光電檢測考試復(fù)習(xí)題1-展示頁
2025-04-25 23:03本頁面
【正文】 載電阻RL上取得電壓U0，另一種是從二極管兩端取得電壓U0。光電檢測系統(tǒng)中處理電路的任務(wù)主要是解決兩個(gè)問題：①實(shí)現(xiàn)對微弱信號(hào)的檢測；②實(shí)現(xiàn)光源的穩(wěn)定化。其主要作用是以光信號(hào)為媒質(zhì)，以光電探測器為手段，將各種經(jīng)待測量調(diào)制的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（電流、電壓或頻率），以利于采用目前最為成熟的電子技術(shù)進(jìn)行信號(hào)的放大、處理、測量和控制等。光信號(hào)匹配處理的主要目的是為了更好地獲得待測量的信息，以滿足光電轉(zhuǎn)換的需要。光學(xué)變換通常是用各種光學(xué)元件和光學(xué)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，實(shí)現(xiàn)將被測量轉(zhuǎn)換為光參量（振幅、頻率、相位、偏振態(tài)、傳播方向變化等）。在許多系統(tǒng)中按需要選擇一定輻射功率、一定光譜范圍和一定發(fā)光空間、分布的光源，以此發(fā)出的光束作為載體攜帶被測信息。二~論述光電檢測系統(tǒng)的基本構(gòu)成，并說明各部分的功能。 為什么結(jié)型光電器件在正向偏置時(shí)，沒有明顯的光電效應(yīng)？它必須在那種偏置狀態(tài)？為什么？ 答：因?yàn)閜n結(jié)在外加正向偏壓時(shí)，即使沒有光照，電流也隨著電壓指數(shù)級(jí)在增加，所以有光照時(shí)，光電效應(yīng)不明顯?？墒牵色@得比較低和穩(wěn)定的暗電流和噪聲在微弱輻射作用下，光電導(dǎo)材料的光電靈敏度有什么特點(diǎn)，？為什么要把光敏電阻制造成蛇形？ 答：在微弱輻射下，光電導(dǎo)材料的光電靈敏度是定值，光電流與入射光通量成正比，即保持線性關(guān)系。如果靠近管殼處再加一個(gè)屏蔽罩，并將它連接到陰極電位上，則要注意安全。這樣陽極輸出不需要隔直電容，可以直流輸出，一般陽極分布參數(shù)也較小。光電測試中光源除以上幾條基本要求外；還有一些具體的要求。當(dāng)有更高要求時(shí)，可對發(fā)出光進(jìn)行采樣，然后再反饋控制光源的輸出。當(dāng)要求較高時(shí)，可采用穩(wěn)流電源供電。通常依不同的測試量來確定。 ③對光源穩(wěn)定性的要求。光源強(qiáng)度過低，系統(tǒng)獲得信號(hào)過小，以至無法正常測試，光源強(qiáng)度過高，又會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)工作的非線性，有時(shí)還可能損壞系統(tǒng)、待測物或光電探測器，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致不必要的能源消耗而造成浪費(fèi)。 ②光對光源發(fā)光強(qiáng)度的要求。有時(shí)要求連續(xù)光譜，有時(shí)又要求特定的光譜段。光源選擇的基本要求有哪些? 答： ①源發(fā)光的光譜特性必須滿足檢測系統(tǒng)的要求。按檢測的任務(wù)不同，要求的光譜范圍也有所不同，如可見光區(qū)、紫外光區(qū)、紅外光區(qū)等等。系統(tǒng)對光譜范圍的要求都應(yīng)在選擇光源時(shí)加以滿足。為確保光電測試系統(tǒng)的正常工作，對系統(tǒng)采用的光源的發(fā)光強(qiáng)度應(yīng)有一定的要求。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，必須對探測器所需獲得的最大、最小光適量進(jìn)行正確估計(jì)，并按估計(jì)來選擇光源。不同的光電測試系統(tǒng)對光源的穩(wěn)定性有著不同的要求。穩(wěn)定光源發(fā)光的方法很多，一般要求時(shí)，可采用穩(wěn)壓電源供電。所用的光源應(yīng)該預(yù)先進(jìn)行月化處理。 ④對光源其他方面的要求。如燈絲的結(jié)構(gòu)和形狀；發(fā)光面積的大小和構(gòu)成；燈泡玻殼的形狀和均勻性；光源發(fā)光效率和空間分布等等，這些方面都應(yīng)該根據(jù)測試系統(tǒng)的要求給以滿足光電倍增管的供電電路分為負(fù)高壓供電與正高壓供電，試說明這兩種供電電路的特點(diǎn)，舉例說明它們分別適用于哪種情況? 答：采用陽極接地，負(fù)高壓供電?？墒窃谶@種情況下，必須保證作為光屏蔽和電磁屏蔽的金屬筒距離管殼至少要有10～20mm，否則由于屏蔽筒的影響，可能相當(dāng)大地增加陽極暗電流和噪聲。采用正高壓電源就失去了采用負(fù)高壓電源的優(yōu)點(diǎn)，這時(shí)在陽極上需接上耐高壓、噪聲小的隔直電容，因此只能得到交變信號(hào)輸出。因?yàn)楫a(chǎn)生高增益系數(shù)的光敏電阻電極間距需很?。磘dr?。瑫r(shí)光敏電阻集光面積如果太小而不實(shí)用，因此把光敏電阻制造成蛇形，既增大了受光面積，又減小了極間距。pn結(jié)必須在反向偏壓的狀態(tài)下，有明顯的光電效應(yīng)產(chǎn)生，這是因?yàn)閜n結(jié)在反偏電壓下產(chǎn)生的電流要飽和，所以光照增加時(shí)，得到的光生電流就會(huì)明顯增加。下面是一個(gè)光電檢測系統(tǒng)的基本構(gòu)成框圖： （1） 光源和照明
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