下载文档原格式
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。
《光电成像系统实践》教学大纲课程编号：OPT04042英文名称：Practice of Photo-electronic imaging System学分：3 学时：3周先修课程：应用光学，光电成像原理与技术，精密机械基础等一、目的与任务本环节为电子科学与技术专业（光电子方向）实践教学必修环节，安排在第7学期进行。
本教学实践环节旨在通过对典型光电成像系统结构的认识和设计，进一步巩固、加深学生对光电成像系统的构成、各技术环节的作用和工作原理的认识和理解，明确系统总体性能与各部分参数的关系，使学生掌握光电成像系统的总体设计的思路、步骤和关键环节部件选配方法等。
通过本实践教学环节，可达到提高学生动手能力和在实际工作中独立发现问题、分析问题和解决问题的能力，增强学生对科学性、合理性、经济性、可行性、可靠性、可维护性等工程概念的理解，以及提高学生解决实际工程问题水平的目的。
本课程的内容亦军亦民，与国防装备密切相关，因此，本课程的学习可以培养学生的爱国主义精神和大国防意识。
二、教学内容及学时分配（3周）课程设计题目分类：设计1直视微光成像（观瞄）系统设计（关键部件选型应包括：物镜系统、像管＋高压电源、目镜系统的选型等）；设计2电视型微光成像（如车载夜视仪、星光级电视瞄具）系统设计（关键部件选型应包括：物镜系统、像管＋高压电源、摄像系统、信号传递方式及显示系统的选型等）；设计3主动照明微光／红外成像（如车牌抓拍系统、闯红灯违章记录系统、车号识别系统、露天场景全天候监视系统、水下成像系统）系统设计（关键部件选型应包括：光源、滤光镜、物镜系统、像管＋高压电源、目镜系统的选型等）；设计4医用内窥镜电视成像（如胃镜系统、工业内窥镜）系统设计（关键部件选型应包括：专用镜头、光源、传光系统、支撑机构、信号传递方式、显示方式与显示系统等）；设计5 高速工业在线视频检测成像（如钢丝直径在线检测、路面瑕疵或不平整度检测系统、轨道参数测量系统、印刷品质量检测系统、电路板故障检测系统）系统设计（关键部件选型应包括：光源、滤光镜、物镜系统、摄像系统、信号传递方式、信息记录或显示系统的选型及图像处理方案等）；设计6 特种光电成像系统设计（选择光子计数探测系统、火星车立体视觉系统、紫外指纹搜索系统、门禁体温自动探测系统、高炉炉膛测温成像系统、舰载红外警戒系统、多光谱成像系统或其他新用途、新型成像系统。
光电成像原理与技术第二章人眼的视觉特性与图像探测下午9时21分各种光电成像系统或器件都是人类用以改善和扩展视觉性能的辅助工具，人类的眼睛借助这些辅助工具获得人眼不能直接得到的图像信息。
下午9时21分2第二章人眼的视觉特性与图像探测§2.1人眼的视觉特性与模型1.人眼的构造下午9时21分3第二章人眼的视觉特性与图像探测人眼的主要组成部分：①由角膜、虹膜、晶状体、睫状体和玻璃体组成的光学系统；②构成人眼视觉关键部分的视网膜—敏感和信号处理部分，带有盲点和黄斑；③信号传输和显示系统的视神经和大脑。
复杂多层网格结构的视网膜：与玻璃体相接触的部分，是神经细胞层，神经的末端是神经细胞(细胞元)。
光线经光学系统进入视网膜，视网膜中的感光细胞吸收光并发生化学分解作用引起视觉刺激，视觉刺激以电信号形式传输至大脑产生视觉。
下午9时21分光电成像原理第二章人眼的视觉特性与图像探测视网膜的神经细胞：①锥状细胞，具有高分辨力和颜色分辨能力；②杆状细胞：视觉灵敏度比锥状细胞高几千倍，但不能分辨颜色。
盲点和黄斑：①盲点部分没有感光细胞，是不感光的盲区，盲区是视网膜上不起视觉作用的区域；②黄斑中心凹处完全没有杆状细胞，具有最高的视觉分辨力，黄斑有问题，则视力也有问题。
2.人眼的视觉特性(a)视觉的适应人眼视觉响应随着外界视场亮度的变化可分三类:下午9时21分5第二章人眼的视觉特性与图像探测明视觉响应：人眼适应大于或等于3cd/m2的视场亮度时，视觉由锥状细胞起作用。
