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光电检测复习资料..

光电检测复习资料..简答题1、光电探测器常见的噪声有哪⼏类?分别简要说明。
(1)热噪声:由载流⼦热运动引起的电流起伏或电压起伏成为热噪声,热噪声功率与温度有关( 2)散粒噪声:随机起伏所形成的噪声(3)产⽣--复合噪声:载流⼦浓度起伏引起半导体电导率的起伏,在外加电压下,电导率的起伏是输出电流中带有产⽣--复合噪声(4)1/f噪声:这种噪声功率谱近似与频率成反⽐(5)温度噪声:是由于器件本⾝温度变化引起的噪声2、光电⼆极管与⼀般⼆极管相⽐有什么相同点和不同点?相同点:都是基于PN结的光伏效应⽽⼯作的不同点:(1)就制作衬底材料的掺杂浓度⽽⾔,⼀般⼆极管要⽐光电⼆极管浓度较⾼(2)光电⼆极管的电阻率⽐⼀般⼆极管要⾼(3)普通⼆极管在反向电压作⽤时处于截⽌状态,只能流过微弱的反向电流,光电⼆极管是在反向电压作⽤下⼯作的,(4)光电⼆极管在设计和制作时尽量使PN结的⾯积相对较⼤,以便接收⼊射光。
3、简述光电三极管的⼯作原理。
光电三极管的⼯作原理分为两个过程:⼀是光电转换;⼆是光电流放⼤。
就是将两个pn结组合起来使⽤。
以NPN型光电三极管为例,基极和集电极之间处于反偏状态,内建电场由集电极指向基极。
光照射p区,产⽣光⽣载流⼦对,电⼦漂移到集电极,空⽳留在基极,使基极与发射极之间电位升⾼,发射极便有⼤量电⼦经基极流向集电极,最后形成光电流。
光照越强,由此形成的光电流越4、简述声光相互作⽤中产⽣布喇格衍射的条件以及布喇格衍射的特点。
产⽣布喇格衍射条件:声波频率较⾼,声光作⽤长度L较⼤,光束与声波波⾯间以⼀定的⾓度斜⼊射。
特点:衍射光各⾼级次衍射光将互相抵消,只出现0级和+1级(或 1级)衍射光,合理选择参数,并使超声场⾜够强,可使⼊射光能量⼏乎全部转移到+1级(或-1级)5、什么是热释电效应?热释电器件为什么不能⼯作在直流状态?热释电效应:热释电晶体吸收光辐射温度改变,温度的变化引起了热电晶体的⾃发极化强度的变化,从⽽在晶体的特定⽅向上引起表⾯电荷的变化,这就是热释电效应。
《光电检测技术》考试复习重点

《光电检测》复习精华第一章 光辐射物理基础1、基本光辐射度量单位:J (辐射能)、W (辐射功率)基本光度量单位:lm (光通量)、cd (发光强度)、lx (光照度)2、朗伯余弦定律:辐射源单位面积向某方向单位立体角发射(或反射)的辐射功率,与该方向及表面法线的余弦成正比。
3、基尔霍夫定律:在任一给定温度的热平衡条件下,任何物体的辐出度与其吸收比的比值等于辐射源在它上面的辐照度,该比值与物体的温度和物体被照射的辐射波长有关,与物体本身的性质无关,是物体波长和温度的普适函数。
4、斯忒蕃-玻尔兹曼定律:M b =σT 4.维恩位移定律:λm T=b=2897.8μm ·K5、腔形黑体源一般有三种基本腔形:锥形腔、柱形腔和球形腔。
6、探测目标或识别对象的辐射称为目标辐射,探测目标或识别对象以外的辐射称为背景辐射。
7、受激辐射过程:处于高能态的原子由于受外界光子激发向低能态跃迁而发射光子的过程,称为受激辐射过程。
8、【简答】激光形成过程:①受激吸收;②形成粒子数反转;③受激辐射;④光学谐振腔对受激光辐射的加强作用。
9、激光辐射的四个特点:高方向性、高亮度和高功率辐射密度、高单色性、高相干性。
10、按激光工作物质分:有固体激光器、气体激光器、液体激光器和半导体激光器。
11、光辐射在媒质内传输中,会因插入媒质的表面辐射、内部吸收和散射等过程而衰减。
12、【简答】空间滤波的原理:P40。
13、调制盘按照扫描方式分类,可分为旋转式、圆锥扫描式和圆周平移式三类。
