光電測試考試資料整理

1、光電測試考試資料整理 第一章：1 .試述光電成像技術(shù)對視見光譜域的延伸以及所受到的限制。答:1 電磁波的波動方程該方程電磁波傳遞圖像信息物空間和像空間的定量關(guān)系，通過經(jīng)典電磁場理論可以處理電磁波全部的成像問題2收到的 限制：當(dāng)電磁波的波長增大時，所能獲得的圖像分辨力 將顯著降低。對波長超過毫米量級的電磁波而言，用有限孔徑和焦距的成像系統(tǒng)所 獲得的圖像分辨力將會很低。因此實(shí)際上己排除了波長較長的電磁波的成像 作用。目前光電成像對光譜長波闊的延伸僅擴(kuò)展到亞毫米波成像。除了衍射造成分辨力下降限制了將長波電磁波用于成像外，用于成像的電磁波也存在一個短波限。通常把這個短波限確定在X射線（Roentgen

2、射線）與y射線（Gamma射線）波段。這是因?yàn)椴ㄩL更短的輻射具有極強(qiáng)的穿透能力，所以，宇宙射線難以在普通條件下聚焦成像。2 .光電成像技術(shù)在哪些領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用光電成像技術(shù)突破了人 眼的哪些限制答：1應(yīng)用：（1）人眼的視覺特性（2）各種輻射源及目標(biāo)、 背景特性（3）大氣光學(xué)特性對輻射傳輸?shù)挠绊懀?）成像光學(xué)系統(tǒng)（5）光輻射探測器及致冷器（6）信號的電子學(xué)處理（7）圖像的 顯示2突破了人眼的限制：（1）可以拓展人眼對不可見輻射的接受能力（2）可以拓展人眼對微弱光圖像的探測能力（3）可以捕捉人眼無法分辨的細(xì)節(jié)（4）可以將超快速現(xiàn)象存儲下來3 .光電成像器件可分為哪兩大類各有什么特點(diǎn)答：1直視型：

3、用于直接觀察的儀器中，器件本身具有圖像 的轉(zhuǎn)換、增強(qiáng)及顯示等部分，可直接顯示輸出圖像，通常使用光電發(fā)射效應(yīng)，也成像管.2電視型：于電視攝像和熱成像系統(tǒng)中。器件本身的功能是完成將二維空間的可見光 圖像或輻射圖像轉(zhuǎn)換成一維時間的視頻電信號使用光電發(fā)射效應(yīng)或 光電導(dǎo)效應(yīng)，不直接顯示圖像.4 .什么是變像管什么是像增強(qiáng)器試比較二者的異同答：1變像管：接收非可見輻射圖像，如紅外變像管等，特點(diǎn)是入射圖像和出射圖像的光譜不同。2像增強(qiáng)器：接收微弱可見光輻射圖像，如帶有微通道板的像增強(qiáng)器等，特點(diǎn)是入射 圖像極其微弱，經(jīng)過器件內(nèi)部電子圖像能量增強(qiáng)后通過熒光屏輸出人眼能夠正常觀看的光學(xué)圖像。3異同、相同點(diǎn)：二者均

4、屬于直視型光電成像器件。不同點(diǎn)：主要是二者工作波段不同，變像管主要完成圖像的電磁波譜轉(zhuǎn)換，像增強(qiáng)器主要完成圖像的亮度增強(qiáng)。5 .反映光電成像系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換能力的參數(shù)有哪些答：1轉(zhuǎn)換系數(shù)（增益）2光電靈敏度（響應(yīng)度）峰值波長， 截止波長6 .光電成像過程通常包括哪幾種噪聲答：主要包括：（1）散粒噪聲（2）產(chǎn)生一復(fù)合噪聲（3）溫度噪聲（4）熱噪聲（5）低頻噪聲（1/f 噪聲）（6） 介質(zhì)損耗噪聲（7） 電荷藕合器件（CCD）的轉(zhuǎn)移噪聲 第二章：1.人眼的視覺分為哪三種響應(yīng)明暗適應(yīng)各指什么答：1三種響應(yīng)：明視覺、暗視覺、中介視覺。人眼的明暗視覺適應(yīng)分為 明 適應(yīng)和暗適應(yīng)2明 適應(yīng)：對視場亮度由暗突然到