暗视觉响应：人眼适应小于或等于3某10-5cd/m2的视场亮度时，视觉由杆状细胞起作用。
(夜间的灰白)中介视觉响应：视场亮度介于明、暗视觉响应之间时,视觉响应逐渐由锥状细胞转向杆状细胞起作用。
当视场亮度发生突变时，人眼的适应主要包括明暗适应和色彩适应。
下午9时21分6第二章人眼的视觉特性与图像探测适应过程的调节分两方面：①人眼的明暗视觉适应：在2~8mm之间自动调节瞳孔的大小，改变进入人眼的光通量。
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。
北京理工大学考研《光学工程》复试题——回忆版第一篇：北京理工大学考研《光学工程》复试题——回忆版专业课笔试应用光学 25分1.光线的概念、光线与波面的关系2.光学系统中常用的基面与基点有哪些，作图表示3照相物镜的相对孔径？显微物镜的数值孔径？4望远镜的工作原理？望远镜的视场放大率、角放大率和垂轴放大率之间的关系5计算题：已知显微物镜的垂轴放大率和共轭距离求物镜的焦距；已知目镜的放大倍数求目镜的焦距；求显微镜的组合焦距3.近视和远视各有什么特点4.计算题高斯公式简单应用5.MTF简单计算电子技术 251.单管放大电路有哪几种基本接法？对电流、电压的放大能力如何2.滤波器的功能及常用滤波器有哪些3.直流负反馈有什么作用？交流负反馈各在什么条件下引入？4.简单的线性运放计算5.画出5V直流电源的连接图（整流，滤波，稳压的连接）6.A/D的转换精度计算1.TTL与COMS的区别2.桥式整流+3端稳压管连线3.直流负反馈和交流负反馈的作用，对电路参数的影响4.A/D,D/A转换的一些基本概念5.时序逻辑电路有什么特点，举3种时序电路常用器件光电技术 251.填空：光电效应光电发射效应内光电效应，光子效应？内光电效应？外光电效应？2.判断题：CCD的构成及传输时的一些参数的影响（4道）光学系统调焦，判断哪些是白噪声3.问答：常用的光电探测系统的组成框图及简要说明4.问答：常用的红外探测器有哪些？说说其原理，并比较其优缺点5.问答：用什么器件或手段能将二维图像信号转为视频信号输出？（摄像器件）计算机基础 251.填空二进制转化为十进制和十六进制2.填空：多媒体中图像的保存及传输时间的计算（3个空）3.问答：微机中常用的总线及功能简单描叙4.问答：微机常用的接口有哪些，并说说其功能5.问答：ROM、EPROM、RAM、DRAM各代表什么含义，有什么区别？1用C语言编程，找出100到200之间的素数2计算机的硬件有哪些？简述其功能3反码，补码的计算，两数相加时是否溢出？数电和模电和应光好好看，微机原理及接口技术和光电器件及理论看看就行面试题什么叫自适应光学？什么叫视场？透镜的参数（孔径，焦距，相对孔径）什么是约翰逊准则？电话是谁发明的？有线电报无线电报是谁发明的？还问过：物光的知识（爱里斑，菲涅尔反射透射，P`S波的振动方向），毕业论文，参加过的科技活动，激光是怎么产生的英语面试自我介绍介绍自己的家乡大学学过的课程其他同学被问的的问题：怎样看待光学工程，天空为什么是蓝色的记得题型是12道题先5道，内容有激光原理、物理光学、电子技术基础、大学物理。
光电成像原理与技术第四章课后题答案在光电成像中，传感器的工作原理和光学成像基本相同，只是在特定条件下，传感器产生的光信号有不同的传播方向。
在光电成像中，传感器的信号由光电探测器接收。
通过光电探测器和光电传感器接收到的光信号经过光电探测器和光电传感器所构成的二维网络，然后通过二维网络传输到成像单元中储存信号。
光学成像采用像素(pixels)二维连续成像技术。
像素是指根据光子传播方向和位置，可以直接地将成像过程分为两个部分：光路部分和成像单元(pixels)。
光路部分包括光路光源与反射光（如可见光）相互作用的过程；成像单元是由二个或更多块光路组合而成，用来接收和显示从可见光到近红外所发生的各种波长（包括可见光、红外线和紫外线）传输过来的光信号。