14、【计算】P5215、【简答】吸收比和吸收系数定义有什么差别?P52(P23)。
吸收比:被媒质内部吸收的功率与入射辐射功率的比值。
吸收系数:媒质吸收引起辐射功率减少的相对值dP/P ,与辐射在媒质内传播的距离成正比,即x PP d d α=−,在这里α称为材料的吸收系数。
第二章 光辐射探测器1、依光辐射与物质相互作用原理的不同可把光辐射探测器分为光子探测器和热探测器两大类。
光电技术复习资料

1.半导体对光的吸收可分为本征吸收,杂质吸收,激子吸收,自由载流子吸收和晶格吸收。
2.光与物质作用产生的光电效应分为内光电效应与外光电效应两类。
3. 发光二极管(LED)是一种注入电致发光器件,他由P型和N型半导体组合而成。
其发光机理可以分为PN结注入发光与异质结注入发光两种类型。
4. 光电信息变换的基本形式信息载荷于光源的方式,信息载荷于透明体的方式,信息载荷于反射光的方式,信息载荷于遮挡光的方式,信息载荷于光学量化器的方式,光通信方式的信息变换。
D电极的基本结构应包括转移电极结构,转移沟道结构,信号输入单元结构和信号检测单元结构。
1. 对于P型半导体来说,以下说法正确的是 (D)A 电子为多子B 空穴为少子C 能带图中施主能级靠近于导带底D 能带图中受主能级靠近于价带顶2. 下列光电器件, 哪种器件正常工作时需加100-200V的高反压 (C)A Si光电二极管B PIN光电二极管C 雪崩光电二极管D 光电三极管3. 对于光敏电阻,下列说法不正确的是: (D)A 弱光照下,光电流与照度之间具有良好的线性关系B 光敏面作成蛇形,有利于提高灵敏度C 光敏电阻具有前历效应D 光敏电阻光谱特性的峰值波长,低温时向短波方向移动4. 在直接探测系统中, (B)A 探测器能响应光波的波动性质, 输出的电信号间接表征光波的振幅、频率和相位B 探测器只响应入射其上的平均光功率C 具有空间滤波能力D 具有光谱滤波能力5. 对于激光二极管(LD)和发光二极管(LED)来说,下列说法正确的是(D)A LD只能连续发光B LED的单色性比LD要好C LD内部可没有谐振腔D LED辐射光的波长决定于材料的禁带宽6. 对于N型半导体来说,以下说法正确的是 (A)A 费米能级靠近导带底B 空穴为多子C 电子为少子D 费米能级靠近靠近于价带顶7. 依据光电器件伏安特性, 下列哪些器件不能视为恒流源: (D)A 光电二极管B 光电三极管C 光电倍增管D 光电池8. 硅光二极管在适当偏置时,其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系,且动态范围较大。
《光电检测技术 题库》

《光电检测》题库一、填空题1.光电效应分为内光电效应和外光电效应,其中内光电效应包括和。
2.对于光电器件而言,最重要的参数是、和。
3.光电检测系统主要由光电器件、和等部分组成。
4.为了取得很好的温度特性,光敏二极管应在较负载下使用。
5.光电倍增管由阳极、光入射窗、电子光学输入系统、和等构成。
6.光电三极管的工作过程分为和。
7.激光产生的基本条件是受激辐射、和。
8.检测器件和放大电路的主要连接类型有、和等。
D的基本功能是和。
10.已知本征硅材料的禁带宽度E g=1.2eV,则该半导体材料的本征吸收长波限为。
11. 非平衡载流子的复合大致可以分为和。
12.在共价键晶体中,从最内层的电子直到最外层的价电子都正好填满相应的能带,能量最高的是填满的能带,称为价带。
价带以上的能带,其中最低的能带常称为,与之间的区域称为。
13.本征半导体在绝对零度时,又不受光、电、磁等外界条件作用,此时导带中没有,价带中没有,所以不能。
14.载流子的运动有两种型式,和。
15. 发光二极管发出光的颜色是由材料的决定的。
