光电成像系统复习
光电成像原理与应用复习资料

光电成像原理与应⽤复习资料1、光电效应应按部位不同分为内光电效应和外光电效应,内光电效应包括(光电导)和(光伏效应)。
2、真空光电器件是⼀种基于(外光电)效应的器件,它包括(光电管)和(光电倍增管)。
3、光电导器件是基于半导体材料的(光电导)效应制成的,最典型的光电导器件是(光敏电阻)。
4、硅光电⼆极管在反偏置条件下的⼯作模式为(光电导),在零偏置条件下的⼯作模式为(光伏模式)。
5、变象管是⼀种能把各种(不可见)辐射图像转换成为(可见)图像的真空光电成像器件。
6、固体成像器件电荷转移通道主要有两⼤类,⼀类是(SCCD),另⼀类是(BCCD)。
7、光电技术室(光⼦技术)和(电⼦技术)相结合⽽形成的⼀门技术。
8、场致发光有(直流)、(交流)和结型三种形态。
9、常⽤的光电阴极有(正电⼦亲合势光电阴极)和(负电⼦亲合势光电阴极),正电⼦亲和势材料光电阴极有哪些(Ag-O-Cs,单碱锑化物,多碱锑化物)。
10、根据衬底材料的不同,硅光电⼆极管可分为(2DU)型和(2CU)型两种。
11、像增强器是⼀种能把(微弱)增强到可以使⼈眼直接观察的真空光电成像器件,因此也称为(微光管)。
12、光导纤维简称光纤,光纤有(纤芯)、(包层)及(外套)组成。
13、光源按光波在时间,空间上的相位特征可分为(相⼲)和(⾮相⼲)光源。
14、光纤的⾊散有材料⾊散、(波导⾊散)和(多模⾊散)。
15、光纤⾯板按传像性能分为(普通OFP)、(变放⼤率的锥形OFP)和(传递倒像的扭像器)。
16、光纤的数值孔径表达式为(),它是光纤的⼀个基本参数、它反映了光纤的(集光)能⼒。
17、真空光电器件是基于(外光电)效应的光电探测器,他的结构特点是有⼀个(真空管),其他元件都置于(真空管)。
18、根据衬底材料的不同,硅光电电池可分为(2DR)型和(2CR)型两种。
19、根据衬底材料的不同,硅光点⼆、三级管可分为(3DU)型和(3CU)型两种。
20、为了从数量上描述⼈眼对各种波长辐射能的相对敏感度,引⼊视见函数V(f), 视见函数有(明视见函数)和(暗视见函数)。
光电成像原理复习指南(含答案)

复习指南注:答案差不多能在书上找到的都标注页数了,实在找不到的或者PPT上的才打在题后面了,用红色和题干区分。
特此感为完善本文档所做出贡献的各位大哥。
(页码标的是白廷柱、金伟其编著的光电成像原理与技术一书)1.光电成像系统有哪几部分组成?试述光电成像对视见光谱域的延伸以及所受到的限制(长波限制和短波限制)。
(辐射源,传输介质,光学成像系统,光电转换器件,信息处理装置。
P2-4)答:辐射源,传输介质,光学成像系统,光电转换器件,信息处理装置。
[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?(P5)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?(P8)固体成像器件主要有哪两类?(P9,CCD CMOS)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。
光电成像系统课件

光电成像系统的小型化与集成化
总结词
光电成像系统的小型化与集成化是当前 的重要趋势,它们能够提高系统的便携 性和集成度,满足各种应用需求。
VS
详细描述
随着微电子技术和微纳加工工艺的不断发 展,光电成像系统的小型化与集成化已经 成为现实。通过将多个光电探测器、信号 处理电路和存储器等集成在一个芯片上, 可以实现小型化和集成化的光电成像系统 。这种系统具有更高的便携性和集成度, 可以广泛应用于医疗、安防、通信等领域 。
CHAPTER
05
光电成像系统的发展趋势与挑 战
新型光电材料与器件的研发
总结词
新型光电材料与器件的研发是光电成像系统发展的关键,它们能够提高系统的性能和效 率,为未来的光电成像系统提供更多可能性。
