《光电器件应用》复习

1期末复习1.光的实质：属于一种被称为“电磁波”物质。2.从不同的角度出发，通常有以下两种度量方法：⑴光度学度量方法；⑵辐射度学度量方法。3.光度学度量方法是指：在可见光的波长范围内，考虑到人眼对光的主观反应因素之后，所采用的一种计量光的强弱的方法。4.辐射度学度量方法是指：在所有光波范围内，对光的强弱所进行的计量方法。5.辐射的本质是一种能量形式的体现，常见的辐射现象有光辐射、热辐射、核辐射和磁辐射等等。6.立体角是指：以锥体的基点为球心作一球表面，锥体在球表面上所截取部分的表面积dS和球半径r平方之比。7.黑体是指：在任意温度条件下，一个既不反射也不透射光、而能全部吸收入射在其表面上的任意波长辐射的物体叫做绝对黑体，或简称黑体。8.辐射能Q（简称辐能）：描述以辐射的形式发射、传输或接收的能量。其法定计量单位为焦耳(J）。9.辐射通量Φ的定义：单位时间内辐射体所辐射的总能量，故亦称“辐射功率”。单位瓦特W。10.辐射强度的定义：为在给定传输方向上的单位立体角内光源发出的辐射通量，11.人眼视觉神经的特点：⑴对各种不同波长的光的感光灵敏度是不相同的，对绿光很灵敏，而对红光的灵敏度则较低。⑵因为不同人的心理作用和视觉生理的不同，故不同的人对各种波长的光的感光灵敏度也存在差异。12.视见函数V()定义为：国际照明委员会（CIE）根据对许多人的大量观察及其实验结果，采用平均值的方法确定了人眼对各种波长的光的平均相对灵敏度，被CIE推荐称为视见函数。V()亦称为平均人眼光谱光视效率或称为“标准光度观察者”的光谱视觉效率。13.可见光范围：380nm～780nm。人眼最敏感的光波：555nm附近，即绿光。14.光通量Φ定义为：光源在单位时间内所发射的并为人眼所感受到全部光能。其计量单位为流明=lm。15.发光强度I是指：光源在指定的某个方向上单位立体角内所发出的光通量。其计量单位为坎德拉=cd；16.1cd的物理含义：是指555nm的单色光在给定的方向上，辐射强度为1/683（W/Sr）时的发光强度。17.光照度E定义为：受光物体单位面积上所接受的光通量总量。计量单位：勒克斯=Lux=Lx=lm/m2。18.亮度L与照度E的关系照度：描述的是接收光照物体受照面的明暗程度。与光源到被照物体被照面对距离l的平方成反比。亮度：描述的是任何形式的光源（或被照物体表面反射光）的发光性质。19.人眼的两种调节能力。眼睛的视度调节能力Ā是指通过改变人眼水晶球的曲率来进行焦距调节，从而使像能够清晰地成像于视网膜上的极限距离范围。人眼的像焦距f¹的变化范围：约为18mm～23mm。眼睛的适应调节能力是指眼睛对周围空间光亮情况的自动适应程度。它又分为明适应和暗适应。20.人眼的近点和远点远点是指人眼在完全自然的放松状态下所能看清楚的最远点；正常人的远点应该在无限远处。而近点是指人眼的睫状肌达到最紧张时，眼睛所能看清楚的最近点。21.人眼的分辨率是指眼能够分辨最靠近两相邻点的能力称为眼的分辨能力，或视觉敏锐度。2光在阶跃型光纤中的传播22.光纤的组成结构及其横截面剖面示意图。光纤一般分为三层：中心是折射率高的纤芯(芯径一般为50μm或62.5μm)，中间为低折射率包层（直径一般为125μm），最外层的是加强用的树脂涂覆层。23.光缆的基本概念将多股光纤组成的较长的光纤就称为光缆。24.画图，简述阶跃型光纤光传输的基本原理。其基本原理就是利用光线的“全反射”。如图所示，纤芯折射率高于包层折射率，使得输入的光能在纤芯一包层交界面上不断产生全反射而前进。25.外界能量的激励是产生光的基本方法，常用的四种发光方法为：⑴电致发光；⑵光致发光；⑶化学发光；⑷热发光。26.电致发光是指物体在外加电场的作用下而引起的发光现象。典型的电致发光：发光二极管所产生的光就是电致发光。27.电致发光的原理：物质中的原子或离子受到被外加电场加速的电子的轰击，使原子中的电子从被加速的电子那里获得动能，由低能态跃迁到高能态；当它由受激状态回复到正常状态时，就会发出辐射。