光电系统设计题目及答案 (1)

2024年招聘光伏系统工程师笔试题及解答(某大型央企)(答案在后面)一、单项选择题（本大题有10小题，每小题2分，共20分）1、光伏系统中，以下哪个组件负责将太阳光能转换为电能？A、逆变器B、电池板C、支架D、电线2、在光伏系统中，以下哪种故障可能会导致电池板输出电压降低？A、电池板表面污染B、逆变器过热C、电线连接松动D、控制器损坏3、光伏组件的功率测试通常在标准测试条件下进行，以下哪个不是标准测试条件？A、温度25℃B、相对湿度25%C、光照强度1000W/m²D、电流1A4、以下哪种光伏电池类型的光电转换效率最高？A、硅基电池B、砷化镓电池C、钙钛矿电池D、有机电池5、题干：光伏系统中，以下哪种组件是用来将太阳光能转换为电能的核心部件？A、太阳能电池板B、光伏逆变器C、太阳能热水器D、太阳能路灯6、题干：在光伏系统中，提高光伏发电效率的关键技术之一是？A、提高太阳能电池的转换效率B、增加光伏系统的规模C、优化光伏组件的安装角度D、使用更高容量的蓄电池7、光伏系统中，以下哪种设备主要负责将直流电转换为交流电？A. 光伏组件B. 逆变器C. 离网控制器D. 累积器8、以下哪个参数是评估光伏系统发电效率的关键指标？A. 系统容量B. 电池板数量C. 电池板效率D. 系统发电量9、光伏系统设计中，以下哪个因素对光伏发电系统的整体效率影响最大？A. 光伏组件的转换效率B. 逆变器的工作效率C. 系统的充放电效率D. 系统的防雷接地设计 10、在光伏系统中，以下哪种电池类型通常用于储能？A. 锂电池B. 铅酸电池C. 镉镍电池D. 锂铁电池二、多项选择题（本大题有10小题，每小题4分，共40分）1、关于光伏系统的光伏组件，以下描述正确的是：A、光伏组件由若干个光伏电池片串联或并联组成B、光伏组件的输出电压和电流随着光照强度和温度的变化而变化C、光伏组件的封装材料主要是EVA，具有良好的耐候性D、光伏组件的功率通常以瓦特（W）为单位表示E、光伏组件的效率越高，其输出功率就越大2、以下关于光伏系统运行维护的描述，正确的是：A、光伏系统的日常维护应包括清洁光伏组件表面和检查电气连接B、光伏系统应定期进行性能监测，以确保其运行效率C、光伏系统的维护不应包括对光伏电池片的更换D、光伏系统在雨季应减少清洁频率，因为雨水可以自然清洁光伏组件E、光伏系统的维护应由专业人员进行，以确保安全和效率3、以下哪些设备是光伏发电系统中不可或缺的部分？（）A. 太阳能电池板B. 逆变器C. 电缆D. 蓄电池E. 稳压器4、以下关于光伏发电系统设计的原则，正确的有哪些？（）A. 安全性原则B. 经济性原则C. 环保性原则D. 可靠性原则E. 先进性原则5、关于光伏组件的最大功率点跟踪（MPPT）技术，以下说法正确的是：A. MPPT技术是为了确保光伏组件始终在变化的光照条件下尽可能高效地工作。

一、简答题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？答：(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、光通信系统等。

(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”照明系统等。

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？答：光电系统的发展需要多种学科相互配合。

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。

应用各学科的最新成果，将使光电系统不断创新和发展。

3、光学系统设计基本要求包括哪些？答：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？答：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）；成像质量要求（探测器类型、主波长、光谱范围、光谱权重、调制传递函数、RMS波前衰减、能量中心度、畸变）；机械和包装要求；其它具体要求。

5、望远物镜设计中需要校正的像差主要是哪些？答：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？答：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？答：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？答：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？答：光电二极管10、可用于微弱辐射测量的探头有哪些？答：光电倍增管11、常用光源中哪些灯的显色性较好？答：常用光源中，白炽灯、卤钨灯、氙灯的显色性较好。

（高压汞灯、高压钠灯的显色性较差）12、何谓太阳常数？答：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？答：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？答：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？答：用于中远红外的光学系统， 影响像质的主要因素是衍射。

