武汉理工大学《光电子》期末考试复习重点与试题解析

"这是一份来自武汉理工大学的《光电子》课程期末复习资料，包含了名词解释、填空题、计算题以及问答题等多种题型，旨在帮助学生全面复习光电子学的基础知识，包括光电器件的工作原理、光电效应、激光产生条件等内容。" 这篇复习资料涵盖了光电子学中的多个核心概念和理论，以下是详细的知识点解析： 1. **名词解释** - 坎德拉(Candela, cd)：国际单位制中表示光源发光强度的单位，描述单位立体角内发出的光通量。 - 外光电效应：当光照射在半导体或金属表面，使得电子从内部逸出，形成光电流的现象。 - 量子效率：光电转换设备吸收光子并产生电子-空穴对的概率，通常以百分比表示。 - 象增强管：一种能够放大光信号的电子光学设备，常用于图像检测和增强。 - 本征光电导效应：半导体在光照下，由于光子吸收导致电子-空穴对的产生，从而改变材料的电导率。 2. **填空题** - 光电信息变换的基本形式包括光电效应、光化学效应、光热效应等。 - 光电倍增管由阳极、光阴极、倍增极、集电极和外壳等部分组成。 - 发光二极管(LED)的发光机理包括自发辐射和受激辐射。 - 产生激光的三个必要条件是粒子数反转、光学谐振腔和泵浦机制。 - 入射光波最大波长λ与禁带宽度Eg的关系为λ = 1240/Eg(eV)，其中Eg单位为eV。 3. **计算题** - 光敏电阻Rp在不同光照度下的输出电压变化，涉及电阻串并联和光敏电阻特性。 - 计算特定输出电压时的照度和电压灵敏度，需要理解光照度与电阻变化的关系。 4. **硅光电池与负载RL** - 硅光电池的等效电路包括一个二极管和一个电源，负载RL的电流方程涉及光伏效应。 - 开路电压是光电池不接负载时的端电压，短路电流是负载短路时通过的电流。 5. **PIN光电二极管的工作原理** - PIN光电二极管在无光照时为绝缘状态，光照时产生电子-空穴对，通过扩散进入P-N结产生电流。 - PIN管比普通光电二极管有更高的响应速度和更大的动态范围，因为它有一个较厚的无掺杂区，能容纳更多的载流子。 6. **光电倍增管** - 高压供电的光电倍增管可以极大地放大微弱的光信号，通过多级倍增极实现。 - 其性能取决于阴极灵敏度、二次发射系数、光电子收集率等因素。 这些题目和解答有助于学生深入理解光电子学的基础知识，包括光电器件的原理、性能指标以及实际应用中的计算方法。通过复习这些内容，学生可以更好地准备期末考试，提升对光电子学的理解和应用能力。