28.光致发光是指物体被光直接照射或预先被照射而引起自身的辐射现象。29.光致发光的原理：当光投射到物质上时，光子直接与物质中的电子起作用(吸收、动量传递等)，引起电子能态的改变，电子由高能态跃迁到低能态过程中发出辐射。30.典型的光致发光：荧光、示波管、显象管、日光灯等中荧光物质的余辉；钠光灯被另一钠光灯照射发出的黄光(称为共振辐射)；短波长的紫外光照射到杂质(油污)上发出波长较长的可见荧光。31.化学发光：由化学反应提供能量而引起的发光现象。如磷在空气中缓慢氧化而发光。32.热发光是指：物体被加热到一定温度而发光，称热发光。33.发光效率ην是指在给定λ1—λ2波长范围内，某一光源发出的光通量与产生这些辐射通量所需的电功率之比，称为该光源的发光效率。34.光谱功率分布是指：自然光源和人造光源大都是由单色光组成的复色光。不同光源在不同光谱上辐射出不同的光谱功率，常用光谱功率分布来描述。若令其最大值为l，将光谱功率分布进行规一化处理，那么经过归一化后的光谱功率分布称为相对光谱功率分布。35.空间光强分布（发光强度角分布）是指：对于各向异性光源，其发光强度在空间各方向上是不相同的。若在空间某一截面上，自原点向各径向取矢量，矢量的长度与该方向的发光强度成正比。将各矢量的端点连起来，就得到光源在该截面上的发光强度角分布曲线，即配光曲线。36.利用指针式万用表欧姆档简单检测发光二极管好坏的方法：将表打在R×10k档，测量其正向导通电阻约为几十千欧至200千欧，反向电阻为无穷，则正常，反之如果其正向导通电阻为0或无穷，反向电阻为0，则已损坏。37.色温是指：辐射源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光的颜色相同，则黑体的这一温度称为该辐射源的色温。38.LED的组成及其作用①芯片：发出近似点光源的光。②支架、反射腔、引脚：用于支撑、放置芯片、光二次反射和连接导电。③银胶和硅铝丝（或金丝）：连接芯片和引脚。3④环氧树脂：用于封装LED，保护LED的内部结构，并可略微改变LED的发光颜色、亮度及其发光的法向角度。⑤散射剂：用于使其发光更加的均匀，使LED芯片的点光源变成面光源。39.LED按发光的颜色分类可分为：①红色；②绿色；③白色；④黄色；⑤橙色；⑥多色；⑦蓝色；⑧红外光等等。40.LED的性能参数有两个方面：电学方面和光学方面。主要性能有：伏安特性/发光效率/发光亮度/响应时间/光谱特性/寿命等。41.LED的正向电压UF：是指在给定的IF值时，LED的正向导通电压。42.LED的正向电流IF：是指能使LED正常工作时，根据芯片材料的不同而给出的一个正向工作电流值。43.LED的反向漏电流IR：是指在给定的反向电压值时，LED的电流值。44.LED的最大允许工作电流IFM：可由最大允许耗散功率来确定。通常生产厂家会在产品手册当中给出。45.LED的最大允许正向脉冲电流IFP：是指由占空比与脉冲重复频率来确定的一个参数。可通过此参数的调整（即脉宽的调整）来调节LED显示屏的亮度。46.LED的光谱特性：是指相对发光强度随光波波长变化的曲线。47.LED的峰值波长：是指在光谱特性曲线当中，发光强度最强的波长值。48.LED的发光效率η是指LED光源消耗单位输入电功率所产生的光通量。49.LED的法向发光强度：是指与LED发光面垂直方向上的发光强度。50.实现白光LED的三种方法：⑴蓝色LED芯片和发黄光的YAG荧光粉结合产生白光；⑵R、G、B三基色LED混合产生白光；⑶紫外光LED芯片与三基色荧光体结合产生白光。51.获得激光必须满足的三条件：⑴泵浦源：其作用是提高降低能级的电子激发到高能级去的能量。⑵粒子数反转：其作用就是必须设法在外界激励源的作用下，使工作物质中的高能态粒子数多于低能态粒子数。⑶谐振腔：使得激光的强度在这个谐振腔当中不断的加强。52.激光的特点：与普通光源相比，激光具有高亮度，方向性、单色性和相干性好等。