1、光源选择的基本要求有哪些?答：①源发光的光谱特性必须满足检测系统的要求。

按检测的任务不同，要求的光谱范围也有所不同，如可见光区、紫外光区、红外光区等等。

有时要求连续光谱，有时又要求特定的光谱段。

系统对光谱范围的要求都应在选择光源时加以满足。

②光对光源发光强度的要求。

为确保光电测试系统的正常工作，对系统采用的光源的发光强度应有一定的要求。

光源强度过低，系统获得信号过小，以至无法正常测试，光源强度过高，又会导致系统工作的非线性，有时还可能损坏系统、待测物或光电探测器，同时还会导致不必要的能源消耗而造成浪费。

因此在设计时，必须对探测器所需获得的最大、最小光适量进行正确估计，并按估计来选择光源。

③对光源稳定性的要求。

不同的光电测试系统对光源的稳定性有着不同的要求。

通常依不同的测试量来确定。

稳定光源发光的方法很多，一般要求时，可采用稳压电源供电。

当要求较高时，可采用稳流电源供电。

所用的光源应该预先进行月化处理。

当有更高要求时，可对发出光进行采样，然后再反馈控制光源的输出。

④对光源其他方面的要求。

光电测试中光源除以上几条基本要求外；还有一些具体的要求。

如灯丝的结构和形状；发光面积的大小和构成；灯泡玻壳的形状和均匀性；光源发光效率和空间分布等等，这些方面都应该根据测试系统的要求给以满足2、光电倍增管的供电电路分为负高压供电与正高压供电，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种情况?答：采用阳极接地，负高压供电。

这样阳极输出不需要隔直电容，可以直流输出，一般阳极分布参数也较小。

可是在这种情况下，必须保证作为光屏蔽和电磁屏蔽的金属筒距离管壳至少要有10～20mm，否则由于屏蔽筒的影响，可能相当大地增加阳极暗电流和噪声。

如果靠近管壳处再加一个屏蔽罩，并将它连接到阴极电位上，则要注意安全。

采用正高压电源就失去了采用负高压电源的优点，这时在阳极上需接上耐高压、噪声小的隔直电容，因此只能得到交变信号输出。

光学设计期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光学设计中，用于描述光束聚焦能力的参数是（）。

A. 焦距B. 光斑直径C. 光束质量D. 光束发散角2. 以下哪个不是光学系统的基本特性？（）A. 分辨率B. 放大倍数C. 色差D. 重量3. 在光学系统中，色差的类型不包括（）。

A. 球面色差B. 色差C. 色差D. 色差4. 光学系统中，为了校正色差，通常采用的光学元件是（）。

A. 透镜B. 反射镜C. 棱镜D. 滤光片5. 光学系统中，用于校正球面像差的常用方法是（）。

A. 使用非球面透镜C. 使用滤光片D. 使用棱镜6. 在光学设计中，用于描述成像质量的参数是（）。

A. 分辨率B. 放大倍数C. 色差D. 焦距7. 光学设计中，用于计算光学系统的像差的方法是（）。

A. 几何光学法B. 波动光学法C. 干涉光学法D. 衍射光学法8. 以下哪个不是光学设计软件的名称？（）A. ZemaxB. Code VC. MATLABD. Photoshop9. 光学设计中，用于描述光学系统成像能力的参数是（）。

A. 分辨率B. 放大倍数C. 色差D. 焦距10. 光学系统中，用于校正畸变的常用方法是（）。

A. 使用非球面透镜B. 使用反射镜D. 使用棱镜二、填空题（每空2分，共20分）11. 光学设计中，焦距是指从____到____的距离。

12. 光学系统中，色差的类型包括____和____。

13. 光学设计中，分辨率是指光学系统能够分辨的____。

14. 光学设计软件Zemax主要用于____。

15. 光学系统中，畸变是指成像时____和____的不一致。

16. 光学设计中，放大倍数是指成像系统成像的____与____的比值。

17. 光学设计中，非球面透镜主要用于校正____。

18. 光学设计软件Code V主要用于____。

19. 光学设计中，干涉光学法用于计算光学系统的____。

20. 光学系统中，衍射光学法用于研究光的____。

光学系统设计（一） 参考答案及评分标准20 分）二、填空题（本大题14小题。

每空1分，共20 分） 21.球心处、顶点处、齐明点处（rnn n L '+=）22.%100y y y q z ⨯''-'='23.0 24.球差25.冕牌、火石 26.ϕνννϕ2111-=、ϕνννϕ2122--=27.两面的公共球心处、两面的公共球心处 28.阿贝常数、CF D D n n 1n --=ν29.畸变 30.圆 31.032.二级光谱 33.f 00052.0L FCD '='∆34.EFFL三、名词解释（本大题共5 小题。