16. 光电检测电路一般情况下由、、组成。
17. 光电效应分为内光电效应和效应,其中内光电效应包括和,光敏电阻属于效应。
18.导带和价带中的电子的导电情况是有区别的,导带愈多,其导电能力愈强;而价带的愈多,即愈少,其导电能力愈强。
19.半导体对光的吸收一般有、、、和这五种形式。
20. 光电器件作为光电开关、光电报警使用时,不考虑其线性,但要考虑。
24.半导体对光的吸收可以分为五种,其中和可以产生光电效应。
22.光电倍增管由阳极、光入射窗、电子光学输入系统、和等构成,光电倍增管的光谱响应曲线主要取决于材料的性质。
23.描述发光二极管的发光光谱的两个主要参量是和。
25.检测器件和放大电路的主要连接类型有、和等。
26.使用莫尔条纹法进行位移-数字量变换有两个优点,分别是和。
27、电荷耦合器件(CCD)的基本功能是和。
28、光电成像器件的输出物理量与对应的输入物理量的比值关系常用转换特性来表示,不同的光电成像器件往往用不同的参量来描述其转换特性,像管通常使用转换系数,像增强管常使用,摄像器件采用。
光电检测技术复习(汇总)

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我的老师说过:光电技术人员应具备不怕黑、不怕冷、不怕密闭的专业素质.
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基本特性 光敏电阻的基本特性参数包括光电特性、 伏安特性、 温度特性、 时间响应、 光谱响应等。 1) 光电特性--电导随光照量变化越大的光敏电阻就越灵敏 定义光敏电阻 γ 值时必须说明其照度范围,否则 γ 值没有实际意义。 光敏电阻的 γ 值反映了在照度范围变化不大或照度 的绝对值较大甚至光敏电阻接近饱和情况下的阻值 与照度的关系。 2) 温度特性 光敏电阻为多数载流子导电的光电器件,具有复杂 的温度特性。 降低或控制光敏电阻的工作温度是提高光敏电阻工作 稳定性的有效方法。这对长波长红外辐射的探测极为 重要。 温度升高导致: 载流子的定向移动性变差,大量的光生载流子热运 动剧烈发生复合。 半导体、光生伏特效应也是此温度特性。 3) 时间响应(惯性,与入射辐射信号的强弱有关)
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6) 光电二极管与电子二极管的区别? 光电二极管 流动 电子流向 流动少子,电流弱 加反向偏压, 增大内建电场 电子二极管 流动多子,电流强 加正向偏压,抵消内建电场
问题六 常见器件名称英文缩写全称 PMT: Photo-multiple tube 光电倍增管 APD: Avalanche Photo Diode 雪崩光电二极管 PSD: Position Sensing Detector 光电位置敏感器件 CCD: Charge-coupled Device 电荷耦合元件 CMOS:Complementary Metal Oxide Semiconductor 互补金属氧化物(PMOS 管和 NMOS 管)共同构成的互补型 MOS 集成电路制造工艺
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增大线宽,而不是长度