53.简单地讲，可以将激光器的工作原理归纳为：在激光器当中，外加能量借助泵浦源将工作物质中的低能级电子激发到高能级上去，从而形成粒子数反转，最后通过谐振腔将激光不断地放大，当放大超过阈值时，激光就会穿透谐振腔，从而向外发出激光。54.任何光源总是通过一个发光面向外发光。激光器的发光面和光发散角很小。激光的发光时间可以很短，因此光功率可以很高。55.激光的单色性是指其光谱线的频率不是单一的，总有一定的频率宽度Δv。56.光电导效应：入射光强改变物质导电率的物理现象称光电导效应57.暗电阻——无光照时的电阻；⑴暗电流——无光照时的电流；⑵亮电阻、亮电流——受光照时的阻值、电流；⑶光电流——亮电流与暗电流之差称光电流58.光敏电阻其符号59.光敏电阻的光电流与入射光照度（或通量）之间的关系称为光电特性。60.在给定的光照下，将加到光敏管两端的电压与流过光敏电阻的亮电流之间的关系曲线，称为光敏电阻的伏安特性。61.半导体定义：是指其导电能力介于导体和绝缘体之间的物体。其电阻率在10-5～106。62.晶体结构，是指物质当中原子均呈有规律的整齐排列。故人们又将半导体管称为晶体管。463.常见半导体及其分类按其物质的纯度来分类可分为以下三种：①本征半导体；②N型半导体；③P型半导体。64.本征半导体定义：是指不含有其它任何杂质，而只含有一种物质的纯半导体。65.P型半导体定义：是指在本征半导体当中加入少量的三价元素（如硼等）所形成的半导体。66.N型半导体：是指在本征半导体当中加入少量的五价元素(如磷等)所形成的半导体。67.光伏效应定义：是指半导体材料在吸收光能后，在PN结上所产生电动势的效应。68.光电流Ip定义：是指有光照时，在PN结内部所产生的一个附加电流。69.短路电流Isc定义：是指有光照时，将PN结两端短接，从P端流出的电流。70.开路电压Uoc定义：是指有光照时，将PN结两端开路所测得的P端对N端的光生电动势电压。71.光电池符号：72.P-N结的电流电压特性：⑴正向偏置——无光电效应；⑵反向偏置——光电导工作模式。⑶零偏置——光伏特工作模式。73.光电池的光电转换效率定义：是指光电池的输出功率与入射辐射通量之比。74.光电池的串并联使用。75.PTM的分类方法及常见的几种分类形式。76.光电倍增管各组成部分的主要功能。77.常见光电器件的图形符号。78.光电发射效应（外光电效应）的定义。79.半导体光吸收的实质：就是电子吸收光子，并从一个低能态跃迁到另一个较高的高能态能级的过程。80.光源的发光强度空间分布曲线（即发光强度角分布曲线）。81.光学的直线传播定律、光的独立传播定律、光的反射定律和折射定律82.透镜、正透镜和负透镜的基本概念及其光学符号；近视眼镜和老花镜各属于什么透镜？透镜是指由两个折射曲面所限定的透明体；正透镜是指折射面为球面的透镜；负透镜是指折射面为非球面的透镜。近视眼镜就是凹透镜；老花眼镜属于凸透镜。83.折射率的定义及其物理含义光在不同介质中的传播速度亦不同是光发生折射的原因。故某种介质的折射率的定义为n=c/v。其物理含义为：光在真空中的传播速度c与光在该介质中的传播速度v之比；或理解为不同波长的光在同一介质当中的折射角度是不同的。84.反射和折射定律的数学表达式。光的全反射现象85.薄透镜当中的三条关键的典型光线之特点。86.RGB计色制的基本概念；RGB计色制中任意彩色光的配色方程。RGB计色制是指以物理三基色为基础和以(R)、(G)、(B)为三基色计量单位，所建立的对任何彩色进行配色计量的计色系统。任意彩色光的配色方程如下：C=R(R)+G(G)+B(B)87.三基色与三基色系数(三刺激值)的区别。白、灰、黑色的三色系数有何区别？三基色是指三种不同色调的彩色，而三刺激值是指混配出任意色彩所需的三基色数量。虽然，混配出白、灰、黑色三种色调所需的基色系数的比例均相等，即R=G=B，但它们的绝对数量却不相同，即白色为R=G=B=1，灰色为1＞R=G=B＞0，黑色为R=G