5、亮的適應(yīng)，大約需要23 min 3暗適應(yīng)：對視場亮度 由亮突然到暗的適應(yīng)，暗適應(yīng)通常需要45 min , 充分暗適應(yīng)則需要一個多小時。2 .何為人眼的絕對視覺閾、閾值對比度和光譜靈敏度答：1人眼的絕對視覺閾：在充分暗適應(yīng)的狀態(tài)下，全黑視場中，人眼感覺到的最小光刺激值。2閾值對比度：時間不限，使用雙眼探測一個亮度大于背景亮度的圓盤， 察覺概率為50%時，不同背景亮度下的對比度。3光譜靈敏度（光譜光視效率）：人眼對各種不同波長的輻射光有不同的靈敏度 （響應(yīng)）。3 .試述人眼的分辨力的定義及其特點(diǎn)。答：1定義：人眼能區(qū)分兩發(fā)光點(diǎn)的最小角距離稱為極限分辨角9 ,其倒數(shù)為人眼分辨力。2特點(diǎn)：眼睛的分辨力

6、與很多因素有關(guān)，從內(nèi)因分析，與眼睛的 構(gòu)造有關(guān)（此處不再討論）。從外因分析，主要是決定于目標(biāo)的亮度與對比度，但眼睛會隨外界條件的不同自動進(jìn)行適應(yīng)，因而可得到不同的極限分辨角。當(dāng)背景亮度降低或?qū)Ρ榷葴p小時,人眼的分辨力顯著地降低。于中央凹處人眼的分辨 力最高，故人眼在觀察物體時,總是在不斷地運(yùn)動以促使各個被觀察的物體依次地落在中央凹處，使被觀察物體看得最清楚。4.簡述下列定義：（1）圖像信噪比（2）圖像對比度（3）圖像探測 方程答：1圖像信噪比：圖像信號與噪聲之比2圖像 對比度：指的是一幅圖像中明暗區(qū)域最亮的白和最暗的黑之間不同亮度層級的測量，即指一幅圖像灰度 反差的大小。3當(dāng)關(guān)系式成立時，表明

7、圖像可探測到，反之將不能探測。5.目標(biāo)搜索的約翰遜準(zhǔn)則把探測水平分為幾個等級各是怎么定義的答：分為四個等級分別為：1探測（發(fā)現(xiàn)）：在視場中發(fā)現(xiàn)一個目標(biāo)2定向：可大致區(qū)分目標(biāo)是否對稱及方位3識別：可將目標(biāo)分類4辨別：可區(qū)分出目標(biāo)型號及其他特征6.人眼的凝視時間和瞥見時間答：搜索時，人眼注視一點(diǎn)后迅速地移到另一點(diǎn)進(jìn)行注視，這一過程稱為掃視，固定的注視稱為凝視，被凝視的點(diǎn)稱為凝視中心，凝視時間稱瞥見時間。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，通常人眼大約以每秒 三點(diǎn)間斷地移動，瞥見時間約為 1/3 s 。第三章：1 .波長為 以m的1W輻射能量約為多少光子/秒答：2 .通常光輻射的波長范圍可分為哪幾個波段如：紅外，可見光波長

8、是什么答：3 .試述輻射度量與光度量的聯(lián)系和區(qū)別。答：光輻射度量在歷史上形成了輻射度學(xué)和光度學(xué)兩套度量系統(tǒng)。輻射度學(xué)：是建立在物理測量的基礎(chǔ)上的輻射能量客觀度量，不受人眼主觀視覺的限制，其概念和方法適用于整個光輻射范圍（紅外、紫外輻射等必須采用輻射度學(xué)）。光度學(xué)：是建立在人眼對光輻射的主觀感覺 基礎(chǔ)上，是一種心理物理法的測量，故只 適用于電磁波譜中很窄的可見光區(qū)域4,根據(jù)物體的輻射發(fā)射率可將物體分為哪幾種類型答：通常，依發(fā)射率與波長的關(guān)系，將地物分為三種類型。1黑體或絕對黑體，其發(fā)射率£ =1 ,即黑體發(fā)射率對所有波 長都是一個常數(shù)，并且等于1 .2 灰體，其發(fā)射率£ =常