4. 光生伏特效应(重点) 1) 光生伏特效应是什么? 基于半导体 PN 结基础上的一种将光 能转换成电能的效应。当入射辐射作 用在半导体 PN 结上产生本征吸收时, 价带中的光生空穴与导带中的光生电 子在 PN 结内建电场的作用下分开, 并分别向如图 1-11 所示的方向运动, 形成光生伏特电压或光生电流的现象。 2) PN 结形成过程中载流子的流动? i. P 区空穴为多子,电子为少子,空穴浓度高,N 区相反,在浓度 梯度的牵引下,P 区空穴向 N 区移动,N 区电子向 P 区移动,扩 散过程中伴随着复合; ii. 形成内建电场,方向 N->P,内建电场阻碍扩散运动的进一步进 行,将空穴导向 P 区,电子导向 N 区; iii. 内建电场力 = 扩散力,二者达到动态平衡,中间区域形成少数 载流子移动的区域, 称为耗散区, 为光生载流子的捕捉和探测提 供场所。
光电检测技术光电检测技术试卷(练习题库)(2023版)

光电检测技术光电检测技术试卷(练习题库)1、光电检测系统通常由哪三部分组成?2、光电效应包括哪些?3、外光电效应4、内光电效应5、简述内光电效应的分类?6、光电导效应7、光生伏特效应8、光电池是根据什么效应制成的将光能转换成电能的器件,按用途可分为哪几种?9、激光的定义,产生激光的必要条件有什么?10、热释电器件必须在什么样的信号的作用下才会有电信号输出?11、CCD是一种电荷耦合器件,CCD的突出特点是以什么作为信号,CCD的基本功能是什么?12、根据检查原理,光电检测的方法有哪四种?13、光热效应应包括哪三种?14、一般PSD分为两类,一维PSD和二维PSD,他们各自用途是什么?15、真空光电器件是基于什么效应的光电探测器,它的结构特点是有一个真空管,其他元件都在真空管中,真空光电器16、响应度(或称灵敏度)17、亮电流18、光电信号的二值化处理19、亮态前历效应20、热释电效应21、暗态前历效应22、简述雪崩光电二极管的工作原理?23、简述光生伏特效应与光电导效应的区别?24、简述光生伏特效应与光电导效应的联系?25、什么是敏感器?26、简述敏感器与传感器的区别?27、简述敏感器与传感器的联系?28、简述发光二极管的工作原理?29、简述PIN型的光电二极管的结构?30、简述PIN型的光电二极管的工作原理?31、简述PIN型的光电二极管的及特点?32、简述光电检倍增管的结构组成?33、简述光电检倍增管的工作原理?34、简述CCD器件的结构?35、简述CCD器件的工作原理?36、举例说明补偿测量方法的原理?37、举例说明象限探测器的应用。
38> 坎德拉(Cande1a,cd)39、象增强管40、本征光电导效应41、信息载荷于光源的方式信息载荷于透明体的方式、信息载荷于反射光的方式、信息载荷于遮挡光的方式、信息载荷42、光源选择的基本要求有哪些?43、光电倍增管的供电电路分为负—供电与正—供电,试说明这两种供电电路的特点,举例说明它们分别适用于哪44、为什么结型光电器件在正向偏置时,没有明显的光电效应?它必须在那种偏置状态?为什么?45、为什么发光二极管的PN结要加正向电压才能发光?而光电二极管要零偏或反偏才能有光生伏特效应?46、简述三种主要光电效应的基本工作原理?47、光电探测器与热电探测器在工作原理、性能上有什么区别?48、简述光电探测器的选用原则?49、简述光电池、光电二极管的工作原理及区别?50、叙述实现光外差检测必须满足的条件?51、光具有的一个基本性质是()。
光电检测技术期末试卷试题大全

1、光电器件的基本参数特性有哪些? (响应特性噪声特性量子效率线性度工作温度)@响应特性分为电压响应度电流响应度光谱响应度积分响应度响应时间频率响应@噪声分类:热噪声散粒噪声产生-复合噪声 1/f噪声信噪比S/N 噪声等效功率NEP 2、光电信息技术是以什么为基础,以什么为主体,研究和发展光电信息的形成、传输、接收、变换、处理和应用。
(光电子学光电子器件)3、光电检测系统通常由哪三部分组成(光学变换光电变换电路处理)4、光电效应包括哪些外光电效应和内光电效应)外光电效应:物体受光照后向外发射电子——多发生于金属和金属氧化物。
