1、第一章：1，光電檢測系統(tǒng)的基本組成及各部分的主要作用？光源光學(xué)系統(tǒng)被測對象光學(xué)變換光電轉(zhuǎn)換電信號放大與處理存儲，顯示，控制作用：光學(xué)變換：將被測量轉(zhuǎn)換為光參量，有時需要光信號的匹配處理，目的是更好的獲得待測量的信息。電信號放大與處理的作用：存儲，顯示，控制。第二章：1、精密度、準(zhǔn)確度、精確度、誤差、不確定度的意義、區(qū)別。答：精密度高指偶然誤差較小，測量數(shù)據(jù)比較集中，但系統(tǒng)誤差大小不明確；準(zhǔn)確度高指系統(tǒng)誤差較小，測量數(shù)據(jù)的平均值偏離真值較少；精確度高指偶然誤差和系統(tǒng)誤差都比較小，測量數(shù)值集中在真值附近；誤差=測量結(jié)果-真值；不確定度用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。2、朗伯輻射體的定義？有哪些主要特性？答：定義：

2、輻射源各方向的輻亮度不變的輻射源。特性：自然界大多數(shù)物體的輻射特性，輻亮度與觀察角度無關(guān)。3、光譜響應(yīng)度、積分響應(yīng)度、量子效率、NEP、比探測率的定義、單位及物理意義。答：靈敏度又叫響應(yīng)度，定義為單位輻射度量產(chǎn)生的電信號量，記作R，電信號可以是電流，稱為電流響應(yīng)度；也可以是電壓，稱為電壓響應(yīng)度。對應(yīng)不同輻射度量的響應(yīng)度用下標(biāo)來表示 。輻射度量測量中，測不同的輻射度量，應(yīng)當(dāng)用不同的響應(yīng)度。對輻射通量的電流響應(yīng)度(AW-1 )F= 對輻照度的電流響應(yīng)度(AW-1 m 2 ) E= 對輻亮度的電流響應(yīng)度(AW-1 m 2 Sr)L= 量子效率：在單色輻射作用于光電器件時，單位時間產(chǎn)生的的光電子數(shù)與入

3、射的光子數(shù)之比，為光電器件的量子效率。NEP：信噪比等于1時所需要的最小輸入光信號的功率。單位：W。物理意義：反映探測器理論探測能力的重要指標(biāo)。比探測率：定義 ；物理意義：用單位探測系統(tǒng)帶寬和單位探測器面積的噪聲電流來衡量探測器的探測能力。第三章：1、光源的分類及各種光源的典型例子；相干光源和非相關(guān)光源包括哪些？答：按照光波在時間、空間上的相位特征，一般將光源分成相干光源和非相干光源；按發(fā)光機理可分為：熱輻射光源，常用的有：太陽、黑體源、白熾燈，典型軍事目標(biāo)輻射；氣體輻射光源，廣泛用作攝影光源；固體輻射光源，用于數(shù)碼、字符和矩陣的顯示；激光光源，應(yīng)用：激光器。相干光源：激光；非相關(guān)光源：普通光

4、源。2、對一個光電檢測系統(tǒng)的光源通常都有哪方面要求？答：1.波長（光譜）特性2.發(fā)光強度 （光功率）3.光源穩(wěn)定性（強度、波長）3、輻射效率和發(fā)光效率的概念及意義答：在給定12波長范圍內(nèi)，某一輻射源發(fā)出的輻射通量與產(chǎn)生這些輻射通量所需比，稱為該輻射源在規(guī)定光譜范圍內(nèi)的輻射效率；某一光源所發(fā)射的光通量與產(chǎn)生這些光通量所需的電功/率之比，就是該光源的發(fā)光效率。4、色溫，配光曲線的概念及意義答：色溫：如果輻射源發(fā)出的光的顏色與黑體在某一溫度下輻射出的光的顏色相同，則黑體的這一溫度稱為該輻射源的色溫。 配光曲線表示一個燈具或光源發(fā)射出的光在空間中的分布情況。意義：記錄了燈具在各個方向上的光強。5、熱光