每一个部分都由光源、反射镜和探测器三部分组成。
1.选择正确的光源光源有直接光源和间接光源两种。
直接光源指通过灯管发光的光源，如荧光灯、卤素灯等。
直接光源的亮度一般为400~1000 lm/m2。
间接光源是指利用光的辐射原理来发出光源所需各种光学元件、结构或器件时所采用的光。
例如发光二极管(LED)、激光二极管(Light-Emitting Cables)、红外 CCD灯等。
间接光源既可以直接用在光源上直接显示图像，也可以用在非直接光源上显示图像。
需要注意的是，间接光源与直接光源在工作原理上有许多不同之处。
一方面，间接光源通过光管发光但亮度不高，而直接光源通过光管不发光（如 CCD灯）且亮度可调。
另一方面，直视光源产生成像图像时还会产生一些影响图像亮度的非视场角（如 CCD灯),这会影响图像中感光元件发出的光密度。
2.光源为光电探测器提供良好的照明和热输出光源是光电探测器的直接光源，其作用是通过将光通过光路而将反射光吸收，并通过反射光产生可见光信号。
可见光光子在波长为200~400 nm范围内的波长范围内传播时有一定的散射系数。
所以需要为探测器提供良好的照明，以保证探测器的正常工作。
光电技术课后习题答案光电技术课后习题答案光电技术是一门研究光和电的相互作用以及应用的学科，涉及到光电器件、光电传感器、光电探测等方面的知识。
在学习光电技术的过程中，课后习题是巩固知识、检验理解的重要方式。
下面是对一些常见光电技术课后习题的解答，希望对大家的学习有所帮助。
1. 什么是光电效应？它有什么应用？光电效应是指当光照射到某些物质表面时，会引起电子的发射现象。
光电效应的应用非常广泛，其中最常见的就是太阳能电池。
太阳能电池利用光电效应将太阳光转化为电能，实现绿色能源的利用。
此外，光电效应还应用在光电传感器、光电开关等领域。
2. 什么是半导体光电器件？请举例说明。
半导体光电器件是利用半导体材料的特性来实现光电转换的器件。
常见的半导体光电器件有光电二极管、光敏电阻和光电晶体管等。
以光电二极管为例，当光照射到光电二极管的PN结时，会产生电流，实现光电转换。
3. 什么是光电传感器？它有哪些应用？光电传感器是一种能够将光信号转化为电信号的传感器。
它广泛应用于工业自动化、机器人技术、安防监控等领域。
例如，光电传感器可以用于检测物体的存在与否，实现自动化生产线的控制；也可以用于人体检测，实现智能安防系统的监控。
4. 什么是光电探测？请举例说明。
光电探测是利用光电器件对光信号进行检测和测量的过程。
它可以用于测量光强、光功率、光频率等参数。
例如，光电探测器可以用于光通信领域，测量光信号的强度和频率，实现高速光通信的传输；也可以用于光谱分析，测量光信号的频率分布，实现物质成分的分析。
5. 什么是光电效应的量子解释？请简要说明。
光电效应的量子解释是基于光的粒子性质进行解释的。
根据量子理论，光的能量是以光子的形式存在的，光子的能量与光的频率成正比。
当光照射到物质表面时，光子的能量被传递给物质的电子，使其获得足够的能量跳出物质表面，从而产生光电效应。
6. 什么是光电二极管的工作原理？请简要说明。
光电二极管是一种利用光电效应将光信号转化为电信号的器件。
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。
最大辐射定律：一定温度下，黑体最大辐射出射度与温度的五次方成正比。