内光电效应:物体受到光照后所产生的光电子只在物质内部而不会逸出物体外部——多发生在半导体。
内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应。
光电导效应:半导体受光照后,内部产生光生载流子,使半导体中载流子数显着增加而电阻减少的现象。
光生伏特效应:光照在半导体PN结或金属—半导体接触面上时,会在PN结或金属—半导体接触的两侧产生光生电动势。
5、光电池是根据什么效应制成的将光能转换成电能的器件,按用途可分为哪几种?(光生伏特效应太阳能光电池和测量光电池)6、激光的定义,产生激光的必要条件有什么?(定义:激光是受激辐射的光放大粒子数反转光泵谐振腔)7、热释电器件必须在什么样的信号的作用下才会有电信号输出?(交变辐射)8、CCD是一种电荷耦合器件,CCD的突出特点是以什么作为信号,CCD的基本功能是什么?(电荷 CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。
)9根据检查原理,光电检测的方法有哪四种。
(直接作用法差动测量法补偿测量法脉冲测量法)10、光热效应应包括哪三种。
(热释电效应辐射热计效应温差电效应)11、一般PSD分为两类,一维PSD和二维PSD,他们各自用途是什么?(一维PSD主要用来测量光点在一维方向的位置;二维PSD用来测定光点在平面上的坐标。
)12、真空光电器件是基于什么效应的光电探测器,它的结构特点是有一个真空管,其他元件都在真空管中,真空光电器件包括哪两类。
光电测试考试复习

题型填充题15名词解释20简答题50分析题151.望远镜,显微镜,投影系统的原理及元器件作用显微光学系统组成--- 物镜、目镜、照明系统现代光学系统--- 摄像器件(如CCD等)获取物镜所成的像(光敏面放在物镜的像平面上)--- 省略目镜望远光学系统物镜的像方焦点和目镜的物方焦点重合--- 入射的平行光束仍保持平行出射投影光学系统光路原理2.产生激光的必要条件有哪些,并说明激光束的特性。
产生激光的必要条件:实现粒子数反转.激光主要有四大特性:激光高亮度、高方向性、高单色性和高相干性3.光谱光视效率,亮度守恒定律,空气湍流效应光谱的光视效率:人眼对各种波长光的相对灵敏度亮度守恒定律:光在同一介质中传播时,若传输过程中无能量损失,则光能传输的任意表面亮度相等,及亮度守恒。
空气湍流效应:通常认为大气是一种均匀混合的单一气态流体,七运动形式分为层流和湍流。
湍流是一种无规则的漩涡流动,质点运动轨迹十分复杂,空间每一点运动速度呈随机变化。
这种湍流状态使光辐射在传播过程中随机的改变其光波参量,出现在光束截面内的光强闪烁,光束弯曲和漂移,光束弥散畸变以及相干性退化等现象,这些统称为大气湍流效应。
4.解释发光二极管的发光机理,其主要特点是什么发光机理:由于高能电子与空穴复合将释放出一定的能量,即场致激发使载流子由低能级跃迁到高能级,而高能级的电子不稳定,总要回到稳定的低能级,这样当电子从高能级回到低能极时放出光子,及半导体发光。
主要特点:(1)其发光亮度与正向电流之间的(2)响应速度极快(3)正向电压很低,容易与集成电路匹配使用,耗电少。
(4)体积小,重量轻,抗冲击,耐振动,寿命长,单色性好(5)缺陷:发光效率低5. 说明自发辐射,自发吸收,受激辐射之间的不同光的吸收是指原子在光照的下,会吸收光子的能量由低能态跃迁到高能态的现象。