5、源的主要特點是什么？答：1.發(fā)光特性（光譜分布、出射度、亮度）可以用普朗克公式估算。2.發(fā)出連續(xù)光譜，譜寬很寬，適應(yīng)性強。3.大多屬于電熱型，可以通過控制輸入電量控制發(fā)光特性。6、大氣窗口的概念及作用。答：大氣窗口即透過率較高的波段。作用：有效地利用大氣窗口可增加光電探測系統(tǒng)的工作距離。7、激光器的性能特點答：優(yōu)點：1.高方向性2.單色性好3.相干性好4.高亮度。缺點：體積比較龐大8、光強標(biāo)準(zhǔn)器的結(jié)構(gòu)，工作原理及光度標(biāo)準(zhǔn)的傳遞方法答：光強標(biāo)準(zhǔn)器是一個被定義在鉑熔點溫度(2046.05K)的黑體輻射器。 工作原理：光強標(biāo)準(zhǔn)器是采用1MHz高頻感應(yīng)爐來加熱的，熔化鉑需要7kw的電功率，鉑 2046

6、 05K的溫度下熔化。該裝置可維持鉑轉(zhuǎn)相的時間約20分鐘以上，測量就在這段時間內(nèi)進(jìn)行。在這段時間中由于溫度沒有變化，腔口輻射量也應(yīng)維持不變，這時小孔的亮度為60cdcm2，對應(yīng)發(fā)光強度為1.0610-4cd。傳遞方法：由光度標(biāo)準(zhǔn)器向外傳遞的光度標(biāo)準(zhǔn)將寄存在特制的鎢絲白熾燈即標(biāo)準(zhǔn)燈中。利用目視光度計進(jìn)行傳遞，通過對標(biāo)準(zhǔn)燈的光強度校準(zhǔn)，從而將標(biāo)準(zhǔn)通過標(biāo)準(zhǔn)燈傳出。第四章：1，光電探測器與熱電探測器的工作原理及性能對比？光電探測器：利用光電效應(yīng)，把入射到物體表面的輻射能直接變換成可測量的電量。熱電探測器：探測器接收光輻射，先引起溫度升高，再使探測器的某些電學(xué)量發(fā)生變化，如電阻或電容發(fā)生變化、或者表面電

7、荷發(fā)生變化，或產(chǎn)生電動勢。性能對比：光電探測器：探測靈敏度高（探測能力，響應(yīng)波長范圍，響應(yīng)速度），對波長探測選擇敏感，多數(shù)工作在低溫環(huán)境下，需要制冷。熱電探測器：與光電探測器相反，可以在室溫下工作。2，熱敏電阻與光敏電阻的區(qū)別？熱敏電阻定義：凡吸收入射輻射后引起溫升而使電阻值改變，導(dǎo)致負(fù)載兩端電壓的變化，并給出電信號的器件。半導(dǎo)體對光的吸收本征和雜質(zhì)吸收產(chǎn)生光生載子光電導(dǎo)率變化，伴隨少量的熱能產(chǎn)生光敏電阻。半導(dǎo)體對光的吸收晶格吸收，自由電子吸收不產(chǎn)生光生載子熱能產(chǎn)生，溫升導(dǎo)致電阻值變化熱敏電阻。為了提高熱敏電阻的吸收系數(shù)，常對其表面進(jìn)行黑化處理。熱敏電阻的特點A、熱敏電阻的溫度系數(shù)大， 靈敏度

8、高，熱敏電阻的溫度系數(shù)常比一般金屬電阻大10 100倍。B、結(jié)構(gòu)簡單，體積小，可以測量近似幾何點的溫度。C、 電阻率高，熱慣性小， 工作溫度范圍寬，適宜做動態(tài)測量。D、 光譜響應(yīng)基本上與入射輻射的波長無關(guān)E、阻值與溫度的變化關(guān)系呈非線性。F、 穩(wěn)定性和互換性較差3，熱釋電器件的優(yōu)缺點和使用中的注意事項？優(yōu)點：無波長選擇性，可工作于室溫缺點：響應(yīng)速度慢，只能測量變化的輻射注意事項：1.熱釋電器件不同于其他光電器件，在恒定輻射作用的情況下輸出的信號為零, 只有在交變輻射的作用下才會有信號輸出。2.只要使熱釋電晶體的溫度在面束縛電荷被中和掉之前因吸收輻射而發(fā)生變化，即入射輻射調(diào)制頻率f1/時，才會有