详细描述
随着科技的不断发展,新型光电材料与器件的研发已经成为光电成像系统的重要发展趋 势。这些新型材料和器件能够提高光电成像系统的响应速度、灵敏度和稳定性,从而提 升成像质量。例如,近年来发展迅速的钙钛矿材料和二维材料,在光电转换和光电器件
CHAPTER
06
光电成像系统的实际应用案例
医疗诊断中的光电成像系统
总结词
光电成像系统在医疗诊断中发挥着重要作 用,能够提供高分辨率、高对比度的图像
,帮助医生准确诊断病情。
内窥镜系统
通过将内窥镜与光电成像系统相结合,医 生可以在不开刀的情况下观察患者体内情
况,提高诊断的准确性和安全性。
光学显微镜
科研领域中的光电成像系统
总结词
光电成像系统在科研领域中 具有广泛的应用,能够提供 高精度、高灵敏度的图像, 促进科学研究的深入发展。
光电成像原理与技术答案

光电成像原理与技术答案【篇一:光电成像原理与技术总复习】t>一、重要术语光电成像技术、像管、变像管、像增强器、摄像管(器)、明适(响)应、暗适(响)应、人眼的绝对视觉阈、人眼的阈值对比度、人眼的光谱灵敏度(光谱光视效率)、人眼的分辨率、图像的信噪比、凝视、凝视中心、瞥见时间、瞥见孔径、辐射度量、辐射功率、辐射强度、辐亮度、辐照度、辐射出照度、光度量、光能、光能密度、光通量、光亮度、光出射度,照度,发光强度,光亮度;坎(凯)德拉、流明、勒克司、视见函数、朗伯辐射体、气溶胶粒子、云、雾、霾、霭、大气消光、大气散射、大气吸收、大气能见度(能见距离)、大气透明度、电子透镜、光电子图像、亮度增益、等效背景照度、畸变、像管分辨力(率)、正(负)电子亲(素)和势、负电子亲和势、光电发射的极限、电流密度、mcp的饱和电流密度、荧光、磷光、表面态、微光夜视仪、照明系统的光强分布、成像系统的极限分辨力、选通技术、靶、惰性(上升惰性、衰减惰性)、摄像管的分辨力、动态范围、靶网、居里温度、热释电靶的单畴化、ccd的开启电压、ccd的转移效率、界面态“胖0”工作模式、光注入、电注入。
二、几个重要的效应1. 光电转换效应(内/外)2. 热释电能转换效率(应)3. 三环效应4. mcp的电阻效应/充电效应三、几个重要定律1. 朗伯余弦2. 基尔霍夫3. 黑体辐射(共4个)4. 波盖尔15. 斯托列托夫6. 爱因斯坦四、重要结构及其工作原理、特点1. 直视型光电成像器件的基本结构、工作原理2. 非直视型(电视型)光电成像器件的基本结构、工作原理3. 人眼的结构及其图像形成过程4. 大气层的基本构成、结构特点5. 像管的结构及其成像的物理过程6. 光阴极实现辐射图像光电转换的物理过程(光电发射过程)7. 电子光学系统的基本结构及其成像过程8. 荧光屏的结构及其发光过程9. 光谱纤维面板的结构及其成像原理10. 微通道板(mcp的结构及其电子图像的倍增原理)11. 主动红外成像系统结构及其成像过程12. 夜视成像系统结构及其成像过程13. 摄像管的结构及其工作原理14. 光电导摄像管的结构及其工作原理15. 热释电摄像管的结构及其工作原理16. 电子枪的结构及其工作原理17. mos电容器的结构及其电荷存储原理、18. ccd的结构及其电荷传输原理19. 埋沟ccd(bccd)的结构及其工作原理220. 线阵ccd的结构及其成像原理五、关键器件、系统的性能参数1. 表征光电成像器件的性能参数2. 大气辐射传输过程中,影响光电成像系统的因素3. 表征像管的性能参数4. 表征mcp的性能参数5. 微光成像系统的性能影响因素6. 摄像管的主要性能参数7. 热释电靶的主要性能参数8. 表征ccd的物理性能参数六、其他1. 辐射源的辐射能量所集中的波段2. mcp的自饱和特性3. 像管的直流高压电源的要求4. 受激辐射可见光的条件5. 计算第三章、第四章题型及分值分布:1. 术语解释(15分)2. 选择题(20分)3. 简述题(35分)4. 