光电技术习题及总复习.ppt

* 主要内容 第一、习题（布置作业中的计算题） 第二、总复习（基本概念、证明和基本设计内容） 1-1. 一支气体激光器发出的波长为640nm，功率为2mW，如果这支气体激光器的平面发散角为1mrad，激光器的半径是0.5mm，已知视见函数V(λ)在λ=640nm时为0.175。求: 1）光通量 第1章 习题 (2).该激光束投射在10m远的白色漫反射屏上,漫反射屏的反射比为0.85,求屏上的光亮度 (1).这支气体激光束的光通量,发光强度,光亮度,光出射度. 本题1问的关键: 辐射通量和光通量的转换关系要清楚；立体角概念要清楚；立体角与平面角的关系？ 一、光电技术习题 3）光亮度 4）光出射度 2）发光强度 本题2问的关键: 要搞清楚透明的反射屏和不透明的反射屏所对应的立体角是不一样的. πr102 该白色漫反射屏是不透明的, 其上的光斑是一个漫反射源, 因漫反射光源的视亮度与θ无关,各方向都相同,因此该漫反射源以π的立体角出射光通量0.85Фv ,故视亮度 r10=θR=10-3×10=10-2 (2).该激光束在10m远的屏上形成的光斑面积为 如果该屏是透光的，该屏上的光亮度是多少？ 第二种解法: 参看书上7页 因为激光束投射在10m远的白色漫反射屏上, 因此我们看到的是漫反射屏的亮度,它不是光源发出的亮度,因此,确切的说应当是视亮度. 对于不透明的漫反射屏,视亮度计算公式为: 对于透明的漫反射屏,视亮度计算公式为: 1-2.一只白灯，假设各向发光均匀，悬挂在离地面2m的高处，用照度计测得下方地面上的照度为30lx。求出该白灯的光通量？ 所以: 解： 光通量: 本题的关键是:要搞清楚光通量和光照度之间的关系. 第3章 习题 3-5. 一理想的运算放大器组成的放大电路，RF=1.5MΩ其电路的作用是对光电二极管的光电流进行线性放大，如果光电二极管未受光照时，运算放大器的输出电压为0.6V；如果光电二极管受到光照时，运算放大器的输出电压为2.6V。 + - UO Ub R1 RF 本题的关键: 要搞清楚放大电路是一个什么样的放大电路?要搞清楚暗电流的含义?要搞清楚光照和灵敏度的关系? 求：（1）光电二极管的暗电流是多少？ （2）如果光电二极管的光电灵敏度Sg为0.8μA/lx，光照是多少？ 解:该放大器为反相比例放大器（或者利用虚短和虚断的概 念），所以 （1）无光照时 （2）有光照时 因为: 所以: 注意:反相放大器,因此输入与输出有个”-”号,但是,由于Ub0,所以,负号消失 本题的关键: 要搞清楚亮电导,暗电导和光电导的含义?要搞清楚亮电导,暗电导和光电导之间的关系? 要搞清楚光照和灵敏度的关系? 4-3. 已知CdS光敏电阻的最大功耗为32mW，光电导灵敏度为Sg=0.5×10-6S/lx，暗电导gd=0S，若给CdS光敏电阻加偏置电压16V，这时入射到CdS光敏电阻上的极限照度为多少勒克斯？ 第4章 习题 解: 4-4.有一个光敏电阻R和2kΩ的负载电阻，串接在电压为12V的电源上，无光照时负载上的输出电压为20mV，有光照时负载上的输出电压为2V。求： 1）暗电流 暗电阻 解: 求光敏电阻所受的光照度？ 2）若光敏电阻的光电灵敏度为: 1）光敏电阻的暗电流和亮电阻值； 12V CdS 亮电流 亮电阻 2）光敏电阻所受的光照度 12V CdS 本题的关键: 要搞清楚亮电导,暗电导和光电导之间关系? 要搞清楚光照和灵敏度的关系?搞清楚电阻和电导之间的关系? 4-5.已知CdS光敏电阻的暗电阻Rd=10MΩ,在照度为100 lx时亮电阻R=5kΩ,用此光敏电阻控制继电器,见下图,如果继电器线圈的电阻为4kΩ，继电器的吸合电流为2mA,问需要多少照度才能吸合继电器?如果要在400lx时继电器才能吸合,那么此电路需作何改进? j CdS 12V 解 1. Rd=10MΩ gd=0.1×10-6S R=5kΩ g=0.2×10-3S=200×10-6S gp=g-gd≈200×10-6S sg=gp/E≈2×10-6s/lx 当继电器的吸合电流为2mA时: g=I/V=2×10-3/4=0.5×10-3S g=Sg·E+gd=500×10-6S E≈250lx 2.当E=400lx时 g=Sg·E+gd≈800×10-6S R≈1.25k 此时,驱动电流为: I=