9、數(shù) <1 （因吸收率 < 1 ）。即灰體的發(fā)射率始終小于1，&不 隨波長變化3選擇性輻射體，其發(fā)射率隨波長而變化，而且& <1 （因吸收率也隨波長而變化并且 < 1 ）。9 .試簡述黑體輻射的幾個定律，并討論其物理意義。答：1普朗克輻射定律：普朗克定律描述了黑體輻射的光譜分布規(guī)律，是黑體輻射理論的基礎(chǔ)2斯蒂芬一玻爾茲曼定律：表明黑體在單位面積上單位時間內(nèi)輻射的總能量與黑體溫度T的四次方成正比3維恩位移定律：單色輻射出射度最大值對應(yīng)的波長m l4斯蒂芬-玻爾茲曼定律：表明黑體的輻射出射度只與黑體的溫度有關(guān)，而與黑體的其他性質(zhì)無關(guān)12 .星的等級是如何定義的

10、8等星的照度為多少答:1(1 )星的亮度用星等衡量，以在地球大氣層外所接收的星光輻射產(chǎn)生的照度來衡得。(2 )規(guī)定星等相差五等照度比為100倍，即相鄰兩等星得照度比 為倍。(3 )規(guī)定零等星的照度為-4 lx，比零等星亮的星等為負(fù)。2 8 等星的吧照度為 13.黑體是什么，維恩位移公式，黑體輻射的計(jì)算答：1黑體模型的原理如下：取工程材料 (它的吸收率必然 小于黑體的吸收率)制造一個球殼形的空腔，使空腔壁面保持均勻的溫度，并在空腔上開一個小孔。射入小孔的輻射在空腔內(nèi) 要經(jīng)過多次的吸收和反射，而每經(jīng)歷一次吸收，輻射能就按照內(nèi)壁吸收率的大小被減弱一次，最終能離開小孔的能量 是微乎其微的，可以認(rèn)為所投

11、入的輻射完全在空腔內(nèi)部被吸收。2簡化的普朗克公式：光輻射的計(jì)算：(1 )求出在T溫度下的峰值波長 (2 )由要求的波段選擇相應(yīng)的波長(3 )查黑體表，確定輻射出射度(4 )反復(fù)(2 )步驟，求出所有波長的輻射出射度(5 )繪制T溫度下的黑體光譜輻射曲線波段輻射的計(jì)算(1 )求出峰值波長(2 )求出2個Z ( X )函數(shù)(3 )利用 公式求出在某個波段的輻射出射度第四章：1 .簡述下述名詞：1氣溶膠粒子：大氣中懸浮著的半徑小于幾十微米的固體和及液 體粒子。2絕對濕度：單位體積空氣中所含水蒸汽的質(zhì)量，叫做空氣的"絕對濕度"。3相對濕度：空氣中實(shí)際所含水蒸汽密度和同溫 度下飽和水

12、蒸汽密度的百分比值，叫 做空氣的"相對濕度"。4波蓋爾定律：輻射通過介質(zhì)的消光作用與入射輻射能量、衰減 介質(zhì)密度和所經(jīng)過的路徑成正比5大氣窗口 ：大氣窗口是指太陽輻射通過大氣層未被反射、吸收和散射的那些透射率高的光輻射波段范圍。6大氣傳遞函數(shù)：反映大氣消光使目標(biāo)與背景的對比度下降的程度。右式中，K為地平天空亮度與背景亮度之比。所以Tc是K和透過率r的函數(shù)，與目標(biāo)亮度無關(guān)。2 .輻射在大氣中傳輸主要有哪些光學(xué)現(xiàn)象試簡述其產(chǎn)生的物理原因答：主要有吸收和散射。 產(chǎn)生原因：大氣中吸收太陽輻射的主要成 分是氧氣、臭氧、水汽、二氧化碳、甲烷等 ，對長波輻射的主要吸收成分是水汽、 二氧化

