考研试题1-答案及评分标准.DOCVIP

一、单选（每题2分，共10题，共20分） 1. B； 2. B； 3. C； 4.C； 5. A； 6. A； 7. B； 8. B； 9. C； 10. D 二、简答（每题10分，共8题，共80分） 1. 量子效率它是在某一特定波长下单位时间内产生的平均光电子数（或电子－空穴对数）与入射光子数之比色温如果热辐射光源发光的颜色与黑体在某一温度下辐射光的颜色相同，则黑体的这一温度称为该辐射源的色温。D* (500K，900，50)，表示D*是在500K黑体做光源、调制频率为900Hz、测量带宽为50Hz的条件。2. （1）光子探测器输出的光电流与入射光成正比。入射光越大，则光电探测器输出的光电流也越大。 （2）由于与光电场强度的平方成正比，所以光电探测器输出的光电流也与光电场强度的平方成正比。因此，通常称光电探测器为平方律器件。 3. 像增强器的基本结构类似于变像管，通常由光电阴极、电子光学系统、电子倍增器以及荧光屏等功能部件组成。（5分） 其中的电子光学系统和电子倍增器将光电阴极所发射的光电子图像传递到荧光屏，在传递过程中使电子流的能量增强（有时还使电子的数目倍增），并完成电子图像几何尺寸的缩小/放大；荧光屏输出可见光图像，且图像的亮度被增强到足以引起人眼视觉的程度，从而可以在夜间或低照度下直接进行观察，像增强器因此而得名。（5分） 4. 光伏探测器采用零伏偏置电路时，它的1／f噪声最小，暗电流为零，可以获得较高的信噪比。零伏偏置电路只适合对微弱辐射信号的检测，不适合较强辐射的探测领域。 反向偏置电路具有较高的反向工作偏压（Ub），光电二极管结电容较小，响应速度快，又有较大线性响应动态范围。 5.热探测器的光谱响应范围很宽，平坦性，但比探测率D*比探测率D*CCD的单元结构 反型层： 当所加电压UG超过阈值电压Uth（约为2V）时，半导体上表面附近区域内的电子浓度将会超过空穴浓度（这些电子来源于耗尽区中电子-空穴对的热激发），该区域内的导电类型就由原来的P型变为N型，形成所谓的反型层。（5分） 7. 积分灵敏度与测试光源的色温有关，一般多用色温为2856K的白炽钨丝灯。测试阴极灵敏度时，以阴极为一极，其它倍增极和阳极都连到一起为另一极，相对于阴极加100～ 300V直流电压。（5分） 工作条件：参考光Фr信号光Фs。要求背景的散粒噪声和热噪声以及放大器的噪声均为这一条件在探测系统中很容易满足注：以下仅为参考答案，如考生答案与参考答案不同，只要原理正确，方案合理，参照计分。（5分） （2）测量原理I0，探测器灵敏度为S、光敏面为Ad、输出电流为I，则依据距离平方反比定律，探测器上得到的光照度为 ， 光通量为――常数 灵敏度为, 或者 线性度为为灵敏度平均值 （5分） （3）灵敏度与不同辐射通量之间的关系曲线μA） 灵敏度 灵敏度平均值 线性度 ％（最大） 四、综合计算（共20分） 1.目标在320K时的总辐射出度为 （5分） 2.设的辐射强度为I，辐射亮度为L可以视为朗伯辐射体 由辐射得到出的辐射强度 （5分） 根据距离平方反比定律，并考虑大气对辐射的衰减，得到上的辐照度 （5分） 3.根据上面的讨论，透镜上的辐射照度上的辐射照度E1 4.探测器上的辐照度E 则由能量守恒定律 其中，AE1和τ1分别为透镜的面积辐射照度，A2为目标经过透镜在探测器位置上的像的面积。像的尺寸为 （5分） 五、系统分析（考生注意：以下2题任选1题，满分15分；如果两题均作答，只以第1题计分，第2题无效！） 1. 转轴表面跳动光电检测系统分析 （1）探测器光敏面得到的光通量信号为调幅波信号，而不是等幅信号。转轴的横截面为椭圆，表面突出时，转轴表面的发射光到达探测器时，会偏离接收光学系统的焦平面，从而光通量变小；而转轴的正常是，光通量为正常值。 （5分） （2）调幅波频谱示意图和频率具体数据。（5分） 图中，F=30Hz ，f0=2kHz （3）光信号不为恒定光强而为交流光强信号，为了实现信号频率变换，便于信号处理；检测微 弱信号，可以采用相关检测等方式，例如相敏检波方式，抑制系统噪声。（5分） 2. 激光多普勒测速仪原理分析 D限制特定角度的入射光束，提高测量精度（3分） （3）两路前向散射光束由于多普勒效应，光频分别发生微小的增加和减小，将两束散射光同时送到光接收器上，由光电器件按平方律检波，使输出电流中只包含两束光的差频部分，检测该差频的频率，就可计算粒子的运动速度。（5分） （4）在仪器设计时，为使结构紧凑常使光源和接收器放置在同一侧，并将这种光路称为后向散射光路。如图：（5分） 注：画出简单的示意图即可，与上图不相同，只要原