1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

赵敬前 2011130129 光电信息科学与工程

基于象限探测器的窃听系统设计综述

光与物质相互作用会使物质的光学、电学、磁学等性质发生变化。对于光致电的现象可以被人们统称为光电效应（Photoelectric effect）。光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应，又称光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。

我们研究的象限探测器就是基于半导体的光生伏特效应将光能直接转换为电能。在晶体中电子的数目总是与核电荷数相一致，如将P 型硅或N 型硅放在阳光下照射，仅是被加热，外部看不出变化。尽管通过光的能量电子从化键中被释放，由此产生电子－空穴对，但在很短的时间内（在μS 范围内）电子又被捕获，即电子和空穴”复合”。

图1 光射入P-N结

当P 型和N 型半导体结合在一起时，在两种半导体的交界面区域里会形成1 个特殊的薄层，界面的P 型一侧带负电，N 型一侧带正电。这是由于P 型半导体多空穴，N 型半导体多自由电子，出现了浓度差。N 区的电子会扩散到P 区，P区的空穴会扩散到N 区，一旦扩散就形成了1 个由N指向P 的”内电场”，从而阻止扩散进行。达到平衡后，就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差，这就是PN结。

如果光线照射在P-N结上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P 型硅和N 型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。通过界面层的电荷分离，将在P 区和N 区之间产生1 个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。通过光照在界面层产生的电子－空穴对越多，电流越大。界面层吸收的光能越多，界面层即电池面积越大，在pn结中形成的电流也越大,光电探测器就是利用PN结的光电效应将光信号转变成电信号。

四象限光电探测器实际由四个光电探测器构成，每个探测器一个象限，目标光信号经光学系统后在四象限光电探测器上成像。我们将激光光打到远距离的窗户、玻璃、水杯等易受声波发生震动且发射率较高的物体,声波的震动会引发物体的表面震动，进而在物体表面产生微小的位移，这段微小位移作用在反射光上面，反射光点也发生同等程度的位移，在光电探测器件上就会产生光强的变化。通过电路的转换、放大，还原原始的声音信号。

一般情况下,反射光斑的圆心正好与探测器的圆心相重合，当位置发生变化时，反射光的微弱移动致使在四象限探测器上的光斑中，如图，第一象限以及第四象限的信号强度分别增加，而第二象限以及第三项现的信号强度等幅的减小，将一二象限和三四象限信号做差，并将做完差的信号求和，便可以得到信噪比非常高的信号了。

最后将我们得到的这些信噪比非常高的信号输入到计算机里，将得到的数字音频信号输入例如MATLAB环境并通过MATLAB播放,利用MATLAB软件分析音频信号的幅度响应和相位响应.通过比较音频信号输入前与输入后幅度响应和相位响应的差异得到的较为准确的输出结果就是我们最终的情报结果。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1、查找有关本论文的文献资料，掌握象限探测器和窃听系统的工作原理。

2将象限探测器和窃听系统结合，设计一套基于象限探测器的窃听系统。