光電探測-復習總結(jié)

1、光電探測與信號處理光電探測與信號處理復復 習習 總總 結(jié)結(jié)l各種效應的原理、特點各種效應的原理、特點l各種效應的比較各種效應的比較l典型的代表器件典型的代表器件 重點掌握：重點掌握： 光子直接與物質(zhì)中的電子作用，引起電子運動狀態(tài)的改變，從而使物體的電學性質(zhì)改變。特點：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，光譜響應有選擇性。 1）光電導效應光電導效應 )(/24. 1)(0eVEmi)(/24. 1)(0eVEmg特點：光譜范圍寬、無選擇性特點：光譜范圍寬、無選擇性 (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照表）輻射度量和光度量的對照表2.掌握和應用輻射度量（光度量）單位及相互換算掌握和應用輻射度量（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）有關噪聲方

4、面的參數(shù)）有關噪聲方面的參數(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)探測率探測率D與比探測率與比探測率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計及使用）掌握光電倍增管外部電路的設計及使用（2）掌握光電發(fā)射器件的特點：使用波段、內(nèi)增）掌握光電發(fā)射器件的特點：使用波段、內(nèi)增益（與什么有關）、靈敏度高（用什么表示）、益（與什么有關）、靈敏度高（用什么表示）、低噪聲、高電壓（正負電

5、壓使用特點）、適用微低噪聲、高電壓（正負電壓使用特點）、適用微弱信號檢測等弱信號檢測等（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）三種偏置電路特點（3）工作條件（偏壓、無極性）工作條件（偏壓、無極性）（4）工作波段、響應頻率）工作波段、響應頻率（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應的工作狀態(tài)（零偏、反偏）伏安工作曲線及對應的工作狀態(tài)（零偏、反偏） （2）PN、PIN、APD管的工作原理、結(jié)構(gòu)和特點，管的工作原理、結(jié)構(gòu)和特點，掌握其在增益和頻率響應方面的比較。掌握其在增益和

6、頻率響應方面的比較。（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（電路工作條件、器件的特點（電路工作條件、靈敏度、頻率響應等方面）靈敏度、頻率響應等方面）（1）掌握三種熱電效應所代表的器件工作原理、結(jié)構(gòu)）掌握三種熱電效應所代表的器件工作原理、結(jié)構(gòu)（2）掌握器件特點）掌握器件特點a) 熱電偶：開路電壓和溫度的關系、頻率特性熱電偶：開路電壓和溫度的關系、頻率特性b) 測輻射熱計：金屬和半導體；波長特性、頻率特性測輻射熱計：金屬

7、和半導體；波長特性、頻率特性c) 熱釋電器件：掌握只能測交變信號的原因熱釋電器件：掌握只能測交變信號的原因（1） CCDa) 存儲、轉(zhuǎn)移、輸出的原理。存儲、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、光電探測器的偏置一、光電探

9、測器的偏置重點重點 掌握三種伏安曲線類型的相對應的器件的偏置計算掌握三種伏安曲線類型的相對應的器件的偏置計算l可變電阻型：三種偏置類型的特點和比較可變電阻型：三種偏置類型的特點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光生電勢型光生電勢型掌握交、直流計算方法掌握交、直流計算方法二、光電探測器的放大電路二、光電探測器的放大電路（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（各種表達式）（各種表達式）（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）多級放大器的噪聲系數(shù)及設計考慮

10、）多級放大器的噪聲系數(shù)及設計考慮（5）低噪聲前放的選用）低噪聲前放的選用NnsoptIER222222222201nssnnnsnsnivnsnERIEEEEKEEF三、微弱信號檢測三、微弱信號檢測（1）掌握以相關器為核心的）掌握以相關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理鎖定放大器的抑噪機理b) 相關器的工作原理（不同諧波、不同波形）相關器的工作原理（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)制方法強度調(diào)制：日出