13、碳和臭氧。不同氣體對不同波段輻射的吸收作用也不同。這種性質(zhì)稱為大氣對輻射能的選擇吸收。散射作用的強(qiáng)弱取決于入射電磁波的波長及散射質(zhì)點(diǎn)的性質(zhì)和大小。當(dāng)散射粒子的尺度遠(yuǎn)小于波長時，稱為分子散射或瑞利散射，散射系數(shù)與波長的四次方成反比，主要是空氣分子的散射。當(dāng)粒子尺度可與波長相比擬時,稱為米氏散射，散射系數(shù)是波長和粒子半徑的一個復(fù) 雜函數(shù)。第五章：1.像管的成像包括哪些物理過程其相應(yīng)的理論對應(yīng)的核心器件是什答：1 ）將接受的微弱或不可見的輸入輻射圖像轉(zhuǎn)換成電子圖像2 ）使電子圖像獲得能量或數(shù)量增強(qiáng)，并聚焦成像3 ）將增強(qiáng)的電子圖像轉(zhuǎn)換為可見的光學(xué)圖像核心器件為：1 ）光陰極2 ）電子光學(xué)系統(tǒng)3 ）熒

14、光屏3 .像管是怎樣分代的各代的技術(shù)改進(jìn)特點(diǎn)是什么答：1 ）零代微光像增強(qiáng)器技術(shù)2 ）一代級聯(lián)式像增強(qiáng)器技術(shù)3 ） 采用微通道板（MCP）的二代像增強(qiáng)器4 ）采用III-V 族光電陰極 （負(fù)電子親和勢光陰極）的三代像增強(qiáng)器 技術(shù)；在三代像增強(qiáng)器的基礎(chǔ)上，通過改進(jìn)MCP技術(shù)，相繼出現(xiàn)了 5）超二代像增強(qiáng)器技術(shù)6）超三代像增強(qiáng)器技 術(shù)7 ）第四代像增強(qiáng)器技術(shù)4 .負(fù)電子親和勢光陰極的特點(diǎn)是什么其較正電子親和勢光陰極有哪 些特點(diǎn)答：它的光電靈敏度目前可高達(dá) 3 000區(qū)A/1m以上，因此三代像增強(qiáng)器具有高增益、低噪聲的優(yōu)點(diǎn)。而且負(fù)電子親和勢是熱化電子發(fā)射，光電子的初動能較低，能量又比較集中， 所以，

15、三代像增強(qiáng)器又具有較高的圖像分辨力4試從靜電場的高斯軌跡方程出發(fā)討論其理想成像性質(zhì)。>答：理論基礎(chǔ)：麥克斯韋提出的渦旋電場和位移電流假說的核心思想是：變化的磁場可以激發(fā)渦旋電場，變化的電場可以激發(fā)渦旋磁場；電場和磁場不是彼此孤立的，它們相互聯(lián)系、相互激發(fā)組成一個統(tǒng)一的電磁場5 .靜電透鏡的最本質(zhì)特征是什么答：靜電透鏡是一種靜電裝置，它能產(chǎn)生特殊分布的靜電場，并使通 過其間的電子束聚焦或成像。6 .什么叫熒光什么叫磷光答:1 熒光：晶態(tài)磷光體在受電子激發(fā)時產(chǎn)生的光發(fā)射 .2 磷 光：停止電子激發(fā)后持續(xù)產(chǎn)生的光發(fā)射。7 .熒光屏表面蒸鍍鋁膜的作用是什么答：其作用為：引走積累的負(fù)電荷；防止光反