每小题2 分，共 10 分）35．像差：实际光学系统所成的像和近轴区所成的像之间的差异称为像差。

评分标准：主要意思正确得2分。

36．子午场曲：某一视场的子午像点相对于高斯像面的距离称为子午像面弯曲，简称子午场曲。

评分标准：答对主要意思得2分。

37．二级光谱：如果光学系统已对两种色光校正了位置色差，这两种色光的公共像点相对于第三种色光的像点位置仍有差异，该差异称为二级光谱。

评分标准：答对主要意思得2分。

38.色球差：F 光的球差和C 光的球差之差，称为色球差，该差值也等于边缘光和近轴光色差之差。

评分标准：答对得2分。

39．渐晕：轴外点成像光束的宽度较轴上点成像光束的宽度要小，造成像平面边缘部分照度要比像平面中心部分照度低的现象，称为渐晕。

评分标准：答对主要意思得2分。

四、简答题（本大题共 6 小题。

每小题 5 分，共30 分）40．一物体的峰-谷比（peak to valley ）是λ23.0，问是否满足Rayleigh 条件？ 答：满足Rayleigh 条件，因为根据Rayleigh 判断，实际波面和参考波面之间的最大波像差(峰谷比)不超过0.25λ时，此波面可看作是无缺陷的成像质量较好。

评分标准：答对主要意思得5分。

word本科生课程论文论文题目红外光电测距系统设计课程名称光电系统设计学生某某谷幸东、郭晓龙、何志毅、胡健辉学号201211911309、10、11、12所在学院理学院所在班级电科1123班指导教师汤照目录第一章绪论11.1 红外线概述11.2 红外传感器的分类11.3 红外传感器的应用21.4 AT89C52单片机概述31.5 MCP3001简介6第二章红外测距的工作原理与基本结构82.1 红外测距传感器简介82.2 红外线测距的工作原理82.4红外测距传感器接线102.5 红外测距系统的基本结构10第三章红外测距的硬件设计113.1 红外测距的实现构想113.2 系统硬件结构电路图123.3 各硬件电路设计123.3.1 复位电路123.3.2 时钟电路133.3.3 A/D转换电路143.3.4 LCD显示电路14第四章红外测距的软件设计154.1 系统软件结构框图154.2 软件程序设计164.3 源代码16第五章仿真测试215.1系统的软件的调试仿真21第六章 PCB图及元器件清单226.1 PCB图236.2 元器件清单23第七章课程设计任务分工及个人心得体会247.1任务分工247.2 设计心得体会24第一章绪论1.1 红外线概述红外辐射俗称红外线，又称红外光，它是一种人眼看不见的光线。

但实际上它和其他任何光线一样，也是一种客观存在的物质。

任何物体，只要它的湿度高于绝对零度，就有红外线向周围空间辐射。

它的波长介于可见光和微波之间。

红外辐射的物理本质是热辐射。

物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，红外辐射的能量就越强。

研究发现，太阳光谱各种单色光的热效应从紫色光到红色光是逐渐增大的，而且最大的热效应出现在红外辐射的频率X围内，因此人们又将红外辐射称为热辐射或热射线。

目前红外发射器件（红外发光二极管）发出的是峰值波长0.88uM~0.94uM之间的近红外光，红外接收器件（光敏二极管、光敏三极管）的受光峰值波长为0.88uM~0.94uM之间，恰好与红外发光二极管的光峰值波长相匹配。