第五章1、像管的成像包括哪些物理过程？其相应的理论或实验依据是什么？（1 ）像管的成像过程包括 3 个过程A、将接收的微弱的可见光图像或不可见的辐射图像转换成电子图像B 、使电子图像聚焦成像并获得能量增强或数量倍增C、将获得增强后的电子图像转换成可见的光学图像（2） A 过程：外广电效应、斯托列夫定律和爱因斯坦定律B 过程：利用的是电子在静电场或电磁复合场中运动规律来获得能量增强；或者利用微通道板中二次电子发射来增加电子流密度来进行图像增强C 过程：利用的是荧光屏上的发光材料可以将光电子动能转换成光能来显示光学图像2、像管是怎么分代的？各代的技术改进特点是什么？（1）A、零代微光像增强器技术B 、一代级联式像增强器技术C、采用微通道板（MCP ）的二代像增强器D、采用负电子亲和势光阴极的三代像增强器E 、超二代像增强器F 、超三代像增强器G 、第四代像增强器（2 ）①一代和零代的区别在于一代像增强其采用了光学纤维面板将多级耦合起来，形成级联式的像增强器，一般为得到正像，耦合级数多取奇数，通常微三级②二代和一代的根本区别在于：它不是采用多级级联实现光电子图像倍增，而是采用在单级像增强器中设置MCP 来实现光电子图像倍增。
③三代和二代近贴式像管类似，其根本区别在于光阴极，但对MCP 也提出了更高的性能要求。
二代采用的是表面具有正电子亲和势的多晶薄膜结构的多碱光阴极，三代采用的则是负电子亲和势光阴极，因此三代具有高增益、低噪声的有点。
11 、光电发射为什么会存在极限电流密度？试分析并导出连续工作条件下和脉冲工作条件下的极限电流密度表达式。
（ 1 ）在工作状态下，像管维持光电发射要依赖于光阴极的真空界面有向内的电场场强，这一电场是由电子光学系统提供的。
光阴极的光电发射将产生空间电荷，此空间电荷所形成的附加电场与电子光学系统的电场方向相反。
随着光电发射电流密度的增大，空间电荷的电场会增加到足以抵消电子光学系统所提供的电场。
如果忽略光电子的初速度，当光阴极画的法向场强为零时，光电发射就要受到限制，这时像管的光电发射将呈饱和状态。
这一电流密度称之为光电发射的极限电流密度。
（2）见P159~P16018 、什么样的透镜叫短透镜？导出短透镜的焦距公式并分析其成像性质。
答：（1 ）把对电子起有效作用的场——透镜的作用区间限于一个有限的空间范围内，称此空间位透镜空间，在此空间内，电子轨迹在场的作用下是连续变化的，而物与像则位于透镜场外，透镜场外的空间位等位空间。
这种做了理想化的电子透镜称为短透镜（或薄透镜）（2 ）短透镜的焦距公式的推导见书P179~P180 （包括像方焦距和物方焦距）成像性质：①透镜作用区域较之透镜到物、像距离小得多，比焦距小得多，物、像、焦距均在场外。
②场划分为三个区域，物空间，透镜空间，像空间，在物、像空间，电位固定不变，电子轨迹为直线③①’’（z）＞0寸透镜是会聚的（f为正），『’（z）＜时透镜是发散的（f为负），且f与『’（z）成反比，即’’（z）越;越小，会聚本领越强20 、什么是荧光？什么是磷光？答：晶态磷光体在受电子激发寸产生的光发射称为荧光。
停止电子激发后持续产生的光发射称为磷光。
21.荧光屏表面蒸镀铝膜的作用是什么？（P185 ）在荧光屏的表层上蒸镀一层铝膜，厚度约为0.1um ，其作用为：引走积累的负电荷；防止光反馈给光阴极；使荧光屏形成等电位；将光反射到输出方向。
22.受激辐射可见光的条件是什么？（p185 ）受激辐射可见光的条件是电子跃迁的能级差必须与可见光光子的能量相同。
25.荧光屏的转换效率与哪些因素有关？为什么说图像分辨力和发光效率对荧光粉颗粒度的要求是相互矛盾的？（p192 ）荧光屏的转换效率与制作荧光屏本身的材料—晶态磷光体的转换效率有关，还与屏的粉层厚度、粒度、入射电子的能量及铝膜的影响等因素有关。
一般，粒度越大转换效率越高。
但是，过厚的荧光屏将降低输出图像的分辨力。
厚度的增加会导致光扩散的增大，分辨力将随之下降。
因此，粒度应该适当。
通常选取颗粒直径与荧光屏厚度相近，这样可获得发光效率与图像分辨力的最佳组合。
26.光纤面板（OFP ）的传像原理是什么？像管应用光纤面板有什么优点？（p193 ）光纤面板是基于光线的全反射原理进行传像的，由于光导纤维的芯料折射率高于皮料的折射率，因此入射角小于全反射临界角的全部光线都只能在内芯中反射。
所以每一根光导纤维能独立地传递光线，且相互之间不串光。
由大量光导纤维所组成的面板则可以传递一幅光学图像。