计算题(30分)各章习题:3第一章(29页):4、5、6、7第二章(53页):6、9第三章(84页):2、3、8、9、13、14第四章(106页):1、6第五章(209页):1、3、4、8、10第六章(244页):1、3、5、24、26第七章(295页):1、2、5、6、7、10、12、16、18第八章(366页):1、2、4、6、7整理by:??/???4【篇二:《光电成像原理与技术》教学大纲】英文名称:principle and technology of photoelectric imaging学分:3.5 学时:56(理论学时:56)先修课程:半导体物理、电动力学、应用光学、物理光学一、目的与任务本课程为电子科学与技术专业(光电子方向)的专业教育必修课程。
光纤与光电技术综合实验复习资料

光电系统设计复习提纲基本概念1.根据系统工作的基本目的,通常光电系统可以分为哪两大类?1.信息光电系统。
例如:光电测绘仪器仪表、光电成像系统、光电搜索与跟踪系统、光电检测系统、光通信系统。
2.能量光电系统。
例如:激光武器、激光加工设备、太阳能光伏发电、“绿色”照明系统。
2.光电系统的研发过程需要哪些学科理论与技术的相互配合?光电系统的研发需要多种学科互相配合,它是物理学、光学、光谱学、电子学、微电子学、半导体技术、自动控制、精密机械、材料学等学科的相互促进和渗透。
3.光学系统设计基本要求包括哪些?基本要求包括:性能、构型选择、和可制造性三个方面。
4.光学系统设计技术要求包括哪些?技术要求包括:基本结构参数(物距、成像形式、像距、F数或数值孔径、放大率、全视场、透过率、焦距、渐晕);成像性质要求(探测器类型、主波长、光谱范围、光谱权重、调制传递函数、RMS波前素衰减、能量中心度、畸变);机械和包装要求;其他具体要求。
5.望远物镜设计中需要校正的像差主要是哪些?球差、慧差和轴向色差6.目镜设计中需要校正的像差主要是哪些?像散、垂轴色差和慧差7.显微物镜设计中需要校正的像差主要是哪些?球差、轴向色差和正弦差,特别是减小高级像差8.几何像差主要有哪些?几何像差主要有七种:球差、慧差、象散、场曲、畸变、轴向色差和垂轴色差。
9.用于一般辐射测量的探头有哪些?光电二极管10.可用于微弱辐射测量的探头有哪些?光电倍增管11.常用光源中哪些灯的显色性较好?常用光源中,白炽灯、卤钨灯、氙灯的显色性较好;12.何谓太阳常数?太阳常数——在地球-太阳的年平均距离,大气层外太阳对地球的的辐照度(1367±7) W·m-213.太阳对地球的辐照能量在哪个光谱区比例最大?太阳对地球的辐照度值在不同光谱区的比例为:紫外区6.46%;可见区46.25%;红外区47.29%14.对用于可见光和近红外的光学系统,主要是什么因素影响其像质?因波长较短,影响像质的主要是各种像差;15.对用于中远红外的光学系统,主要是什么因素影响其像质?用于中远红外的光学系统,影响像质的主要因素是衍射可见光和近红外的光学系统,16.对非线性光电探测器件的电路设计计算常用的方法有哪些?由于光电检测器件伏安特性是非线性的,一般采用非线性电路的图解法和分段线性化的解析法来计算。
《光电成像系统》习题集附答案

γ = tan ω ′
x = − f e′2 • SD • 10−3 ( mm)
⑧目镜出瞳距离 一般情况下,出瞳距离一般不小于 15mm ⑨目镜的出瞳直径
出瞳直径的确定原则上确保与眼睛瞳孔的耦合。 在暗适应条件下, 眼瞳直径最大约 为 7.6mm,因此,目镜的出瞳直径按 7~8mm 设计即可。
� 视距估算
③确定物镜视场光阑 Df 根据选定的物镜焦距和视场角要求, 在靠近光阴极的前面设置视场光阑, 光阑直径
D f = 2 fo′ tan ω = 21.9 mm
④确定物镜口径 D0 综合考虑能量和体积、重量等关系,参考现有的微光夜视仪的物镜,选取物镜的相 对孔径
Do f o′
=1 1.11
Do = 90mm
光电成像系统习题集
