四五章习题.ppt

光电器件特性参数比较?光电变换的线性?动态范围?灵敏度?时间响应?供电电源?暗电流和噪声 PMT 、光电二极管光电池光电三极管光敏电阻 PMT 、反向偏置光电二极管光电池光电三极管光敏电阻 PMT 、光敏电阻、雪崩光电二极管、光电三极管、光电二极管 PMT 、 PIN 雪崩光电三极管光电二极管光电池光敏电阻 1 光电器件选择原则?光源发光强度测量?弱光探测?不考虑响应速度时?高速运动物体线性范围,动态范围宽灵敏度,光谱响应,噪声特性增益大的器件响应时间首选,灵敏度其次光谱匹配探测光信号范围响应速度线形范围系统的复杂程度 2 1. 某光电倍增管的阳极灵敏度为 10A/lm , 为什么还要限制它的阳极输出电流在 50~100 μA? 3 2. 光电倍增管有 10 个倍增极,每个倍增极的二次电子发射系数均为σ=4,阴极灵敏度为 S k= 20uA/lm, 阳极电流不超过 100uA 时,估算入射阴极的光通量的上限。 4 3. 光电倍增管的阳极灵敏度为 100A/lm, 阴极灵敏度为 2uA/lm, 要求阳极的输出电流限制在 100uA 范围内,求允许的最大入射光通量。 5 4. 光电倍增管的光电阴极面积 A k= 2cm 2, 阴极灵敏度 S k= 20uA/lm, 电流放大倍数 M=10 5,阳极额定电流 I p= 200uA 。 1)求允许的最大光通量和光照度。 2)设阳极电阻为 75k Ω,入射光由 变化到 时,输出电压变化为多少? 6 5. 光电倍增管 GDB44F 的阴极光照灵敏度为 , 阳极的光照灵敏度是 50A/lm, 要求长期使用时阳极允许电流限制在 2uA 以内,求: 1)阴极面上允许的最大光通量 2)阳极电阻为 75K Ω时,最大输出电压 3)若已知光电倍增管为 12 级,二次电子发射系数σ= (U DD) ,计算它的供电电压。 4)当输出信号的稳定度为 1%时,求高压电源电压的稳定度。 7 PMT 上的最大光通量为φ v =12 ×10 -6 lm 左右, 当采用 GDB-235 型倍增管为光电探测器,已知它的倍增级数为8级,阴极为 SbCs 材料,倍增极也为 SbCs 材料, S K=40μ A/lm ,若要求入射光通量在 6×10 -6 lm 时的输出电压幅度不低于 ,阳极电阻 R p =82K Ω, 1)试设计该 PMT 的变换电路。 2)若供电电压的稳定度只能做到 % ,试问该 PMT 变换电路输出信号的稳定度最高能达到多少? (假定各级电子收集率都为 1, SbCs 材料有: ) DD)(?? 8 7.(1)画出具有 10 级倍增级,负高压 1200V 供电,均匀分压的光电倍增管的工作原理图分别写出各部分的名称。(2)若该倍增管的阴极灵敏度 S k为 25uA/lm ,阴极入射光的照度为 ,阴极有效面积为 4cm 2,各倍增极二次发射系数相等σ=4,各级的电子收集率为 1,试计算倍增系统的放大倍数和阳极电流。见 P152 9 ?8、选择最适当的填入括号中(只填写其中之一的符号) ①用光电法测量某高速转轴( 15,000 转/分)的转速时,最好选用( )为光电接收器件。 A. PMT B. CdS 光敏电阻 C. 2CR42 硅光电池 D. 3DU 型光电三极管②若要检测脉宽为 10 -7S的光脉冲,应选用( )为光电变换器件。 A. PIN 型光电二极管 B. 3DU 性光电三相管 C. PN 结型光电二级管 D. 2CR 11硅光电池③硅光电池在( )偏置时,其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系, 且动态范围较大。 ④硅光电池在( )情况下有最大的功率输出 A 开路 B 自偏置 C 零伏偏置 D 反向偏置 10