光電子技術(shù)作業(yè)解答(參考版)
2025-07-16 21:26本頁面
【正文】 21 / 21。 區(qū)別：光學(xué)參量過程是由高頻的泵浦光產(chǎn)生低頻率的激光。其中3下標(biāo)指泵浦光，1和2下標(biāo)分別指信號光或閑置光。o二類相位匹配，相位匹配條件：。二類相位匹配條件是指兩基頻波具有不同的偏振態(tài)，即實(shí)現(xiàn)的二類相位匹配。答：當(dāng)且僅當(dāng)時，倍頻效率達(dá)到最大值。換句話說，二階非線性介質(zhì)必須是非中心反演對稱結(jié)構(gòu)的。對各向同性介質(zhì)，二階極化強(qiáng)度隨電場的平方變化，表示為： ，其中，c(2)稱為二階極化率。作業(yè)十六二階非線性晶體為何必須是非中心反演對稱的？答：非線性光學(xué)研究高階非線性光學(xué)現(xiàn)象，即物質(zhì)的響應(yīng)與光的場強(qiáng)成非線性關(guān)系。(2)測量下限由背景噪聲脈沖數(shù)決定。典型的OMA結(jié)構(gòu)如下圖：4. 單光子計(jì)數(shù)的上、下限功率如何確定？并解釋其物理意義。即同時測量寬的光譜。3. 光學(xué)多道分析器的結(jié)構(gòu)，提高信噪比的原理？答：光學(xué)多道分析器是傳統(tǒng)光譜儀與面陣或線陣探測器相結(jié)合的產(chǎn)物。即取樣積分器檢測的微弱信號，信號強(qiáng)度相對較大，“相對微弱”指的是信號疊加在一個同樣可觀的“噪聲背景”之上，信噪比低。當(dāng)對信號的m個周期重復(fù)采樣，并累加采樣值，則對噪聲為白噪聲的情況，信噪比增益為，提高信噪比依靠犧牲時間增加累加次數(shù)來實(shí)現(xiàn)。兩者是等價的，通過付里葉變換聯(lián)系起來。4. 相關(guān)檢測測量何種微弱信號？它與有源濾波測量的異同？答：有源濾波提供了在頻率域中提取微弱信號的方法。答：幅頻特性：當(dāng)時取最大值。如采用三相結(jié)構(gòu)，同一時間帶電荷的單元是1，4……，從工作過程可以看出，在并行轉(zhuǎn)移過程中，當(dāng)1單元向2單元轉(zhuǎn)移電荷過程中，3單元始終處于“空閑”狀態(tài)，1單元的電荷不會進(jìn)入3單元，也不會透過3單元而對4單元中的另一信號造成干擾。這樣的結(jié)果，就是1單元的部分電荷流入2單元后，又流入3單元……，結(jié)果造成整個線陣單元信號之間的嚴(yán)重串?dāng)_。則當(dāng)1單元將電荷轉(zhuǎn)移到2單元的過程中，必須保證3單元上已無信號。而從電荷開始轉(zhuǎn)移到目標(biāo)單元到轉(zhuǎn)移完成的這段時間，則要求目標(biāo)單元相鄰的下一個單元是無信號狀態(tài)，對電荷形成“阻隔”，否則電荷又將沿勢阱流入目標(biāo)單元下一單元，影響這一單元的信號，形成串?dāng)_。多個這樣的組水平排列，組間由高阻溝道隔開。設(shè)置快門，轉(zhuǎn)移期間關(guān)閉光。按傳輸結(jié)構(gòu)的不同，仍然可以分為兩種：行間傳輸結(jié)構(gòu)和幀傳輸結(jié)構(gòu)幀傳輸結(jié)構(gòu)中，光敏區(qū)和暫存區(qū)分別分為兩部分。雙線結(jié)構(gòu)CCD的轉(zhuǎn)移寄存器按奇、偶序號分別排在CCD的兩側(cè)，與單線結(jié)構(gòu)CCD相比具有更高的空間分辨率。2. 線陣和面陣CCD各有哪些結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn)？說明為何兩相線陣CCD不能采用并行轉(zhuǎn)移？答：線陣CCD器件，根據(jù)轉(zhuǎn)移寄存器的結(jié)構(gòu)，可分為單線和雙線結(jié)構(gòu)。