� 微光夜视成像系统总体设计
1. 系统设计目标 ①微光夜视光电成像系统受信噪比和光学系统性能的限制,总体性能涉及光学系统、 像 管以及与人眼的匹配等。 ②设计应根据系统应用的需求,寻求各种参数的最佳化。 2. 夜视光电成像系统性能限定 ①理想夜视系统的极限分辨角
⎡⎛ 2 ( S N ) ⎞ 2 ( 2 − C ) • e ⎛ 1 ⎞ 2 ⎤ 2 2 α 0 = α k + α t = ⎢⎜ +⎜ ⎟ ⎟ ⎥ DC ⎠ π L0τ 0ts ⎝ m0 f 0′ ⎠ ⎥ ⎢ ⎝ ⎣ ⎦
⑤确定目镜焦距 f0' 对于选用的像管,线放大率β=1
γ=
β f o′ f e′
f e′ =
β f o′
100 = 25mm γ = 1× 4
⑥确定目镜视场角
tan ω ω′ = arctan(γ tanω) = arctan(4 tan 6.25� ) = 23.66�
《光电成像导论》知识点复习

1,直接带隙材料和间接带隙材料(直接带隙半导体材料就是导带最小值(导带底)和满带最大值在k空间中同一位置。
电子要跃迁到导带上产生导电的电子和空穴(形成半满能带)只需要吸收能量。
)2,直接跃迁和间接跃迁 3,什么是散射,原因4,光学的两个特殊角,全反射角和布鲁斯特角光由光密介质进入光疏介质时,当入射角θ增加到某种程度,会发生全反射。
折射角为90度所对应的入射角为临界角。
自然光在电介质界面上反射和折射时,一般情况下反射光和折射光都是部分偏振光,只有当入射角为某特定角时反射光才是线偏振光,其振动方向与入射面垂直,此特定角称为布儒斯特角或起偏角,用θb表示。
此规律称为布儒斯特定律。
光以布儒斯特角入射时,反射光与折射光互相垂直。
5,在迪拜长度后面那个,具体得翻书才能知道,好像是折射率的证明(p77)6,关于散射的应用题,给一个波长函数,有两个参数待定,然后给两组数据,求出两个参数,然后再给一个数据,求解。
不难,需要求导7,一个关于光吸收能量转化的应用题,给出一堆参数,根据能量守恒,需要知道一些常量,比如h,e等8,速率方程,教材最后一节内容,知道怎么列出的9,可见光范围380nm—760nm 10,光子频率能量范围本征吸收:本征吸收是指在价带和导带之间电子的跃迁产生与自由原子的线吸收谱相当的晶体吸收谱,它决定着半导体的光学性质.本征吸收最明显的特点是具有基本的吸收边(吸收系数陡峭增大的波长)这种由于电子由带与带之间的跃迁所形成的吸收过程称为本征吸收。
辐射复合:根据能量守恒原则,电子和空穴复合时应释放一定的能量,如果能量以光子的形式放出,这种复合称为辐射复合(Radiative Recombination)。
辐射复合可以是导带电子与价带的空穴直接复合,这种复合又称为直接辐射复合,是辐射复合中的主要形式。
此外辐射复合也可以通过复合中心进行。
在平衡态,载流子的产生率总与复合率相等。
辐射复合(Radiative Recombination)是等离子体中电子与离子碰撞的主要复合过程之一,它是光电离的逆过程,对等离子中电离平衡的建立和维持以及等离子体的辐射输运都起着重要作用。
光电成像原理及技术课后题答案

光电成像原理及技术课后题答案第⼀章5.光学成像系统与光电成像系统的成像过程各有什么特点?在光电成像系统性能评价⽅⾯通常从哪⼏⽅⾯考虑?答:a、两者都有光学元件并且其⽬的都是成像。
⽽区别是光电成像系统中多了光电装换器。
b、灵敏度的限制,夜间⽆照明时⼈的视觉能⼒很差;分辨⼒的限制,没有⾜够的视⾓和对⽐度就难以辨认;时间上的限制,变化过去的影像⽆法存留在视觉上;空间上的限制,隔开的空间⼈眼将⽆法观察;光谱上的限制,⼈眼只对电磁波谱中很窄的可见光区感兴趣。
6.反映光电成像系统光电转换能⼒的参数有哪些?表达形式有哪些?答:转换系数:输⼊物理量与输出物理量之间的依从关系。
在直视型光电成像器件⽤于增强可见光图像时,被定义为电镀增益G1,光电灵敏度:或者:8.怎样评价光电成像系统的光学性能?有哪些⽅法和描述⽅式?答,利⽤分辨⼒和光学传递函数来描述。
