光电技术题目及答案 电科.pdf

一、填空题 P5 坎德拉概念(lcd） 在光度单位体系中，被选作基本单位的不是相应的光量或光通量，而是发光强度，其单位是 坎德拉。坎德拉不仅是光度体系的基本单位，而且也是国际单位制（SI）的七个基本单位之 12 一。它的定义是“一个光源发出频率为540X10 Hz 的单色辐射，若在一给定方向上的辐射 强度为1/683W/sr，则该光源在该方向上的发光强度为坎德拉”。 P65 磁光效应概念 外加磁场作用所引起的材料的光学各向异性称为磁光效应。 P82 光波在水中传输过程中，前向散射和后向散射 光在传输方向上的散射称为前向散射，而在相反方向的散射称为后向散射。 前向散射使光束传输距离明显增大，传输距离越远，前向散射光的贡献就越大。这种效应对 水下照明有利，但对水下光束扫描和水下摄影不利，它会使扫描分辨率和目标背景比度下降。 在水下后向散射更为强烈，而且入射光功率越大，后向散射光就越强。强烈的后向散射光会 使接收器产生饱和而接收不到任何有用信息。 P114 什么是光电探测器？ 凡是能把光辐射量转换成另一种便于测量的物理量的器件，都叫做光探测器。不过，从近代 测量技术看，电量的测量不仅是最方便的，而且是最精确的。所以大多数光探测器都是把光 辐射量转换成电量来实现对光辐射的探测。即使直接转换量不是电量，通常也总是把非电量 （如温度、体积等）再转换为电量来实现测量。从这个意义上说，凡是把光辐射量转换为电 量（电流或电压）的光探测器，都称为光电探测器。 P114 光电探测器的物理效应通常分为两大类：光子效应和光热效应。 P119 什么是热释电效应？ 热释电效应是通过所谓的热释电材料实现的。热释电材料首先是一种电介质，是绝缘体。 P159 光频外差探测可以探测外场的什么？ 光频外差探测的基本原理是基于两束光的相干。 因为光频外差探测基于两束光波在光电探测器光敏面上的相干效应，所以光频外差探测也常 常称为光波的相干探测。 P49 光波在大气中的传输？ 光波在大气中传播时，大气气体分子及气溶胶的吸收和散射会引起的光束能量衰减，空气折 射率不均匀会引起的光波振幅和相位起伏；当光波功率足够大、持续时间极短时，非线性效 应也会影响光束的特性。 P49 大气衰减的三个方面：1.大气分子的吸收 2.大气分子的散射 3.大气气溶胶的衰减 P81 光波在水中传播哪个波段衰减最小？ 紫外和红外波段的光波在水中的衰减很大，在水中无法使用。 在可见光波段，蓝绿光的衰减最小，故常称该波段为“水下窗口”。 P89 纵向电光调制器的优点和缺点？ 纵向电光调制器具有结构简单、工作稳定、不存在自然双折射的影响等优点。其缺点是半波 电压太高，特别是在调制频率较高时，功率损耗比较大。 P166 电荷耦合摄像器件？（第一自然段） CCD 的基本功能是电荷存储和电荷转移，因此 CCD 工作过程就是信号电荷的产生、存储、 传输和检测的过程，电荷耦合摄像器件信号电荷产生是依靠半导体的光电特性，用光注入的 办法产生。 CCD的噪声可归纳为三类：散粒噪声、转移噪声和热噪声。 P160 光频相干探测特性？ 1.高的转换增益 2.良好的滤波性能 3.良好的空间和偏振鉴别能力 4.小的信噪比损失 5.光 电探测器的外差探测极限灵敏度 光敏电阻：电阻值随照射光强度增加而下降的固体材料。 二、简答题 P52 1.大气湍流对光速传播有哪些影响？分别加以说明？ 答：（是一种无规则的漩涡流动，流体质点的运动轨迹十分复杂，既有横向运动，又有纵向 运动，空间每一点的运动速度围绕某一平均值随机起伏。这种湍流状态将使激光辐射在传播 过程中随机地改变其光波参量，使光束质量受到严重影响，出现所谓光束截面内的强度闪烁、 光束的弯曲和漂移（亦称方向抖动）、光束弥散畸变以及空间相干性退化等现象，统称为大 气湍流效应） 大气湍流对光束传播的影响有：光束漂移、光束弯曲、光束强度闪烁、光束弥散畸变以及空 间相干性退化。 大气湍流对光束传播的影响与光束直径d 和湍流尺度l 之比密切相关。 B 当d l 时，湍流的主要作用是使光束整体随机偏折，在远处接收平面上，光束中心得投射 B 点（即光斑位置）以某个统计平均位置为中心，发生快速的随机性跳动（其频率可由数赫兹 到数十赫兹），此现象称为光束漂移。 若将光束视为一体，经过若干分钟会发现，其平均方向明显变化，这种慢漂移也称为光束弯 曲。 当d l 时，光束截面内包含有多个湍流旋