粒子自发地从高能级跃迁到低能级,同时发出一个光子,这一过程叫做自发辐射.若处在高能级的粒子,在一个能量等于两能级之差(E2-E1)的光子作用下,从高能级跃迁到低能级并发射一个光子,这一过程称为受激辐射.与自发辐射不同,辐射一定要在外来光作用下发生并发射一个与外来光子完全相同的光子.受激辐射光是相干光.受激辐射光加上原来的外来光,使光在传播方向上光强得到放大.6.光电器件的性能参数主要有哪些?并做简要说明参数:1 光电器件的探测灵敏度 2,响应时间和频率相应,(3)噪声等效功率4,探测度D与比探测度D* 5,量子效率见书437.解释噪声等效功率和探测度的含义,并说明二者之间的关联。
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第一章:1.试述光电成像技术对视见光谱域的延伸以及所受到的限制。
答:[1]电磁波的波动方程该方程电磁波传递图像信息物空间和像空间的定量关系,通过经典电磁场理论可以处理电磁波全部的成像问题[2]收到的限制:当电磁波的波长增大时,所能获得的图像分辨力将显著降低。
对波长超过毫米量级的电磁波而言,用有限孔径和焦距的成像系统所获得的图像分辨力将会很低。
因此实际上己排除了波长较长的电磁波的成像作用。
目前光电成像对光谱长波阔的延伸仅扩展到亚毫米波成像。
除了衍射造成分辨力下降限制了将长波电磁波用于成像外,用于成像的电磁波也存在一个短波限。
通常把这个短波限确定在X 射线(Roentgen射线)与y 射线(Gamma射线)波段。
这是因为波长更短的辐射具有极强的穿透能力,所以,宇宙射线难以在普通条件下聚焦成像。
2.光电成像技术在哪些领域得到广泛的应用?光电成像技术突破了人眼的哪些限制?答:[1]应用:(1)人眼的视觉特性(2)各种辐射源及目标、背景特性(3)大气光学特性对辐射传输的影响(4)成像光学系统(5)光辐射探测器及致冷器(6)信号的电子学处理(7)图像的显示[2]突破了人眼的限制: (1)可以拓展人眼对不可见辐射的接受能力(2)可以拓展人眼对微弱光图像的探测能力(3)可以捕捉人眼无法分辨的细节(4)可以将超快速现象存储下来3.光电成像器件可分为哪两大类?各有什么特点?答:[1]直视型:用于直接观察的仪器中,器件本身具有图像的转换、增强及显示等部分,可直接显示输出图像,通常使用光电发射效应,也成像管.[2]电视型:于电视摄像和热成像系统中。
器件本身的功能是完成将二维空间的可见光图像或辐射图像转换成一维时间的视频电信号使用光电发射效应或光电导效应,不直接显示图像.4.什么是变像管?什么是像增强器?试比较二者的异同。
答:[1]变像管:接收非可见辐射图像,如红外变像管等,特点是入射图像和出射图像的光谱不同。
[2]像增强器:接收微弱可见光辐射图像,如带有微通道板的像增强器等,特点是入射图像极其微弱,经过器件内部电子图像能量增强后通过荧光屏输出人眼能够正常观看的光学图像。
[3]异同、相同点:二者均属于直视型光电成像器件。
不同点:主要是二者工作波段不同,变像管主要完成图像的电磁波谱转换,像增强器主要完成图像的亮度增强。
5.反映光电成像系统光电转换能力的参数有哪些?答:[1]转换系数(增益)[2]光电灵敏度(响应度)-峰值波长,截止波长6.光电成像过程通常包括哪几种噪声?答:主要包括:(1)散粒噪声(2)产生一复合噪声(3)温度噪声(4)热噪声(5)低频噪声(1/f噪声)(6)介质损耗噪声(7)电荷藕合器件(CCD)的转移噪声第二章:1.人眼的视觉分为哪三种响应?明、暗适应各指什么?答:[1]三种响应:明视觉、暗视觉、中介视觉。
人眼的明暗视觉适应分为明适应和暗适应[2]明适应:对视场亮度由暗突然到亮的适应,大约需要2~3min [3]暗适应:对视场亮度由亮突然到暗的适应,暗适应通常需要45 min ,充分暗适应则需要一个多小时。
2.何为人眼的绝对视觉阈、阈值对比度和光谱灵敏度?答:[1]人眼的绝对视觉阈:在充分暗适应的状态下,全黑视场中,人眼感觉到的最小光刺激值。