分辨⼒是以⼈眼作为接收器所判定的极限分辨⼒。
通常⽤光电成像系统在⼀定距离内能够分辨的等宽⿊⽩条纹来表⽰。
光学传递函数:输出图像频谱与输⼊图像频谱之⽐的函数。
对于具有线性及时间、空间不变性成像条件的光电成像过程,完全可以⽤光学传递函数来定量描述其成像特性。
第⼆章6.影响光电成像系统分辨景物细节的主要因素有哪些?答:景物细节的辐射亮度(或单位⾯积的辐射强度);景物细节对光电成像系统接受孔径的张⾓;景物细节与背景之间的辐射对⽐度。
第三章13.根据物体的辐射发射率可见物体分为哪⼏种类型?答:根据辐射发射率的不同⼀般将辐射体分为三类:⿊体,=1;灰体,<1,与波长⽆关;选择体,<1且随波长和温度⽽变化。
14.试简述⿊体辐射的⼏个定律,并讨论其物理意义。
答:普朗克公式:普朗克公式描述了⿊体辐射的光谱分布规律,是⿊体理论的基础。
斯蒂芬-波尔滋蔓公式: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。
维恩位移定律:他表⽰当⿊体的温度升⾼时,其光谱辐射的峰值波长向短波⽅向移动。
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光电成像系统基础理论第一章:1. 人眼视觉性能的局限性;(1)灵敏度的限制:光线很差时人的视觉能力很差;(2)分辨力的限制:没有足够的视角和对比度就难以辨识;(3)时间上的限制:变化过去的影像无法存留在视觉上;(4)空间上的限制:离开的空间人眼将无法观察;(5)光谱上的限制:人眼局限于电磁波的可见光区;因此,眼睛的直观视觉只能有条件地提供图像信息,为了突破人眼的限制催生了光电成像技术这门学科。
扩展视见光谱范围、视见灵敏度和时空限制。
2.光电成像系统的分类以及各自的工作方式;(1)直视型光电成像系统工作方式:①通过外光电效应将入射的辐射图像转换为电子图像;②由电场或电磁场的聚焦加速作用进行能量增强以及通过二次发射作用进行电子倍增;③经过增强的电子图像轰击荧光屏,激发荧光屏产生可见光图像。
(2)电视型光电成像系统工作方式:①接收二维的光学图像或热图像,②利用光敏面的光电效应或热电效应将其转换为二维电荷图像并进行适当时间的存储,③然后通过电子束扫描或电荷耦合转移等方式, 输出一维时间的视频信号。
3.变像管与像增强器的异同。
变像管:接受非可见辐射图像的直视型光电成像器件:红外变像管、紫外变像管和X 射线变像管等。
共同特点:入射图像的光谱和出射图像的光谱完全不同,输出图像的光谱是可见光。
像增强器:接受微弱可见光图像的直视型光电成像器件:级联式像增强器、带微通道板的像增强器、负电子亲和势光阴极的像增强器等。
共同特点:输入的光学图像极其微弱,经器件内电子图像的能量增强和数量倍增后通过荧光屏输出可见光学图像。
第二章:1. 绝对视觉阈、阈值对比度、光谱灵敏度;人眼的绝对视觉阈所谓人眼的绝对视觉阈,是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(用照度表示,单位lx),在10-9数量级。
人眼的阈值对比度阈值对比度是指在一定背景下把目标鉴别出来所必须的目标在背景中的衬度(对比度C)。
C的倒数成为反衬灵敏度。
人眼的光谱灵敏度人眼对不同波长的光具有不同的灵敏度响应,不同人的眼睛,对波长灵敏度响应也有差异。
在可见光区域内,任意波长与555 nm波长处的辐射功率之比称为光谱灵敏度,其构成的曲线就称为光谱响应曲线。
2.约翰逊准则对探测水平的分级及其各自的定义;人眼在搜索目标像时,眼睛的连续响应可分为探测(发现)、定向、识别和辨别四个等级(探测水平)。
探测 视场内发现目标 分辨力1.0左右 定向 可大致区分目标是否对称及方位 1.4 识别 可将目标分类 分辨力4.0 辨别 区分型号及其他特征 6.4 3. Rand 探测-识别模型。
