1、光電第一次作業(yè)1、光電倍增管采用負(fù)高壓供電或正高壓供電方式時，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)?其信號輸出電路有些什么方式?現(xiàn)有12級倍增管的光電倍增管，若要求正常工作時放大倍數(shù)的穩(wěn)定度為1%，則電源電壓的穩(wěn)定度應(yīng)為多少?解：正高壓供電優(yōu)點(diǎn)：便于屏蔽，光、磁、電的屏蔽罩可以跟陰極靠得近些，屏蔽效果好；暗電流小，噪聲低。缺點(diǎn)：陽極要處于正高壓，會導(dǎo)致寄生電容大，匹配電纜連接復(fù)雜，特別是后面若接直流放大器，整個放大器都處于高電壓，不利于安全操作；如果后面接交流放大器，則必須接一個耐壓很高的隔直電容器，而一般耐壓很高的電容器體積大而且價格高。負(fù)高壓供電優(yōu)點(diǎn)：便于跟后面的放大器相接，操作安全，后面不僅可以通過一個低壓耦

2、合電容與交流放大器相接，也可以直接與直流放大器相接。缺點(diǎn)：這時陰極要處于負(fù)高壓，屏蔽罩不能跟陰極靠得很近，至少要間隔12cm，因此屏蔽效果差一些，暗電流和噪聲都比陽極接地時大，而且整個倍增管裝置的體積也要大些。信號輸出電路（1）負(fù)載電阻輸出用一只負(fù)載電阻將電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，再連接到電壓放大器或電壓表上。負(fù)載電阻不能過大，否則會使倍增管頻率響應(yīng)和線性變差。（2）運(yùn)放輸出輸出電壓：電源穩(wěn)壓：根據(jù)公式：式中，U為電源電壓，M為光電倍增管電流增益，n為倍增極數(shù)，k為與材料相關(guān)系數(shù)，取0.71，這里取k=1計算：電源電壓穩(wěn)定度：2、今有11級倍增極光電倍增管，負(fù)高壓1200V供電，采用均勻分壓電阻

3、網(wǎng)絡(luò)。（1）畫出工作原理圖，標(biāo)出Ik，Ia和電源總電流i0的方向（2）若陰極靈敏度Sk20A/lm，陰極有效面積為2cm2，入射光照度為0.1 lx，各倍增極二次電子發(fā)射系數(shù)均相等，即4，光電子收集率為0.98,各倍增極電子收集率為0.95，試求倍增系統(tǒng)的放大系數(shù)G和Ia。（3）設(shè)計前置放大器，使輸出信號電壓為0.2V，并畫出原理圖。解：（1）（2）陰極電流陽極電流：（3）如圖所示前置放大電路根據(jù)常用電阻阻值，選用電阻3、某光敏電阻與負(fù)載電阻RL2k，巳串接于12V的直流電源上，無光照時負(fù)載電阻上的輸出電壓為u120mV，有光照時負(fù)載上的輸出電壓u22V 。試求光敏電阻的暗電阻和亮電阻值。若光

4、敏電阻的光導(dǎo)靈敏度S6×10-6 s/lx，求光敏電阻所受的照度?解：暗電阻：亮電阻：光電流：光電導(dǎo)：光照度：光電第二次作業(yè)1、舉例說明什么是直接探測和外差探測，它們的工作原理和特性是什么？怎樣理解光學(xué)外差測量為干涉測量的發(fā)展提供了有效手段？（書p194題8 -3）答：直接測量：舉例：利用光敏電阻測量光照度。直接探測得原理是根據(jù)光電檢測器件的響應(yīng)與平均入射功率成正比或者與波振幅平方成正比，不對載波光的頻率和相位變化進(jìn)行響應(yīng)。其探測能力可用探測功率信噪比和最小可測入射功率來表示。外差測量：舉例：用光纖傳感器測量微小應(yīng)變。外差探測是將包含有被測信息的相干光調(diào)制波和作為基準(zhǔn)的本機(jī)振蕩光波，

5、在滿足波前匹配條件下在光電探測器上進(jìn)行光學(xué)混頻。探測器的輸出是頻率為二光波光頻差的拍頻信號，其中包含有調(diào)制信號的振幅、頻率和相位特征。光學(xué)外差探測具有探測能力強(qiáng)，靈敏度高，信躁比高，檢測穩(wěn)定性和可靠性高的特點(diǎn)，并且具有空間濾波能力和光譜濾波能力。從信息處理的角度來看，干涉測量實(shí)質(zhì)上是被測信號對光頻載波的調(diào)制和解調(diào)的過程，各種類型的干涉儀和干涉裝置都是光頻載波的調(diào)制器和解調(diào)器。光學(xué)外差測量是以光波的調(diào)制解調(diào)為基礎(chǔ)的，因此能夠?qū)Ω缮鏈y量提供有效手段。2、一多普勒速度計使用CO2激光器，波長為10.6m。設(shè)目標(biāo)沿照明光束方向的運(yùn)動速度為v=015m/s，要求測速靈敏度為1mm/s。試計算采用外差檢測系統(tǒng)所需要的通頻帶寬和頻率測量靈敏度。和采用波帶寬為1nm的光譜濾光片相比較，試計算兩種情況下的帶寬比。（書p194題8-11）答：由多普勒效應(yīng)，當(dāng)目標(biāo)的速度為V時，檢測到的頻率為，其中，C為光速，為激光器頻率，。由于目標(biāo)