光電檢測原理與技術(shù)

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1、一填空題20分，每空1分1波長在__________-的是紅外輻射。通常分為_______、_______和遠紅外三部分2輻射體的輻射強度在空間方向上的分布滿足公式_________________,式中Ie0是面元dS沿其法線方向的輻射強度。符合上式規(guī)律的輻射體稱為__________,也稱為朗伯體。3光輻射普遍形式的波動方程中，方程右邊兩項分別由________與________引起。4KDP晶體沿z軸加電場時，由________變成了雙軸晶體，折射率橢球的主軸繞________軸旋轉(zhuǎn)了45度角，此轉(zhuǎn)角與外加電場的大小______，其折射率

2、變化與電場成_______。5KDP晶體橫向運用條件下，光波通過晶體后的相位差包括兩項：其中一項與外加電場無關(guān)，是由晶體本身__________引起的；另一項為電光效應(yīng)_________。6考慮到聲束的寬度，當(dāng)光波傳播方向上聲束的寬度L滿足條件___________,會產(chǎn)生多級衍射，否則從多級衍射過渡到單級衍射。7要用激光作為信息的載體，就必須解決如何將信息加到激光上去的問題，這種將信息加載于激光的過程稱為調(diào)制，光束調(diào)制按其調(diào)制的性質(zhì)可分為______、______、______及強度調(diào)制等。8依據(jù)噪聲產(chǎn)生的物理原因,光電探測器的噪聲可大致分為

3、________、________和________三類。二簡答題，共30分，每題6分1光電探測器性能參數(shù)包括哪些方面。2光子效應(yīng)和光熱效應(yīng)。3請簡要說出InSb和PbS光敏電阻的特性。4為什么說光電池的頻率特性不是很好?5直接光電探測器的平方律特性表現(xiàn)在哪兩個方面?三推導(dǎo)證明，共10分，每題5分1已知熱電晶體極板面積為A，熱電系數(shù)為β，負載電阻為RL，熱敏元件的吸收系數(shù)為α，熱導(dǎo)為G，且溫度變化規(guī)律為。證明熱釋電探測器的電壓靈敏度為。2已知光電二極管的反偏壓V及最大入射光功率P，器件的暗電導(dǎo)為g,臨界電導(dǎo)為g’，器件光點轉(zhuǎn)換靈敏度為S，證明合

4、理的負載電阻為：。（畫出線性化處理后的伏安特性曲線）四分析、計算題，共40分，每題10分1已知熱敏器件的受光面為100mm2,頻率響應(yīng)范圍Δf為1HZ，器件初始溫度為300K，發(fā)射率為ε為100%，試推導(dǎo)并估算此熱敏探測器的最小可探測光功率。（σ=5.67×10-12J/cm2K4,kB=1.38×10-23J/K）2輸入信號Uin經(jīng)過二極管整流后，輸出信號為Uou=KUin，現(xiàn)有一按正弦規(guī)律變化的經(jīng)過隔直處理后的調(diào)幅輸入信號為：Uin=（1+msinΩt）sinωt,其中的m為調(diào)制度，Ω為調(diào)制頻率，ω為載波頻率，經(jīng)過二極管整形后并按傅里葉級數(shù)

5、展開，得到:問：（1）分析上式，并說出上式中哪部分是我們需要提取的信號？t（2）為了提取出需要的信號，需要采取什么電路來提??？最后提取出的信號表達式是什么，并畫出電路圖。（3）根據(jù)右圖的調(diào)制波形繪出整流后的波形，并繪出經(jīng)過濾波后的信號波形簡圖。3一目標(biāo)經(jīng)紅外成像系統(tǒng)成像后供人眼觀察，在某一特征頻率時，目標(biāo)對比度為0.5,大氣的MTF為0.9，探測器的MTF為0.5，電路的MTF為0.95，CRT的MTF為0.5，則在這一特征頻率下，光學(xué)系統(tǒng)的MTF至少要多大？4已知某硅光電二極管的靈敏度，結(jié)電導(dǎo)，屈膝電壓，入射光信號功率，反偏壓。求：電信號輸出

6、送到放大器時，取得最大功率的電阻及放大器的輸入電阻?！豆怆姍z測原理與技術(shù)》課程試題A答案2007-12-23一填空題20分，每空1分1波長在0.77~1000mm的是紅外輻射。通常分為近紅外、中紅外和遠紅外三部分2一般輻射體的輻射強度與空間方向有關(guān)。但是有些輻射體的7輻射強度在空間方向上的分布滿足，式中Ie0是面元dS沿其法線方向的輻射強度。符合上式規(guī)律的輻射體稱為余弦輻射體或朗伯體。3光輻射普遍形式的波動方程中，方程右邊兩項反映物質(zhì)對光輻射場量的影響，起“源”的作用，分別由極化電荷與傳導(dǎo)電流引起。4KDP晶體沿z軸加電場時，由單軸晶體變成了雙

7、軸晶體，折射率橢球的主軸繞z軸旋轉(zhuǎn)了45°角，此轉(zhuǎn)角與外加電場的大小無關(guān)，其折射率變化與電場成正比。5KDP晶體橫向運用條件下，光波通過晶體后的相位差包括兩項：第一項與外加電場無關(guān)，是由晶體本身自然雙折射引起的；第二項即為電光效應(yīng)相位延遲6考慮到聲束的寬度，當(dāng)光波傳播方向上聲束的寬度L滿足條件，會產(chǎn)生多級衍射，否則從多級衍射過渡到單級衍射。7要用激光作為信息的載體，就必須解決如何將信息加到激光上去的問題，這種將信息加載于激光的過程稱為調(diào)制，完成這一過程的裝置稱為調(diào)制器。其中激光稱為載波，起控制作用的低頻信息稱為調(diào)制信號。8依據(jù)噪聲產(chǎn)生的物理原因

8、,光電探測器的噪聲可大致分為散粒噪聲、熱噪聲和低頻噪聲三類。二簡答題，共30分，每題6分（要求簡單扼要）1光電探測器性能參數(shù)包括哪些方面。（得分點：回