16、饋給光陰極；使熒光 屏形成等電位；將光反射到輸出方向。通常的鋁膜是在真壁狀態(tài)下蒸鍍的亮鋁膜，也可是在充氧氣狀態(tài)下蒸鍍的黑鋁膜，后者有利于改善輸出圖像的對比度。8 .熒光屏的轉(zhuǎn)換效率與哪些因素有關(guān)答：P202,粉層厚度、粒度、入射電子的能量及鋁膜的影響9 .光纖面板的傳像原理是什么光纖面板應(yīng)用于像管有哪些優(yōu)點(diǎn)答:1 原理：光學(xué)纖維面板是基于光線的全反射原理進(jìn)行傳像的，由于光導(dǎo)纖維的芯料折射率高于皮料的折射率，因此入射角小于全反射臨界角的全部光線都只能在內(nèi)芯中反射。所以每一根光導(dǎo)纖維能獨(dú)立地傳遞光線，且相互之間不串光。由大量光導(dǎo)纖維所組成的面板則可以傳遞一幅光學(xué)圖像。2優(yōu)點(diǎn)：光學(xué)纖維面板又使像增強(qiáng)

17、器獲得以下優(yōu)點(diǎn)：增加了傳遞圖像的傳光效率；提供了采用準(zhǔn)球?qū)ΨQ電子光學(xué)系統(tǒng)的可能性，從而改善了像質(zhì)；可制成錐形光學(xué)纖維面板或光學(xué)纖維扭像器。第七章：1 .什么是攝像管它是怎樣完成攝像過程的答:1電視攝像管是將2維空間分布的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為1維時間變化的視頻電信號的過程 。完成這一過程的器件稱為電視攝像管2攝像過程主要分3個步驟：接收輸入圖像的輻照度進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將2維光強(qiáng)轉(zhuǎn)化為2維空間分布的電荷量電荷存儲元件在一幀周期內(nèi)連續(xù)積累光敏元件產(chǎn)生的電荷，并保持電荷的空間分布，這一存儲電荷的元件稱之為靶電子槍產(chǎn)生2維掃描的電子束，在一幀周期內(nèi)完成全靶面的掃描，在輸出電路上產(chǎn)生與被掃描點(diǎn)光照度強(qiáng)度成比例的電

18、信號，即視頻信號.2 .攝像管的工作原理是什么 簡述視頻信號的形成過程.答：其主要由光電變換與存儲部分和信號閱讀部分兩大部分組成。分為四步：(1)光電變換部分：將光學(xué)圖像變成電荷圖像的任務(wù)由光電變換部分完成，該部分由光敏元件構(gòu)成，常用的材料有光電發(fā)射體和光電導(dǎo)體(2)電荷存儲與積累部分：由于光電 變換所得的瞬時信號很弱，所以現(xiàn)在攝像管均采用電荷積累元件。它在整個幀周期內(nèi)連續(xù)地對圖像上的任一像元積累電荷信號。因?yàn)橐e累和存儲信號，所以在幀周期內(nèi)要求信號不能泄漏。因此，要求電位起伏存儲元件應(yīng)具有足夠的絕緣能力。常見的存儲方式：二次電子發(fā)射積累，二次電子導(dǎo)電積累，電子轟擊感應(yīng)電導(dǎo)積累，光電導(dǎo)積累；（

19、3 ）信號閱讀部分：從靶面上取出信號的任務(wù)由閱讀部分來完成。閱讀部分通常是掃描電子槍系統(tǒng)，它由細(xì)電子束的發(fā)射源、電子束g聚焦系統(tǒng)和電子束偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)三部分組成；（4 ）視頻信號的形成。3 .攝像管的結(jié)構(gòu)由幾部分組成 各部分的作用是什么答：（1）光電變換部分：將光學(xué)圖像變成電荷圖像的任務(wù)由光電變換部分完成，該部分由光敏元件構(gòu)成，常用的材料有光電發(fā)射體和光電導(dǎo)體 （2）電荷存儲與積累部分：由于 光電變換所得的瞬時信號很弱，所以現(xiàn)在攝像管均采用電荷積累元件。它在整個幀周期內(nèi)連續(xù)地對圖像上的任一像元積累電荷信號。因?yàn)橐e累和存儲信號，所以在幀周期內(nèi)要求信號不能泄漏。因此，要求電位起伏存儲元件應(yīng)具有足夠的絕