幕旳反射光照度为 Evr=r Ev=0.96×1.37×104 =1.32×104 (lx)
幕每秒钟接受旳光子为
N Φe Φe 0.6328106 6 103 1.911016 h hc 6.626 1034 3108
（个/秒）
光敏电阻
3 、在如图所示旳恒流偏置电路中，已知Re=3.3kΩ，UW=4V， Ubb=12V；光敏电阻为RP，当光照度为30lx时输出电压为6V，80 lx时为9V。（设该光敏电阻在30到100lx之间旳值不变）
二 填空题 1 描述光电探测器光电转化能力旳是 量子效率 。 2 任何物质，只要温度高于绝对零度，都具有发射辐射旳能力。 3 氦氖激光器以 直流 电源驱动。
4 发光二极管是 注入式电致发光器件 器件。 7 光伏器件有光伏工作模式和光导工作模式两种工作模式。
三 简答题
1、 掺杂对半导体导电性能旳影响是什么？ 答：半导体中不同旳掺杂或缺陷都能在禁带中产生附加旳能级 ，价带中旳电子若先跃迁到这些能级上然后再跃迁到导带中去 ，要比电子直接从价带跃迁到导带轻易得多。所以虽然只有少 许杂质，却会明显地变化导带中旳电子和价带中旳空穴数目， 从而明显地影响半导体旳电导率。
光电技术综合习题解答
一、单项选择题
① 在光电倍增管中，产生光电效应旳是（ ）。
A．阴极 C．二次发射极 ② 光电二极管旳工作条件是（ ）。
B．阳极 D．光窗
A．加热 C．加反向偏压
B．加正向偏压 D． 零偏压
光电技术综合习题解答
一、单项选择题
① 在光电倍增管中，产生光电效应旳是（A）。
A．阴极
B．阳极
G
I a min IK
2.439 24 106
1.02105

光电技术自动成卷系统单选题（10题，20分）；简答题（5题，40分）；综合题（1题，15分）；计算题（1题，10分）；设计题（1题，15分）1、锁定放大器是基于A. 自相关检测理论B. 互相关检测理论C. 直接探测量子限理论D. 相干探测原理2、下列哪一种应用系统为典型的相干探测应用实例A. 照相机自动曝光B. 飞行目标红外辐射探测C. 激光陀螺测量转动角速度D. 子弹射击钢板闪光测量3、依据光电器件伏安特性，下列哪些器件不能视为恒流源A. 光电二极管B. 光电三极管C. 光电倍增管D.光电池4、对于P型半导体来说，以下说法不正确的是GA. 空穴为多子，电子为少子cB. 能带图中费米能级靠近价带顶C. 光照时内部不可能产生本征吸收D. 弱光照时载流子寿命与热平衡时空穴浓度成反比5、在飞轮转速和方向的光电测量系统中，若光源采用激光二极管，激光波长632nm输岀光调制频率为1kHz，探测器为CdSe光敏电阻，后接的检测电路为带通滤波放大器，其中心频率为1kHz，带宽为100Hz。

这样，检测系统可以消除光敏电阻哪些噪声的影响？nA. 1/f 噪声，热噪声nB. 产生-复合噪声，热噪声C. 产生-复合噪声，热噪声D. 1/f 噪声，产生-复合噪声6、在非相干探测系统中A. 检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rB. 检测器只响应入射其上的平均光功率oC. 具有空间滤波能力D. 具有光谱滤波能力7、关于半导体对光的吸收，下列说法正确的是A. 半导体非本征吸收时，产生电子-空穴对B. 杂质半导体本材料不会发生本征吸收C. 半导体对光的吸收与入射光波长有关D. 非本征吸收时，吸收的能量全部转换为材料的热能8、下列关于热电偶和热电堆的说法不正确的是A. 热电堆的测量误差比热电偶小cB. 热电堆的测量分辨率比热电偶高C. 热电堆的光电灵敏度比热电偶高D. 两者均基于光热效应9、下列哪一种探测器的积分灵敏度定标时，要用到色温A. 热电偶B. 碲镉汞红外探测器C. PMTD. 热释电探测器10、克尔盒工作的基础是某些光学介质的简答题（共5道，每题8分）1、 光电探测器的物理效应主要有哪几类？每类有哪些典型效应？2、 试说明热释电摄像管中的斩光器的作用。