光纤面板使像增强器获得以下优点：①增加了传递图像的传光效率；②提供了采用准球对称电子光学系统的可能性，从而改善了像质；③可制成锥形光纤面板或光学纤维扭像器。
32. 为什么MCP 大多采用斜通道或弯曲通道的形式？（196 、205 ）通常MCP 不垂直于端面，而具有7°—15 ° 的斜角。
一方面可提高通道内的二次电子发射次数，另一方面也可使正离子不能穿出通道，消除或减少离子反馈。
P2448.夜视成像系统对物镜的基本要求是什么？（p213 ）夜视成像系统对物镜的基本要求大致有以下几点：①大的同光口径和相对孔径。
②小的渐晕。
③宽光谱范围的色差校正。
④物镜有好的调制传递特性。
⑤最大限度的消除杂散光，杂散光对低信噪比的光电成像的影响比较明显，减小物镜的杂散光可减小像质的变坏。
⑥在红外光学系统中，必须同时可虑聚光系统和扫描系统。
⑦尽可能减小被动红外系统中冷反射所产生的图像缺陷。
9.成像物镜主要分为哪几种类型？各种类型的典型形式是怎样的？答：光电成像系统用物镜系统分为三类：折射系统、反射系统和折反射系统。
（1 ）光电成像系统中常用折射物镜有双高斯型和匹茲伐型。
双高斯结构是微光成像系统中大相对孔径的基本型，由于这种结构较容易在较宽光谱范围内修正像差，属于基本对称型结构，使轴外像差能自动抵消。
在仪器视场不大的情况下，可用匹茲伐型物镜，其基本结构是两个正光焦度的双胶透镜，结构简单，球差和慧差校正较好，但视场加大时场曲严重。
（2 ）反射物镜分为单反射镜和双反射镜。
最常见的是双反射镜。
单反射镜分为球面镜喝非球面镜（抛物面、椭球面和双曲面镜）系统。
球面反射镜和抛物面反射镜可单独使用，椭球面和双曲面反射镜由于其光学焦点和几何焦点不重合，慧差大，像质欠佳，通常和其他反射镜组合成双反射镜系统。
（3 ）把反射镜的主镜和次镜都采用球面镜，而用加入补偿透镜的方法校正球面镜的球差，构成折反射物镜系统。
折反射物镜可实现大口径长焦距，常用的折反射物镜有施密特系统、曼金折反射镜、包沃斯- 马克苏托夫系统以及包沃斯- 卡塞格伦系统。
10.红外物镜相对于可见光物镜有什么不同？答：（1 ）大的通光孔径和相对孔径。
限制微光成像系统视见能力的主要因素之一是来自景物的辐射噪声。
加大物镜的孔径能最大限度地接收来自目标的辐射，获得大的靶面照度，即大的通光孔径有利于提高微光系统的信噪比。
（2 ）小的渐晕。
（3 ）宽光谱范围的色差校正。
校正色差的光谱范围取决于系统光谱响应波段，对主动红外成像系统为0.65〜1.2微米（，对微光成像系统为0.4〜0.9微米，对热成像系统为 1.5〜14 微米）。
（ 4 ）物镜有好的调制传递特性。
像管为低通滤波器，目前的极限分辨力为30 〜70lp/mm ，通常要求物镜在10lp/mm 的空间频率时MTF 不低于75% 。
（ 5 ）最大限度地消除杂散光，杂散光对低信噪比的光电成像的影响比较明显，减小物镜的杂散光可减小像质的变坏。
（ 6 ）在红外光学系统中，必须同时考虑聚光系统和扫描系统。
（7 ）尽可能减小被动红外系统中冷反射所产生的图像缺陷。
11 、在直视型成像系统中对目镜的基本要求是什么？答合适的勲距“司镜鶴葩兀‘通卷盛金适齡岀膛鉅寓勿士能直轻口一般视茶同的攻用秦伴*卷俅糸境出观直整取人眼夜间期孔直＜2 5~7mnu出靡距宙pTei 桧后去西列人跟膛孔的距击）一股匡古的話羊瞪（日雄詬衣面赛窈总点也祠的晅青人嵐探证工作时西观度谴鳖。
此升*圈务貝•祖堆大」掛外徐昱是站点侏廈的重要圈翕孑12、像管直流高压电源的特点是什么？其主要包括哪几部分？答：特点（1）提供稳定的直流高压，使像管工作时保持合适的输出亮度；（2 ）性能稳定，在高低温环境下保证仪器正常工作；（3）实现自动亮度控制（ABC ）功能；（4）对于选通系统，应提供选通周期、脉宽以及延时可调的选通电压；（5）对自动快门，能够根据像管电流自动调整工作电压的占空比；（6）防潮、防震、体积小、质量轻、耗电省。
包括以下几个部分：直流低压电源、晶体管变换器、升压变压器、倍压整流电路以及稳压电路。