其中,PR 是显示器上目标的识别概率,P1是搜索一个确定的包含有目标的面积时,扫视到目标的概率;P2是扫视到的目标被探测的概率,称为对比度探测;P3是探测到的目标被识别的概率;η是总的噪声引起的衰减因子。
4.Rand 模型如何把搜索过程简单化?探测—识别模型没有考虑噪声对P1、P2、P3影响,用总噪声的衰减因子表示噪声对识别概率的影响:式中,SNR 是输出显示信噪比。
探测—识别Rand 模型采用了分离变量的方法,使P1、P2、P3表示为不受噪声影响的少数几个参数的函数,并把噪声项进行单独处理,从而把问题简单化。
第三章:1. 基尔霍夫定律及其物理意义;基尔霍夫(1859)定律:物体的发射本领e λ或辐射出射度M 和吸收本领a 的比值与物体的性质无关,只与波长和温度有关,都等于同一温度下绝对黑体(a=1)的辐射出射度M0,即: 基尔霍夫定律的物理意义:吸收本领大的物体,其发射本领也大,如果物体不能发射某一波长的辐射能,那么它也不能吸收该波长的辐射能,反之亦然。
2. 辐射度量与光度量的联系与区别;光辐射度量有两套度量系统:辐射度学和光度学。
辐射度学建立在物理测量基础上,是辐射能的客观度量,不受人眼主观视觉的限制,适用于整个光辐射范围;辐射度学参数是纯粹的技术参数,不涉及光对人类的影响作用,这些参数可从功率单位瓦特推导得到。
光度学建立在人眼对光辐射的主观感觉基础上,需要考虑人眼的光谱响应曲线,是心理物理法的测量,不适用于红外辐射、紫外辐射;光度学参数是从光通量单位流明推导得到。
波长λ的辐射通量P λ和引起人眼感受的光通量Φλ的关系: 对于某波段[λa,λb]的辐射功率所产生的光通量为: 式中,Δλ=λi-λi-1,是第i 个波长区间的宽度。
3. 红外目标仿真器的基本要求;目前通过哪几种技术途径实现。
红外场景仿真器的6个技术要求123R Rand P P P P η=⋅⋅⋅模型(变量分离方法):()12012M M M f T a a ==⋅⋅⋅==()1exp 1,10, 1SNR SNR SNR η⎧---⎡⎤⎪⎣⎦=≥⎨<⎪⎩m K V P λλλΦ=⋅⋅~b a b a m K V P d λλλλλλλΦ=⋅⎰~a b i i bm i aK V P λλλλλ=Φ=⋅∆∑(1) 温度范围(2) 温度分辨力—红外目标仿真器产生的最小温差(3) 空间分辨力—红外仿真器产生场景的空间分辨水平 (4) 动态范围(灰度级) (5) 时间分辨力 (6) 目标图像尺寸红外目标仿真的方法:热辐射法:直接产生红外辐射;通过温度控制产生红外辐射。
可见光-红外图像变换法:用可见光-红外图像变换器将可见光进行波长变换,产生红外图像。
视型光电成像系统第五章:1. 像管的性能参数; (1) 光谱响应特性 (2). 增益特性 (3) 背景特性 (4)成像特性2. 负电子亲和势光阴极对于正电子亲和势光阴极,迁移到表面的受激电子必须克服电子亲和势才能产生光电发射,限制了这种类型光阴极的量子效率提高以及向长波长方向扩展。
负电子亲和势能够大大改善这两个方面。
3. 光敏面发射电子过渡过程的分析(中心区电位的变化); 对于选通式的像管或者是连续像管在输入突变的辐射信号时,在光敏面中心区将产生光电转换的动态过渡过程:中心区因接受瞬间强辐射而失去大量的电子,由于面电阻高使得在此瞬间不能及时补充失去的电子,导致中心区的电位升高,从而造成光敏面上的电位不一致。
4. 规范化电位; 规范化电位:表示选择电子动能为零的地方作为电位的零点,用该规范化电位直接表示电子的动能。
5. 电子光学系统轴上点和轴外点理想成像的讨论对于轴上点,有r(z0)=0,高斯轨迹方程解的形式为:对于会聚电子透镜,电子受到向轴的径向力作用,以单位斜率发射的电子沿z 轴方向运动一段距离以后必交与z=zi 点,所以有 因此,轴上点z0的电子以单位斜率发射的特解成像于轴上点zi ,根据二阶线性齐次方程,其余不同斜率发射的电子也将成像于该像点zi 。