E 0 = 2 × 1 0 −2 lx
，
ρ 0 = 0 .1 ， ρ b = 0 .0 5
m
，
f o′ = 1 0 0
， n = 4
Do
f o ′ = 1 1 .1 1 ， τ 0 = 0 .9 ， H
= 2m
①由 E0 、r 0、 r b 计算目标及背景亮度 L0、Lb 及目标的对比度 c0。
L0 = ρ0 E0 π Lb = ρb E0 π c0 = ( L0 − Lb ) ( L0 + Lb ) = ( ρ0 − ρb ) ( ρ0 + ρb ) = 0.3
的多路时钟。 F 1 F 2
CCDB
2 5 6
25 5
25 2 4 5 3
2
1
F R
F F F F T 2 1 p 有五路时钟脉冲： ΦP、ΦT、Φ1、Φ2、ΦR 其中
CCD A
f Φ P = f ΦT
F p F T F 1
f Φ1 = f Φ 2
T Tp
f Φ R = 2 f Φ1 = 2 f Φ 2
1
2
③人眼与夜视成像系统的匹配
ms = mβ =
Cβ 2 (S N
)
π Lα ts ( 2 − C ) eG
3. 像管选择限定 ①极限分辨率、增益、等效背景噪声 ②输入窗的光谱匹配、输出窗后续应用模式 ③荧光屏光谱特性、发光效率、分辨率 ④调制传递函数 MTF ⑤信噪比、品质因素 4. 设计思路 ①按仪器用途、视距要求及成本造价等选择像管。 ②依据初步选定的像管技术指标、视距和观察等级等条件，初步拟定物镜、目镜等光学 系统参数，如焦距、相对孔径、视场角等。 ③全系统外形尺寸计算及整体布局设计。 ④修改设计，使总体性能达到预期状态。 5. 设计实例 设计一微光夜视仪，要求在星光照度 (约 10-3lx) 下识别 do=1000m 处高度约 H=2m 的 坦克。仪器视场角为 2ω=12.5° ，视放大率γ=4。 ①初选 按视距 1000m 和星光照度下识别坦克的要求，初步选用有效直径 (光阴极/荧光屏) 为 Dc=F 25/25 的第二代像管，其光阴极中心分辨率为 Nc=25lp/mm。 ②确定物镜焦距 f' A)根据视场，确定物镜焦距

《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。

光电信息科学与工程基础知识单选题100道及答案解析1. 光的本质是（）A. 粒子B. 波C. 波粒二象性D. 以上都不对答案：C解析：光具有波粒二象性，既有波动性又有粒子性。

2. 以下哪种现象不能用光的波动性解释（）A. 光的干涉B. 光的衍射C. 光电效应D. 光的偏振答案：C解析：光电效应只能用光的粒子性来解释。

3. 可见光的波长范围大约是（）A. 400nm - 760nmB. 200nm - 800nmC. 380nm - 780nmD. 100nm - 1000nm答案：C解析：可见光波长通常认为是380nm - 780nm。

4. 光在真空中的传播速度是（）A. 3×10^5 m/sB. 3×10^6 m/sC. 3×10^7 m/sD. 3×10^8 m/s答案：D解析：光在真空中的传播速度约为3×10^8 m/s。

5. 以下哪种材料不是光电材料（）A. 硅B. 铜C. 砷化镓D. 磷化铟答案：B解析：铜不是常见的光电材料，硅、砷化镓、磷化铟常用于光电领域。

6. 光电探测器的主要性能指标不包括（）A. 响应度B. 灵敏度C. 分辨率D. 硬度答案：D解析：硬度不是光电探测器的性能指标，响应度、灵敏度、分辨率是常见的性能指标。

7. 太阳能电池的基本原理是（）A. 光电效应B. 光热效应C. 光伏效应D. 光化学效应答案：C解析：太阳能电池基于光伏效应工作。

8. 以下哪种不是发光二极管的优点（）A. 寿命长B. 功耗低C. 响应速度慢D. 颜色丰富答案：C解析：发光二极管响应速度快，而不是慢。

9. 光纤通信中使用的光源通常是（）A. 发光二极管B. 激光二极管C. 白炽灯D. 日光灯答案：B解析：激光二极管是光纤通信中常用的光源。

10. 光的折射定律是（）A. n1sinθ1 = n2sinθ2B. n1cosθ1 = n2cosθ2C. n1tanθ1 = n2tanθ2D. n1cotθ1 = n2cotθ2答案：A解析：这是光的折射定律的表达式，其中n1、n2 是两种介质的折射率，θ1、θ2 是入射角和折射角。