20、緣能力。常見的存儲方式：二次電子發(fā)射積累，二次電子導(dǎo)電積累，電子 轟擊感應(yīng)電導(dǎo)積累，光電導(dǎo)積累；（3 ）信號閱讀部分：從靶面上取出信號的任務(wù)由閱讀部分來完成閱讀部分通常是掃描電子槍系統(tǒng)它由細(xì)電子束的發(fā)射源、電子束g聚焦系統(tǒng)和電子束偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)三部分組成；（4 ）視頻信號的形成。4 .攝像管產(chǎn)生惰性的主要原因是什么怎樣減小這些惰性攝像管的分辨力是怎樣定義的采用什么單位答：1攝像管的惰性：在攝取動態(tài)圖像時，攝像管的輸出信號滯后于輸入照度的變化，這一現(xiàn)象稱為惰性。入照度增加時，輸出信號的滯后稱為上升惰性；當(dāng)輸入照度減小時，輸出信號的滯后稱為衰減惰性。對于電視攝像管的惰性指標(biāo)，通常采用輸入照度截止后第三場

21、和第十二場（以幀周期 計(jì)，為60ms和240ms）乘J余信號 所占的百分?jǐn)?shù)來表示。攝像管產(chǎn)生惰性的主要原因有兩個： 一是圖像寫入時的 光電導(dǎo)惰性；二是圖像讀出時掃描電子束的等效電阻與靶的等效電容所構(gòu)成的充放電惰性。2減小攝像管的電容性惰性，采取的措施有： 減小靶的等效 電容 降低電子束的等效電阻 在低照度攝像時增加背景光3攝像管的分辨力：電視攝像管攝像時的對圖像細(xì)節(jié)的分辨能力是一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)。由于電視系統(tǒng)采用掃描方式，故分辨力在垂直和水平方向上一般是不同的。因而， 通常分成垂直分辨力和水平分辨力，即以畫面垂直方向或水平方向尺寸內(nèi)所能分辨的黑白條紋數(shù)來表示。這一極限分辨的線條數(shù)簡稱為電視線(

22、TVL)(1)垂直分辨力：在整個畫面上，沿垂直方向所能分辨的像元數(shù)或黑 白相間的水平等寬矩形條紋數(shù)，稱為垂直分辨力。例如若能夠分辨600行，即稱垂直分辨力為600 TVL。(2)水平分辨力：整個畫面上，沿水平方向所能分辨的像元數(shù)，稱為 水平分辨力，習(xí)慣上用電視線(TVL)表 示。4采用單位：lp/mm5 .簡述光電導(dǎo)攝像管的工作原理，指出光電導(dǎo)靶的特點(diǎn)。答：1工作原理：光電導(dǎo)攝像管是利用內(nèi)光電效應(yīng)將輸入的光學(xué) 輻射圖像變換為電信號的視像管。在視像管中，光電導(dǎo)靶面既作為光電變換器，又作為電信號存儲與積累器。因此，這種攝像管結(jié)構(gòu)簡單。組成視像 管的主要部件是光電導(dǎo)靶、掃描電子槍、輸出信號電極和保持

23、真空的管殼光電導(dǎo)靶被設(shè)置在攝像管中透明輸入窗的內(nèi)表面上。在面對輸入窗的靶面上蒸鍍二氧化錫（Sn0 ）透明導(dǎo)電膜，由這一導(dǎo)電膜作為輸出信號電極。視像管靶在輸入光學(xué)圖像的作用下產(chǎn)生與像元照度相對應(yīng)的電荷（電位）圖像，通過掃描電子槍電子束對圖像順序掃描產(chǎn)生視頻信號輸出。2特點(diǎn)：1 ）硫化錫管：工藝簡單，價格低，成品率高；2 ）氧化鉛管：暗電流很小，惰性低，靈敏度高，分辨力高，是理想的廣播電視級攝像管 ；3 ）硅靶管：壽命 長，光譜靈敏度高且范圍寬，分辨力低，暗電流大；4 ）硒化鎘管：極高的光電靈敏度，較低的暗電流，寬 光譜響應(yīng)，分辨力較高，惰性大。被認(rèn)為有前途；5 ）硒碑 硫管：光譜響應(yīng)寬，暗電流低