[2]阈值对比度:时间不限,使用双眼探测一个亮度大于背景亮度的圆盘,察觉概率为50%时,不同背景亮度下的对比度。
[3]光谱灵敏度(光谱光视效率):人眼对各种不同波长的辐射光有不同的灵敏度(响应)。
3.试述人眼的分辨力的定义及其特点。
答:[1]定义:人眼能区分两发光点的最小角距离称为极限分辨角θ,其倒数为人眼分辨力。
[2]特点:眼睛的分辨力与很多因素有关,从内因分析,与眼睛的构造有关(此处不再讨论)。
从外因分析,主要是决定于目标的亮度与对比度,但眼睛会随外界条件的不同,自动进行适应,因而可得到不同的极限分辨角。
当背景亮度降低或对比度减小时,人眼的分辨力显著地降低。
于中央凹处人眼的分辨力最高,故人眼在观察物体时,总是在不断地运动以促使各个被观察的物体依次地落在中央凹处,使被观察物体看得最清楚。
4.简述下列定义:(1)图像信噪比(2)图像对比度(3)图像探测方程答:[1]图像信噪比:图像信号与噪声之比[2]图像对比度:指的是一幅图像中明暗区域最亮的白和最暗的黑之间不同亮度层级的测量,即指一幅图像灰度反差的大小。
[3]当关系式成立时,表明图像可探测到,反之将不能探测。
5.目标搜索的约翰逊准则把探测水平分为几个等级?各是怎么定义的?答:分为四个等级分别为:[1]探测(发现):在视场中发现一个目标[2]定向:可大致区分目标是否对称及方位[3]识别:可将目标分类[4]辨别:可区分出目标型号及其他特征6.人眼的凝视时间和瞥见时间答:搜索时,人眼注视一点后迅速地移到另一点进行注视,这一过程称为扫视,固定的注视称为凝视,被凝视的点称为凝视中心,凝视时间称瞥见时间。
根据实验,通常人眼大约以每秒三点间断地移动,瞥见时间约为。
第三章:1.波长为0.7μm 的1W辐射能量约为多少光子/秒?答:2.通常光辐射的波长范围可分为哪几个波段?如:红外,可见光波长是什么?答:3.试述辐射度量与光度量的联系和区别。
答:光辐射度量在历史上形成了辐射度学和光度学两套度量系统。
辐射度学:是建立在物理测量的基础上的辐射能量客观度量,不受人眼主观视觉的限制,其概念和方法适用于整个光辐射范围(红外、紫外辐射等必须采用辐射度学)。
光度学:是建立在人眼对光辐射的主观感觉基础上,是一种心理物理法的测量,故只适用于电磁波谱中很窄的可见光区域。
4.根据物体的辐射发射率可将物体分为哪几种类型?答:通常,依发射率与波长的关系,将地物分为三种类型。
[1]黑体或绝对黑体,其发射率ε=1,即黑体发射率对所有波长都是一个常数,并且等于1 .[2]灰体,其发射率ε=常数<1(因吸收率α<1)。
即灰体的发射率始终小于1 ,ε不随波长变化[3]选择性辐射体,其发射率随波长而变化,而且ε<1(因吸收率α也随波长而变化并且α<1)。
9 .试简述黑体辐射的几个定律,并讨论其物理意义。
答:[1]普朗克辐射定律:普朗克定律描述了黑体辐射的光谱分布规律,是黑体辐射理论的基础[2]斯蒂芬一玻尔兹曼定律:表明黑体在单位面积上单位时间内辐射的总能量与黑体温度T 的四次方成正比[3]维恩位移定律:单色辐射出射度最大值对应的波长m l[4]斯蒂芬-玻尔兹曼定律:表明黑体的辐射出射度只与黑体的温度有关,而与黑体的其他性质无关12 .星的等级是如何定义的?8等星的照度为多少?答:[1](1)星的亮度用星等衡量,以在地球大气层外所接收的星光辐射产生的照度来衡得。
(2)规定星等相差五等照度比为100倍,即相邻两等星得照度比为2.512倍。
(3)规定零等星的照度为2.65X10 -4 lx,比零等星亮的星等为负。
[2] 8等星的吧照度为-----------------------------------13.黑体是什么,维恩位移公式,黑体辐射的计算答:[1]黑体模型的原理如下:取工程材料(它的吸收率必然小于黑体的吸收率)制造一个球壳形的空腔,使空腔壁面保持均匀的温度,并在空腔上开一个小孔。