光电检测技术-复习大纲2014春班1.基本概念原理1) Lamberts Cosine Law 的定义及解释。

I=I*cosa。

朗伯余弦定律，朗伯辐射表面在某方向辐射光强随该方向和法线之间夹角余弦变化。

2)照度与距离平方成反比定律若均匀点光源向空间发射球面波，则点光源在传输方向上某点的照度与该点到点光源距离平方成反比。

3)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且守恒。

2.光源1)发光的机理：热辐射、发光。

一、一类是物质受热，产生热辐射而发光；二、一类是物体受激发吸收能量而跃迁至激发态(非稳定态)在返回到基态的过程中，以光的形式放出能量。

2)光源类型：黑体辐射，非相干光，激光。

区别是什么。

一、黑体辐射：能量按波长的分布仅与温度有关，随着温度不同，光的颜色各不相同；二、非相干光：相位无规则变化，总光强是各束光的总合，一般普通光源即为非相干光；三、激光光源：受激辐射，有很好的相干性。

....3)激光器的主要构成部分及其作用。

①工作物质(又称激活媒质或增益介质):粒子有适当能级结构，可实现粒子数反转；②激励能源：抽运(又叫泵浦),即把大量粒子激励到激光上能级(高能级);③光学谐振腔：选模(提高N即相干性),实现光学正反馈。

4)激光的特点。

高方向性、高亮度和高功率辐射密度、高单色性、高相干性5)何为黑体，黑体的辐射光谱特征(黑体辐射三定理)。

一、在任何条件下，对任何波长的外来辐射完全吸收而无任何反射的物体，即吸收比为1的物体。

二、①黑体发射的光谱是连续的；②黑体单色辐射力随温度身高而增大，单色辐射力曲线下的面积就是黑体辐射力曲线下的面积就是黑体的总辐射力；③给定温度下，黑体的单色辐射力具有一最大值，对应波长称为最大单色辐射力波长。

随着温度升高，最大单色辐射力波长向短波方向移动；三、斯特潘一玻尔兹曼定律、维恩位移定理、普朗克定律3光信道1)采用激光无线通信时，信道对其影响可能有哪些?由于大气散射、折射、湍流等诸多因素的影响，会造成激光信号在传输过程中能量衰减，光强闪烁，光束随机偏转。

光电课程设计题目一、教学目标本章节的教学目标旨在让学生掌握光电学的基本概念、原理和应用，提高学生的科学素养和实验技能，培养学生的创新精神和团队合作意识。

1.了解光电效应的基本原理和条件。

2.掌握光电管、光电池等光电元件的工作原理和性能。

3.熟悉光的传播、反射、折射等光学现象。

4.能够运用光电效应解释日常生活中的光电现象。

5.能够运用光学原理进行简单的光学设计。

6.具备基本的实验操作能力和数据分析能力。

情感态度价值观目标：1.培养学生对光电科技的兴趣和好奇心，激发学生探索科学的热情。

2.培养学生团队合作、积极进取的精神风貌。

3.增强学生的社会责任感，让学生认识到光电科技在现代社会中的重要性。

二、教学内容本章节的教学内容主要包括光电效应、光电元件和光学现象三个方面。

1.光电效应：介绍光电效应的基本原理、条件及其应用，如光电管、光电池等。

2.光电元件：讲解光电元件的工作原理、性能及其在实际应用中的优缺点。

3.光学现象：探讨光的传播、反射、折射等基本光学现象，以及相关的应用实例。

三、教学方法为了提高教学效果，本章节将采用多种教学方法相结合的方式进行授课：1.讲授法：系统地传授光电学的基本概念、原理和应用。

2.讨论法：引导学生针对光电现象和应用进行思考和讨论，提高学生的理解能力。

3.案例分析法：分析实际案例，让学生了解光电元件在生产和生活中的应用。

4.实验法：学生进行光电实验，培养学生的实验技能和科学素养。

四、教学资源为了支持本章节的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的光电学教材，为学生提供系统的知识体系。