对于离轴点,并且考虑离轴单位距离平行发射电子的这个特解,高斯轨迹方程解的形式为: 即:物平面z=z0上的离轴点平行发射的电子成像于像平面z=zi 上的某一点,根据二阶线性齐次方程或者上式解的形式,物平面上该物点以不同的斜率发射的电子都将在像平面上会聚于该像点,该像点坐标为:因此,不管是轴上点还是离轴点,不同斜率发射的所有电子都能会聚于像平面上同一点,()()()()()()()'0102'02 r z r z r z r z r z r z r z =+=()()()'02 0i i r z r z r z ==()()()()()()()'010101 i i i i r z r z r z r z r z r z r z =+=()()()01, i i i z z r r z r z r z ===像点与物点互为共轭点,像平面z=zi 是物平面z=z0的共轭像面。
6. 电子光学与几何光学的区别;电子光学中的规范化电位和矢量磁位函数是渐变的,故电子光学折射率是空间位置的连续函数,其电子轨迹不可能是突变折射的连续曲线,且可随电压的调节而变化,几何光学由于折射率是突变的,是一定值,光线是折线;(类似渐变折射率晶体) 电子光学的折射率具有任意的数值,而光学折射率只是在1~2.5之间变化,因此光学透镜的折射能力不强,而电子透镜可以形成很强的折射能力,从而引起几何光学中不可能发生的现象;电子光学系统中,折射率随着边界的确定而完全确定,不能自由改变和选择来消除像差,但几何光学中可以;电磁复合场的电子光学系统中,由于磁场的存在使得折射率与电子运动方向有关,因此电磁复合场中电子的运动轨迹不可逆,类似于几何光学中各向异性介质中传输的光线;电子光学系统折射率与电子速度的绝对值有关,某点的折射率对于同一阴极发出的初速不同的电子有不同的数值,因此会出现色差;而几何光学中色差是由于折射率与波长之间的关系引起。
某些时候,电子光学理论中必须考虑电子之间的斥力,而几何光学中不存在 7. 判断电子透镜发散和会聚的方法;1)利用轴上电位的二阶导数判断静电透镜最终是会聚还是发散;2)根据折射定律分析电子运动轨迹的趋势判断静电透镜最终是会聚还是发散; 3)利用电子透镜的焦距公式,依据焦距的正负判断静电透镜是会聚还是发散。
8. MCP 工作电压与长径比如何取值; 微通道的长径比α: 实验表明,只要微通道的长径比α一定,则电流增益不变。
由简化式可知,长径比的最佳值: 工作电压U : 工作电压U 与最佳长径比之间具有确定的一一对应关系,通常取 9. MCP 的离子反馈离子反馈:MCP 工作于像管内壁的真空状态下,像管内具有残余的气体分子,它们在MCP (输出端)将受到密集的二次电子碰撞电离,碰撞电离产生的正离子在电场作用下轰击像管的光阴极而产生电子发射,从而在荧光屏产生亮斑(离子斑)。
10. 电子透镜的成像公式和焦距公式。
电子透镜的成像关系式:高斯公式:牛顿公式:电子透镜的焦距公式:24KU eV α=2204e V U K α=最佳工作电压:() v 2 2U α=单位:001i i f f l l +=00i ix x f f=''114i i i dz f ϕϕϕϕ∞-∞--=⎰像方焦度,其中是电子飞出处的电位''000114dz f ϕϕϕϕ∞-∞--=⎰物方焦度,其中是电子飞入处的电位第六章:1. 主动与被动红外成像系统的主要部件;直视型主动红外成像系统的主要部件:红外照明光源、物镜、红外变像管/具有近红外延伸的像增强器、目镜,图6-1。
发射→反射→大气传输→接收→光电转换→图像增强→可见光图像显示直视型微光成像系统的主要部件:微光物镜、像增强器、目镜,图6-3。
反射、大气传输→接收→光电转换→图像增强→可见光图像显示2.主动与被动红外成像系统的异同;主动红外成像系统工作在近红外波段的特点:充分利用军事目标和自然界景物之间反射能力的显著差异。