作業(yè)十四1. CCD的含義？CCD以何種方式存儲信號？答：CCD，即Charge Coupled Device，電荷耦合器件。（4） 電子束掃描讀出電位圖象，并重新初始化光電導(dǎo)陰極電位。（3） 由于不同象素上的光強(qiáng)度不同，所以，負(fù)極電位升高量不同，這樣光學(xué)亮暗圖象就轉(zhuǎn)換為負(fù)極的電位高低分布圖。（2） 學(xué)圖象照射光電導(dǎo)靶，使光電導(dǎo)內(nèi)產(chǎn)生電子空穴對，在電場作用下，電子漂向正極，流入電源。結(jié)構(gòu)如下圖：工作過程：（1） 電子束掃描光電導(dǎo)上所有象素，并帶相同負(fù)電。光電導(dǎo)靶兼做光電轉(zhuǎn)換和電信號存儲元件。而攝象器件的目的是實(shí)現(xiàn)圖象的存儲、傳輸，因此光電轉(zhuǎn)換之后，最終將電信號進(jìn)一步轉(zhuǎn)換存儲或進(jìn)行傳輸。不同點(diǎn)：兩者光轉(zhuǎn)換的目的和結(jié)果不同。對光圖象的處理，均經(jīng)由光電轉(zhuǎn)換來完成。通過掃描柵極脈沖電壓相對于照明脈沖光的延遲時間，就可以選擇觀察不同距離的景物。優(yōu)點(diǎn)：與脈沖照明光同步工作，只接受來自確定距離的景物的反射光信號，而此景物前后的反射光（信號和噪聲）被阻止。用光纖面板實(shí)現(xiàn)平面球面的轉(zhuǎn)換。即變象管改變的是圖象光譜的波長（即單個光子的能量），而象增強(qiáng)器改變的是圖象的光強(qiáng)（即光子數(shù)）。結(jié)構(gòu)也類似，即由輸入系統(tǒng)、電子光學(xué)成象和增強(qiáng)系統(tǒng)、輸出系統(tǒng)和真空外殼組成。所以具有高的光電靈敏度，接近光電倍增管。二次電子再被強(qiáng)電場加速，再次與晶格碰撞，使其電離產(chǎn)生二次電子，這個過程繼續(xù)下去，稱為雪崩過程，雪崩過程使電子數(shù)劇增，產(chǎn)生大的增益。 雪崩二極管的結(jié)構(gòu)和普通二極管的類似，只是在pn結(jié)區(qū)增加了一個保護(hù)環(huán)，以提高pn結(jié)的反向擊穿電壓。所以，反偏置電壓近似均勻分布在整個PIN結(jié)上，電子在電場作用下快速漂移運(yùn)動，減小了電子的渡越時間，提高了響應(yīng)速度。光電二極管的反向偏置電壓主要施加在pn結(jié)的耗盡層上，而非耗盡層的P、N端的電壓降很小，電子在非耗盡區(qū)運(yùn)動主要是靠濃度擴(kuò)散，所以電子運(yùn)動速度慢，導(dǎo)致普通pn結(jié)型光電二極管的響應(yīng)速度慢，響應(yīng)時間在107s量級。光電二極管、PIN、雪崩二極管的異同？答：三者都是基于pn結(jié)的結(jié)型光電探測器，工作在伏安特性曲線的第三象限。光電池與光電二極管的異同？答：pn結(jié)型光電二極管的結(jié)構(gòu)實(shí)際上與光電池完全相同，只是反向響應(yīng)而已。光電導(dǎo)增益原理？答：增益指輸出電子與產(chǎn)生電子－空穴對數(shù)目的比值。作業(yè)十二光電導(dǎo)探測原理？基于什么效應(yīng)？答：光電導(dǎo)探測器基于內(nèi)光電效應(yīng)。增益飽和效應(yīng)：當(dāng)輸出脈沖電子數(shù)約為3X108個時，增益就趨于飽和。 工作原理：如上圖所示為CEM，管內(nèi)壁涂高阻值的導(dǎo)電層，并具有d3的二次發(fā)射系數(shù)。（2）二次倍增體指具有二次電子發(fā)射能力的物體。原理：利用二次電子發(fā)射體制成的倍增電極對陰極受
物理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1