2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识储备。

3.多媒体资料：制作光电现象和应用的PPT、视频等资料，增强课堂教学的趣味性。

4.实验设备：配置光电实验所需的仪器设备，确保学生能够顺利进行实验操作。

五、教学评估本章节的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。

光电检测技术与系统答案【篇一：光电检测课后习题部分答案】效应的工作原理.为什么光伏效应器件比光电导效应器件有更快的响应速度？答：（1）光生伏特效应的工作基础是内光电效应.当用适当波长的光照射pn 结时，由于内建场的作用（不加外电场），光生电子拉向n 区，光生空穴拉向p 区，相当于pn 结上加一个正电压. （2）光伏效应中，与光照相联系的是少数载流子的行为，因为少数载流子的寿命通常很短，所以以光伏效应为基础的检测器件比以光电导效应为基础的检测器件有更快的响应速度. 比较光电效应和光热效应在作用机理、性能及应用特点等方面的差异？1. 光电效应：指单个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。

探测器吸收光子后，直接引起原子或分子的内部电子状态的改变。

光子能量的大小，直接影响内部电子状态的改变。

特点：光子效应对光波频率表现出选择性，响应速度一般比较快。

2. 光热效应：探测元件吸收光辐射能量后，并不直接引起内部电子状态的改变，而是把吸收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升,温度上升的结果又使探测元件的电学性质或其他物理性质发生变化。

特点：原则上对光波频率没有选择性，响应速度一般比较慢。

（在红外波段上，材料吸收率高，光热效应也就更强烈，所以广泛用于对红外线辐射的探测。

第三章3-143-253-26第四章4-24-34-4第五章1 、直接检测系统的基本原理是什么？为什么说直接检测又叫包络检测？所谓光电直接检测是将待测光信号直接入射到光检测器光敏面上，光检测器响应于光辐射强度而输出相应的电流或电压。

光检测器输出的电流第一项为直流项，若光检测器输出端有隔直流电容，则输出光电流只包含第二项，这就是包络检测的意思。

2、何谓莫尔条纹？应用几何光学原理解释，为什么说莫尔条纹测试技术具有光学放大作用？若两块光栅相互重叠，并且使他们的栅线之间形成一个较小的夹角，当光栅对之间有相对运动时，透过光栅对看另一边的光源，就会发现有一组垂直于光栅运动方向的明暗相间的条纹移动，这就形成莫尔条纹。

概述：一、光源在光纤通信系统中，光源器件可实现从电信号到光信号的转换，是光发射机以及光纤通信系统的核心器件，它的性能直接关系到光纤通信系统的性能和质量指标。

光纤通信系统要求光源具有合适的发射波长，处在光纤的低损耗窗口之中；有足够大的输出功率，从而有较长的传输距离；有较窄的发光谱线，可以减少光纤的色散对信号传输质量的影响；易于与光纤耦合，确保更多的光功率进入光纤；易于调制，响应速度要快，调制失真小，带宽大；在室温下能连续工作，可靠性高，寿命至少在10万小时以上。

下面简单介绍已广泛应用的两类半导体光源：半导体发光二极管（LED ）和半导体激光二极管（LD ）。

1 发光二极管（LED ）发光二极管（LED ）是低速、短距离光波通信系统中常用的光源。

其寿命很长，受温度影响较小，输出光功率与注入电流的线性关系较好，价格也比较便宜。

驱动电路简单，不存在模式噪声等问 题。

发光二极管结构简单，是一个正向偏置的PN 同质结，电子-空穴对在耗尽区辐射复合发光，称为电致发光。

发出的部分光耦合进入光纤供传输使用。

LED 所发出的光是非相干光，具有较宽的谱宽（30～60nm ）和较大的发射角（≈100°）。

自发辐射产生的功率是由正向偏置电压产生的注入电流提供的，当注入电流为I ，在稳态时，电子-空穴对通过辐射和非辐射复合，其复合率等于载流子注入率I/q ，其中发射电子的复合率决定于内量子效率ηint ，光子产生率为(I ηint/q)，因此LED 内产生的光功率为()int int /P w q η= (2.1)式中，ω 为光量子能量。

假定所有发射的光子能量近似相等，并设从LED 逸出的功率占内部产生功率的份额为ηext ，则LED 的发射功率为()int int /e ext ext P P w q I ηηη== (2.2) ηext 亦称为外量子效率。