9、熱釋電信號輸出 非平衡器件。4，光電探測器的選用原則？1.與輻射源及光學(xué)系統(tǒng)在光譜特性上匹配；2.光電轉(zhuǎn)換特性或動態(tài)范圍與入射輻射能量匹配；（對微弱信號，要有足夠比探測率；入射光通量變化中心取在線性范圍內(nèi)；）3.當(dāng)測量調(diào)制或脈沖光信號時，需考慮探測器的響應(yīng)時間或頻率響應(yīng)范圍。（時間響應(yīng)與入射光信號的調(diào)制形式、信號頻率及波形匹配，以確保變換后的信號不產(chǎn)生頻率失真引起的輸出波形失真。變換電路的頻率響應(yīng)特性也要與之匹配。）4.探測器的最小分辨率，即考慮等效噪聲功率、所產(chǎn)生電信號的信噪比。5.當(dāng)測量的光信號幅值變化時，需考慮探測器輸出的信號的線性程度。6.光電器件與變換電路必須與后面的應(yīng)用電路的輸入阻

10、抗良好地匹配，以保證具有足夠大的變換系數(shù)、線性范圍、信噪比及快速的動態(tài)響應(yīng)。7.穩(wěn)定性和使用環(huán)境。器件參數(shù)應(yīng)高于使用環(huán)境要求，并留有足夠余地，并保證器件工作在額定使用條件范圍內(nèi)。8.其它：測量精度、測量方式等在設(shè)計光電檢測系統(tǒng)時，無法保證上述要求都滿足，因此需根據(jù)測量要求反復(fù)比較各種探測器的主要特性參數(shù)，然后選定最佳的器件。5，一般變光度方法的優(yōu)缺點？1.吸收濾光片：優(yōu)點：簡單方便 。缺點：加入后會引起像點位移；中性程度不高2.薄膜濾光片 特點：窄光譜，可實現(xiàn)偏振態(tài)改變或光分離器3.篩網(wǎng)優(yōu)點：很寬的光譜范圍內(nèi)的均勻性較好，不會使光學(xué)像發(fā)生位移，對偏振態(tài)無影響?？墒购Y網(wǎng)相對于光軸產(chǎn)生不同傾斜來調(diào)

11、整其透射比。缺點：改變了光能在光束截面上的分布4.膜片光闌或狹縫：優(yōu)點：很寬的光譜范圍內(nèi)的均勻性較好，不會引起像點的移動，不改變偏振態(tài)。缺點：衰減量與光束橫截面上的分布特性有關(guān)，精度低。5.偏振減光器：優(yōu)點：連續(xù)減光，精度較高，不會引起像點的移動。缺點：有波長選擇性（偏振度、吸收都與波長有關(guān)），改變偏振態(tài)，不能完全消光。6.鏡面反射器：優(yōu)點：可采用多次鏡面反射，擴大變光度的范圍，精度較高。缺點：有波長選擇性（折射率與波長有關(guān)），改變偏振態(tài)，改變光束方向7.漫反射減光器：優(yōu)點：在可見光和近紅外區(qū)域有較好的衰減均勻性應(yīng)用：改變了入射光的幾何形狀、能量分布及偏振信息，常用于純通量的衰減6，積分球的材