射入小孔的辐射在空腔内要经过多次的吸收和反射,而每经历一次吸收,辐射能就按照内壁吸收率的大小被减弱一次,最终能离开小孔的能量是微乎其微的,可以认为所投入的辐射完全在空腔内部被吸收。
[2]简化的xx公式:�光辐射的计算:---------------(1)求出在T 温度下的峰值波长(2)由要求的波段选择相应的波长(3)查黑体表,确定辐射出射度(4)反复(2)步骤,求出所有波长的辐射出射度(5)绘制T 温度下的黑体光谱辐射曲线�波段辐射的计算(1)求出峰值波长(2)求出2个Z (X )函数(3)利用公式求出在某个波段的辐射出射度第四章:1.简述下述名词:[1]气溶胶粒子:大气中悬浮着的半径小于几十微米的固体和及液体粒子。
[2]绝对湿度:单位体积空气中所含水蒸汽的质量,叫做空气的“绝对湿度”。
[3]相对湿度:空气中实际所含水蒸汽密度和同温度下饱和水蒸汽密度的百分比值,叫做空气的“相对湿度”。
[4]波盖尔定律:辐射通过介质的消光作用与入射辐射能量、衰减介质密度和所经过的路径成正比[5]大气窗口:大气窗口是指太阳辐射通过大气层未被反射、吸收和散射的那些透射率高的光辐射波段范围。
[6]大气传递函数:反映大气消光使目标与背景的对比度下降的程度。
右式中,K 为地平天空亮度与背景亮度之比。
所以Tc 是K 和透过率τ的函数,与目标亮度无关。
2 .辐射在大气中传输主要有哪些光学现象?试简述其产生的物理原因?答:主要有吸收和散射。
产生原因:大气中吸收太阳辐射的主要成分是氧气、臭氧、水汽、二氧化碳、甲烷等,对长波辐射的主要吸收成分是水汽、二氧化碳和臭氧。
不同气体对不同波段辐射的吸收作用也不同。
这种性质称为大气对辐射能的选择吸收。
散射作用的强弱取决于入射电磁波的波长及散射质点的性质和大小。
当散射粒子的尺度远小于波长时,称为分子散射或瑞利散射,散射系数与波长的四次方成反比,主要是空气分子的散射。
当粒子尺度可与波长相比拟时,称为米氏散射,散射系数是波长和粒子半径的一个复杂函数。
第五章:1.像管的成像包括哪些物理过程?其相应的理论对应的核心器件是什么?答:1)将接受的微弱或不可见的输入辐射图像转换成电子图像2)使电子图像获得能量或数量增强,并聚焦成像3)将增强的电子图像转换为可见的光学图像核心器件为:1)光阴极2)电子光学系统3)荧光屏2.像管是怎样分代的?各代的技术改进特点是什么?答:1)零代微光像增强器技术2)一代级联式像增强器技术3)采用微通道板(MCP)的二代像增强器4)采用III-V 族光电阴极(负电子亲和势光阴极)的三代像增强器技术;在三代像增强器的基础上,通过改进MCP技术,相继出现了5)超二代像增强器技术6)超三代像增强器技术7)第四代像增强器技术3.负电子亲和势光阴极的特点是什么?其较正电子亲和势光阴极有哪些特点?答:它的光电灵敏度目前可高达3 000μA/1m 以上,因此三代像增强器具有高增益、低噪声的优点。
而且负电子亲和势是热化电子发射,光电子的初动能较低,能量又比较集中,所以,三代像增强器又具有较高的图像分辨力4试从静电场的高斯轨迹方程出发讨论其理想成像性质。
--------->答:理论基础:麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流假说的核心思想是:变化的磁场可以激发涡旋电场,变化的电场可以激发涡旋磁场;电场和磁场不是彼此孤立的,它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场5.静电透镜的最本质特征是什么?答:静电透镜是一种静电装置,它能产生特殊分布的静电场,并使通过其间的电子束聚焦或成像。