成及工作原理（2）掌握光電倍增管外部電路的設(shè)計(jì)及使用）掌握光電倍增管外部電路的設(shè)計(jì)及使用（2）掌握光電發(fā)射器件的特點(diǎn)：使用波段、內(nèi)增）掌握光電發(fā)射器件的特點(diǎn)：使用波段、內(nèi)增益（與什么有關(guān)）、靈敏度高（用什么表示）、益（與什么有關(guān)）、靈敏度高（用什么表示）、低噪聲、高電壓（正負(fù)電

5、壓使用特點(diǎn)）、適用微低噪聲、高電壓（正負(fù)電壓使用特點(diǎn)）、適用微弱信號(hào)檢測(cè)等弱信號(hào)檢測(cè)等（1） 器件工作原理：內(nèi)增益特性、靈敏度表示器件工作原理：內(nèi)增益特性、靈敏度表示（2）三種偏置電路特點(diǎn)）三種偏置電路特點(diǎn)（3）工作條件（偏壓、無(wú)極性）工作條件（偏壓、無(wú)極性）（4）工作波段、響應(yīng)頻率）工作波段、響應(yīng)頻率（1）結(jié)合第二章的）結(jié)合第二章的pn結(jié)工作原理，掌握結(jié)工作原理，掌握PV器件的器件的伏安工作曲線及對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)（零偏、反偏）伏安工作曲線及對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)（零偏、反偏） （2）PN、PIN、APD管的工作原理、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，管的工作原理、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，掌握其在增益和頻率響應(yīng)方面的比較。掌握其在增益和

6、頻率響應(yīng)方面的比較。（3）光電池的工作原理、與普通光電二極管的比較）光電池的工作原理、與普通光電二極管的比較（4）光電三極管的工作原理，與光電二極管的比較）光電三極管的工作原理，與光電二極管的比較（5） PV器件相比器件相比PC器件的特點(diǎn)（電路工作條件、器件的特點(diǎn)（電路工作條件、靈敏度、頻率響應(yīng)等方面）靈敏度、頻率響應(yīng)等方面）（1）掌握三種熱電效應(yīng)所代表的器件工作原理、結(jié)構(gòu)）掌握三種熱電效應(yīng)所代表的器件工作原理、結(jié)構(gòu)（2）掌握器件特點(diǎn)）掌握器件特點(diǎn)a) 熱電偶：開路電壓和溫度的關(guān)系、頻率特性熱電偶：開路電壓和溫度的關(guān)系、頻率特性b) 測(cè)輻射熱計(jì)：金屬和半導(dǎo)體；波長(zhǎng)特性、頻率特性測(cè)輻射熱計(jì)：金屬

7、和半導(dǎo)體；波長(zhǎng)特性、頻率特性c) 熱釋電器件：掌握只能測(cè)交變信號(hào)的原因熱釋電器件：掌握只能測(cè)交變信號(hào)的原因（1） CCDa) 存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)移、輸出的原理。存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)移、輸出的原理。b) 線陣線陣CCD工作原理及波形圖工作原理及波形圖（單溝道或雙溝道）（單溝道或雙溝道）。（2）CMOSa) 工作原理。工作原理。b) 與與CCD的比較。的比較。(a)(b)(4)(PE-Photo Emission)(PMT-PhotoMultiplier Tube )(PC-Photoconductive)(PV-Photo Voltaic )(SBDSchottky Barrier Photo Diode)(PEM-

8、photo electromagnetic)(photon drag effective )(Bolometer )Positive Temperature Coefficient (seebeck effect )Pyroelectric sensor(MCP-Microchannel Plates )(Dynode )(APDAvalanche Photo Diode)thermocouples & thermopileSolar cell（photocell）Photo Diodephotoconductor(image intensifiers )一、光電探測(cè)器的偏置一、光電探

9、測(cè)器的偏置重點(diǎn)重點(diǎn) 掌握三種伏安曲線類型的相對(duì)應(yīng)的器件的偏置計(jì)算掌握三種伏安曲線類型的相對(duì)應(yīng)的器件的偏置計(jì)算l可變電阻型：三種偏置類型的特點(diǎn)和比較可變電阻型：三種偏置類型的特點(diǎn)和比較恒流偏置恒流偏置匹配偏置匹配偏置恒壓偏置恒壓偏置 l恒流型（飽和型）恒流型（飽和型）l光生電勢(shì)型光生電勢(shì)型掌握交、直流計(jì)算方法掌握交、直流計(jì)算方法二、光電探測(cè)器的放大電路二、光電探測(cè)器的放大電路（1）放大器的放大器的 EnIn噪聲模型噪聲模型（2）放大器的噪聲系數(shù)）放大器的噪聲系數(shù)F（各種表達(dá)式）（各種表達(dá)式）（3）最佳源電阻（噪聲匹配）最佳源電阻（噪聲匹配）及匹配方法及匹配方法（4）多級(jí)放大器的噪聲系數(shù)及設(shè)計(jì)考慮

10、）多級(jí)放大器的噪聲系數(shù)及設(shè)計(jì)考慮（5）低噪聲前放的選用）低噪聲前放的選用NnsoptIER222222222201nssnnnsnsnivnsnERIEEEEKEEF三、微弱信號(hào)檢測(cè)三、微弱信號(hào)檢測(cè)（1）掌握以相關(guān)器為核心的）掌握以相關(guān)器為核心的鎖定放大器的工作原理、鎖定放大器的工作原理、結(jié)構(gòu)和輸出特性結(jié)構(gòu)和輸出特性a) 鎖定放大器的抑噪機(jī)理鎖定放大器的抑噪機(jī)理b) 相關(guān)器的工作原理（不同諧波、不同波形）相關(guān)器的工作原理（不同諧波、不同波形）（2）同步積分器的原理）同步積分器的原理（3）取樣積分器的原理）取樣積分器的原理1. 調(diào)制的基本概念調(diào)制的基本概念 廣義調(diào)制和二次調(diào)制廣義調(diào)制和二次調(diào)制2. 調(diào)制方法調(diào)制方法強(qiáng)度調(diào)制：日出