由上式可知，LED 发射功率P 和注入电流I 成正比。

1.辐射度量与光度量的关系和区别2.视见函数与光谱光视效能（1）视见函数的定义和特性。

（2）最大光谱光视效能的意义。

3.半导体特性（1）半导体的3大特性；（2）本征半导体定义和特性；（3）P型半导体和N型半导体特性。

光电效应、量子效率、信噪比1.写出量子效率定义，并给出公式推导2.写出光电效应的定义、并对光电效应进行分类，同时举出各种类型所对应的器件光电探测器参数定义1.给出光敏电阻的光电导灵敏度Sg的定义和公式。

并由此导出弱光照时，光敏电阻的伏安特性公式。

2. 给出等效噪声功率（ENI）的定义和公式。

3. 光电检测器件的主要噪声有：（），（），（），（）。

其中（）不是白噪声。

4. 给出响应度的定义和公式。

简述能带理论1.写出能带理论中的价带、导带和禁带的定义，画出能带示意图，并在图中标出各能带的位置可见光波段可见光波长范围是多少？光源相关习题1.给出LED的发光效率的定义和公式2.简述LED的结构和发光机理3.激光产生的三个条件是：——————————————————————，——————————————————————，——————————————————————。

电荷耦合器件作业1.简述三相线阵CCD电荷转移的原理过程D是一种电荷耦合器件(Charge Coupled Device)，CCD的突出特点：是以————作为信号，而不同于其它大多数器件是以————或者————为信号。

CCD的基本功能是————————————————————————。

CCD工作过程的主要问题是—————————————————————————————————————光电池电路分析1.以光电池为例，给出光伏型器件的三种电路形式。

针对无偏置型输入电路形式，从光电池输出电流出发，分析给出光伏型器件的四种工作状态及其特点。

恒流源型缓变光信号检测电路设计1.从恒流源型器件的伏安特性曲线折线化开始，完整写出缓变光信号检测电路设计的解析计算法步骤和公式推导。

光电系统课程设计题目一、教学目标本章节的教学目标是让学生掌握光电系统的基本原理、组成部分以及应用场景。

具体包括：1.知识目标：–了解光电系统的基本原理和组成；–掌握光电系统在不同领域的应用；–理解光电系统的主要性能指标和参数。

2.技能目标：–能够分析并设计简单的光电系统；–具备使用光电仪器和设备进行实验操作的能力；–能够阅读并理解光电系统相关的英文资料。

3.情感态度价值观目标：–培养对光电技术的兴趣和热情，认识到其在现代科技中的重要性；–培养学生勇于探索、创新的精神，养成良好的科学素养；–增强学生的团队合作意识，培养良好的沟通和协作能力。

二、教学内容本章节的教学内容主要包括光电系统的基本原理、组成部分、应用场景以及相关性能指标。

具体安排如下：1.光电系统的基本原理：介绍光电效应、光电流、光敏电阻等基本概念；2.光电系统的组成部分：讲解光源、光检测器、光传输介质、光信号处理等各部分的作用和原理；3.光电系统的应用场景：介绍光电系统在通信、传感、显示、照明等领域的应用实例；4.光电系统的性能指标：讲解光电系统的灵敏度、响应时间、信噪比、分辨率等性能指标的定义和计算方法。

为了提高学生的学习兴趣和主动性，本章节将采用多种教学方法：1.讲授法：通过讲解光电系统的基本原理、组成部分和性能指标，使学生掌握基础知识；2.案例分析法：分析具体的光电系统应用实例，让学生了解光电系统在实际工程中的应用；3.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手操作，加深对光电系统的理解和掌握；4.讨论法：学生进行小组讨论，分享学习心得和实验结果，提高学生的沟通和协作能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本章节将使用以下教学资源：1.教材：选用《光电系统设计与应用》作为主教材，辅助以相关领域的参考书籍；2.多媒体资料：制作PPT、视频、动画等多媒体资料，生动展示光电系统的工作原理和应用场景；3.实验设备：准备光电传感器、光电器件等实验设备，让学生进行实际操作；4.英文资料：提供光电系统相关的英文论文、技术文档等资料，提高学生的英语阅读能力。