24、，分辨力高，價格低于氧化鉛。被認(rèn) 為有競爭力；6 ）硫化鋅鎘管：光電靈敏度非常高，適于在低照度下工作。6 .熱釋電攝像管的靶有什么特點(diǎn)具有什么性質(zhì)答：1 特點(diǎn)：熱釋電攝像管與普通光電導(dǎo)攝像管在結(jié)構(gòu)上類似，只是以熱釋電靶代替了光電導(dǎo)靶，但是兩 者之間存在著根本的區(qū)別。首先，熱釋電靶是利用熱釋電效應(yīng)來工作的，而熱釋電效應(yīng)僅對隨時間變化的熱輻射有響應(yīng)，所以熱釋電靶在工作時需要交變的入射輻射，即要對入射輻射進(jìn)行調(diào)制。其次，由于熱釋電靶是近乎完美的絕緣體，容易積累電荷而使電子束不能連續(xù)工作，為此要設(shè)法消除靶面的負(fù)電荷積累，所以調(diào)制入射輻射和消除負(fù)電荷積累成為熱釋電攝像管的兩個特殊的問題。2性質(zhì)：其工作時

25、電壓隨溫度變化而變化7 .什么叫熱釋電效應(yīng)試敘述之。答：熱釋電效應(yīng)是少數(shù)介電晶體所特有的一種性質(zhì)，這種效應(yīng)可表述為：晶體在沒有外加電場和應(yīng)力的情況下，它具有自發(fā)的或永久的極化強(qiáng)度，且這種電極化強(qiáng)度隨晶體本身溫度的變化而變化。當(dāng)溫度降低時電極化強(qiáng)度升高，當(dāng)溫度升高時電極化強(qiáng)度降低 。使電極化強(qiáng)度降低到零時的溫度稱為居里溫度 。具有熱釋電效 應(yīng)的晶體在固體物理學(xué)中稱之為鐵電體8 .為什么熱釋電攝像管工作前要進(jìn)行單疇化答：熱釋電攝像管在工作時，靶必須處于自發(fā)電極化的狀態(tài) ，即 電極化的極軸方向應(yīng)垂直于靶面 。通常在制靶時及靶產(chǎn)生退極化時，都要進(jìn)行單疇化，使之形成最大的自發(fā) 電極化強(qiáng)度。第八章1.簡述

26、CCD工作時的電荷耦合原理（作簡圖）答：1假定開始有一些電荷存儲在偏壓為20V的第二個電極下面的勢阱里，其他電極上均加有大于閾值得較低電壓（例如2V ）。設(shè)a圖為零時刻，經(jīng)過一段時間后，各電極的電 壓發(fā)生變化，第二個電極仍保持10V ,第三個電極上的電壓由2V變?yōu)?0V ,因這兩個電極靠的很近（幾個微米 ），它們各自的對 應(yīng)勢阱將合并在一起。原來在第二個電極下的電荷變?yōu)檫@兩個電極下勢阱所共有。如圖b & c。若此后第二個電極上的電壓由10V變?yōu)?V ,第三個電極電壓仍為10V ,則共有的電荷轉(zhuǎn)移到第三個電極下的勢阱中，如圖 e。由此可見，深勢阱及 電荷包向右移動了 一個位置。2通過將一

27、定規(guī)則變化的電壓加到 CCD各電極上，電極下的電荷包就能沿半導(dǎo)體表面按一定方向移動通常把CCD電極分為幾組，并施加同樣的時鐘脈沖。如圖f ,為三相時鐘脈沖，此種CCD稱為三相 電極間隙必須很小，否則被電極間的勢壘所間隔。產(chǎn)生完全耦合條件的最大間隙一般由具體電極結(jié)構(gòu)，表面態(tài)密度等因素決定。間隙長度應(yīng)小于3um。3 .以三相CCD為例，說明決定其工作頻率的上下限因素是什么答：為避免由于熱產(chǎn)生的少數(shù)載流子對注入信號的干擾，注入電荷從一個電極轉(zhuǎn)移到另一個電極所用的時間必須小于少數(shù)載流子的平均壽命，對于三相CCD ,t為：t=T/3=1/3f, 故，f>1/3(.4 .什么叫CCD的轉(zhuǎn)移效率，怎樣

