光电技术习题解析与解答

"这是一份光电技术专业的考试习题集，包含了散粒噪声、噪声等效功率NEP、光电二极管的工作原理、本征与非本征光电导的比较，以及半导体材料对光的吸收特性等内容，适用于计量学院光电技术专业学生复习备考。" 在光电技术领域，散粒噪声是一个重要的概念，它是由光子的随机吸收和发射引起的电流噪声。选项（b）正确地指出只要有光子存在，就可能产生散粒噪声，这是因为光子的吸收过程具有统计不确定性。噪声等效功率NEP则代表了光探测器能够检测到的最小信号光功率，它是衡量光探测器灵敏度的一个关键参数，选项（e）给出了正确的解释。 光电二极管，如PiN二极管，是利用光伏效应工作的，即光照射在P-N结上时产生光生电流。PiN二极管在反向饱和状态下工作，此时耗尽层变宽，导致更高的量子效率，即它能更有效地转换光能为电信号，因此（d）和（3）选择“大于”和“反向饱和”。 本征光电导与非本征光电导的比较涉及到半导体中的载流子产生。在本征半导体中，光吸收会导致相同数量的电子和空穴对产生，而非本征半导体（如掺杂了杂质的锗）则可能因为杂质能级的存在，产生不同数量的电子和空穴。因此，本征光电导小于非本征光电导，因为后者可以产生更多的载流子，选择（3）和（2）。 纯净半导体材料对光的吸收特性取决于禁带宽度。如果入射光的能量hν高于禁带宽度Eg，半导体将吸收光并产生电子-空穴对，反之则光被透明地穿过。所以，对于所有纯净的半导体，能量低于禁带宽度的光是“透明的”，选择（2）。 最后，计算光电导探测器的截止波长涉及到半导体的禁带宽度和电离能。截止波长λ是光子能量（hν）等于禁带宽度（Eg）时的波长，即hν = Eg。在给定的例子中，计算了本征半导体锗和非本征半导体锗掺汞的截止波长，这直接影响到探测器的响应范围。 这份习题集涵盖了光电技术基础理论和应用的关键点，对于理解和掌握光电技术的专业知识非常有帮助。