光电检测习题及答案.docxVIP

光电检测习题及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后的括号内）

1.下列哪种效应是半导体光电探测器（如光电二极管）工作的基础？

(A)热电效应

(B)压电效应

(C)光电导效应

(D)霍尔效应

2.在光电二极管的工作模式下，为了获得较高的响应速度，通常采用：

(A)反偏压

(B)正偏压

(C)零偏压

(D)任意偏压均可

3.光电倍增管的噪声等效功率（NEP）表示：

(A)探测器能探测到的最小功率

(B)产生1V输出电压所需的输入光功率

(C)探测器自身产生的噪声功率

(D)光信号与噪声信号功率相等时的输入光功率

4.探测器的探测率D*的单位是：

(A)W/m2

(B)A/W

(C)cm·Hz^(1/2)/W

(D)V/A

5.根据瑞利判据，两个点光源能被区分开的最小角距离与：

(A)光源强度成正比

(B)光源波长成正比

(C)光学系统孔径直径成正比

(D)光学系统孔径直径成反比

6.在光电检测系统中，放大电路的输入端噪声通常限制系统的信噪比，其主要噪声来源是：

(A)光源噪声

(B)探测器热噪声

(C)放大电路的散粒噪声和热噪声

(D)传输线损耗

7.以下哪种探测器对近红外光（如1μm）响应较好？

(A)光电倍增管

(B)碲镉汞（MCT）红外探测器

(C)光电二极管（硅）

(D)CCD/CMOS传感器

8.光束通过透镜成像时，像点的光斑大小与：

(A)物距成正比

(B)像距成正比

(C)光源发散角成正比

(D)透镜焦距成反比

9.在光电信号调理中，低通滤波器主要用于：

(A)放大信号

(B)提取高频分量

(C)滤除高频噪声

(D)隔离直流分量

10.若要测量高速变化的信号，对光电检测系统的要求主要是：

(A)高探测率

(B)高信噪比

(C)高时间响应速度

(D)宽带宽

二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上）

1.光电效应分为________效应和________效应两大类。

2.光电二极管在没有光照时，PN结反向偏置，流过的电流称为________电流。

3.根据Fermi-Dirac分布，理想光电探测器的噪声等效功率NEP与其噪声带宽FN成正比，与探测率D*成________比。

4.光在均匀介质中传播时，其发散角会随距离增大而________（填“增大”或“减小”）。

5.放大电路的噪声系数是衡量其噪声性能的参数，其定义为输入端产生相同信噪比时，放大器输出端所需的________功率之比。

6.CCD/CMOS传感器是利用________效应将光信号转换为电信号的光电探测器。

7.在光电系统中，准直是指使光束具有很小的________角。

8.信号调理电路通常包括放大、滤波、________和线性化等环节。

9.光电系统的误差来源主要包括________误差、________误差和噪声误差。

10.激光器作为光源，其主要优点是具有很好的________性、方向性和相干性。

三、名词解释（每小题3分，共15分）

1.热噪声

2.响应度

3.光学系统分辨率

4.信噪比（SNR）

5.光电转换

四、简答题（每小题5分，共20分）

1.简述光电导型探测器和光伏型探测器的工作原理的主要区别。

2.简述影响光电二极管响应速度的主要因素有哪些。

3.简述在光电检测系统中，为什么要进行信号调理？

4.简述什么是噪声带宽？它与等效噪声带宽有何关系？

五、计算题（每小题10分，共30分）

1.一个光电二极管，其响应度为0.5A/W，探测面积为1mm2。当入射到探测器上的光功率为10??W时，假设探测器产生的噪声只考虑热噪声，且温度为300K，带宽为1MHz。探测器本身的热噪声电压有效值（假设探测器为理想模型，其噪声等效电压NEV=√(4kTBΔf)）是多少？系统的信噪比（假设光信号全部被探测，且放大电路为理想放大器）是多少？

2.一个望远镜系统，物镜焦距f=1m，入瞳直径D=50mm。该系统用于探测距离L=1000km处的激光目标，激光波长λ=500nm，激光束发散角θ=1μrad。