12、料及基本工作原理？積分球通常由兩個半球的外殼相接而成，按需要在球面上開若干個小孔，內(nèi)部還可附加擋板，反射鏡及光陷阱等，球內(nèi)壁涂敷反射系數(shù)極高，且漫射性能極好的材料，常用氧化鎂（反射比較高，光譜性能不穩(wěn)定），硫酸鋇。工作原理：光線由輸入孔入射后，光線在球內(nèi)部被均勻的反射及漫射，在球面上形成均勻的能量分布，因此輸出孔所得到的光線為非常均勻的漫射光束。而且入射光的入射角度、空間分布、以及偏振特性都不會對輸出的光束照度和均勻度造成影響。7，什么情況下要考慮光譜校正？在某些系統(tǒng)中，要求探測器與光源具有某種特定的光譜特性，而實際上不具備這樣的特性，這就需要把它們的光譜特性進(jìn)行必要的校正。8，濾光片的主要特

13、性參數(shù)及定義？按照濾光特性分為長波通、短波通、帶通和帶阻四大類。性能：最大透過率和截止波長截止波長：最大透過率一半處，對應(yīng)的波長。帶通和帶阻類：性能由最大透過率、 中心波長和帶寬描述中心波長：最大透過率處的波長。帶寬：最大透過率一半處，對應(yīng)的兩波長之差。按照濾光特性分為長波通、短波通9，光譜模板校正法的工作原理？光束經(jīng)棱鏡分光后，在物鏡1的焦面上產(chǎn)生光譜帶，在該平面上附加模板m，將模板按需要做成一定形狀，使各譜線的通光寬度按校正要求變窄，再經(jīng)物鏡2將光會聚后，由光電探測器接收。該方法對光源光譜或探測器光譜都能進(jìn)行校正，精度很高，機構(gòu)將較為復(fù)雜。第五章1光電探測中的光學(xué)系統(tǒng)的主要功能（1收集待測

14、目標(biāo)光輻射通量2觀察或瞄準(zhǔn)目標(biāo)3確立目標(biāo)方位4實現(xiàn)大視唱捕獲目標(biāo)與成像）2景深的概念，如何調(diào)整（被攝景物中能產(chǎn)生清晰物象的最近點與最遠(yuǎn)點之間的距離 要拍攝小景深的照片， 如特定鏡頭，應(yīng)選擇長焦距、小光圈，對準(zhǔn)距離近。要拍攝大景深的照片， 如遠(yuǎn)景鏡頭，應(yīng)選擇短焦距、大光圈，對準(zhǔn)距離遠(yuǎn)。）3物鏡按照光學(xué)結(jié)構(gòu)分為哪幾類（1折射式優(yōu)點封閉的鏡筒減弱了空氣流動對成像質(zhì)量的破壞，同時保護了光學(xué)鏡頭。不需要額外的維護費用。缺點價格較昂貴。同樣口徑下，折射式望遠(yuǎn)鏡更重、更長、體積更大。2反射式優(yōu)點：反射鏡的造價比透鏡低的多。缺點：開放的鏡筒式的空氣可以流通，這樣不僅會影響到成像的穩(wěn)定度，而且一些塵埃會隨著流動

15、的空氣進(jìn)入鏡筒并附著在物鏡上，長此以往會破壞物鏡表面的鍍膜，使其反射力下降。由于這種結(jié)構(gòu)的物鏡比較容易破裂，所以使用的時候需要倍加小心 3折反式 ）4什么是場景，基本工作要求是什么，在光電探測系統(tǒng)中使用場鏡有什么好處（工作在物鏡附近的透鏡，作用：1提高邊緣光束入射到探測器的能力2減小探測器的面積3使探測器光敏面上的光照均勻化4使用使用平像場鏡時可獲得平場像面5場鏡放置在像面附近好讓出像面位置放置調(diào)盤）5橫向莫爾條紋的特點及辯向原理（）同步性；光柵移動一個柵距莫爾條紋移動一個間距且方向?qū)?yīng)當(dāng)指示光柵沿與柵線垂直的方向作相對移動時，莫爾條紋則沿光柵刻線方向移動（兩者的運動方向相互垂直）；指示光柵反向移動，莫爾條紋亦反向移動。在圖中，當(dāng)指示光柵向右移動時，莫爾條紋向上運動。6絕對式編碼器與增量式編碼器在結(jié)構(gòu)及性能上的對比（絕對有固定零位