28、計(jì)算提高轉(zhuǎn)移效率有哪幾種方法答：1CCD轉(zhuǎn)移效率：一次轉(zhuǎn)移后，到達(dá)下一個勢阱中的電荷與原來勢阱中的電荷之比。造成電荷轉(zhuǎn)移損失的主要因素有三個：即轉(zhuǎn)移速度快慢、界 面態(tài)俘獲和極間勢壘。2 計(jì) 算 方 法：h3提高轉(zhuǎn)移效率 方法：1 ）電荷轉(zhuǎn)移速度：在時鐘脈沖較低時,損失效率為常數(shù)，頻率高時 ，損失率增大。2 ）界面態(tài)俘獲：解決方法-"胖零"工作模式，通過用一定數(shù)量的基地電荷先將界面 態(tài)填滿，當(dāng)信號電荷注入時，信號電荷被俘獲的幾率變小，而界面態(tài)釋放出來的電荷又可以跟上原來的電荷包。從而在一定程度上減小了界面態(tài)帶來的損失。"0 "信號時，也有基地電荷注入。3

29、）極間勢壘：解決 方法：盡量減小極間距，采用高阻襯底。5. CMOS成像原理，CMOS和CCD工作原理的不同答：1 CMOS像原理：典型的CMOS成像器件由光敏元陣列和輔 助電路構(gòu)成。1）光敏元陣列：完成光電轉(zhuǎn)換的功能。輔助電路：完成驅(qū)動 信號的產(chǎn)生，光電信號的處理輸出等任務(wù) 。2）每個光敏元都有其x、y方向上的地址，可分別由兩個方向的地址譯碼器進(jìn)行選擇；3） 每列光敏元都對應(yīng)一個列放大器，列放大器的輸出信號與X方向地址譯碼控制的模擬多路開關(guān)相連4）實(shí)際工作時,CMOS傳感器在Y方向地址譯碼器控制下，依次接通每行光敏元的模擬開關(guān)，信號通過行開關(guān)送到列線上，通過X方向地址譯碼器的控制，傳送到放大

30、器。5）輸出放大器的輸出信號由A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，經(jīng)預(yù)處理電路處理后通過接口電路 輸出。2 2 2 2 CMOS CMOS CMOS CMOS 與 CCD CCD CCD CCD）比較：1）光電轉(zhuǎn)換原理相同，讀出過程不同：CMOS工作時，僅需工作電壓信號，CCD讀取信號需多路外部驅(qū)動；2）集成性：CMOS強(qiáng)，CCD弱；3）噪聲：CMOS 大，CCD ??；4） 功耗：CMOS是 CCD 的 1/10 。練習(xí)：1 .人眼按不同照度下的響應(yīng)可分為：明視覺、暗視覺、中介視覺2 . Johnson準(zhǔn)則把目標(biāo)的探測等級分為4等，其中：探測意 味著在視場中發(fā)現(xiàn)一個目標(biāo) ，識別 意味著可將目標(biāo)大致分類，辨別意味著可區(qū)分目標(biāo)的型號和其他細(xì)節(jié)特征；這三者探測等級實(shí)現(xiàn)概率為50 %時，對應(yīng)地在目標(biāo)臨界尺寸上，可分辨的等效條帶的周期數(shù)目應(yīng)分別是士 ，士 , 士3 .微通道板 是利用二次電子發(fā)射性質(zhì)來完成電子圖像的倍增的。4 .對于線陣CCD成像器件，在行掃描正程， 光敏 區(qū)負(fù)責(zé)積累光信號，光敏單元 下沒有勢阱，柵轉(zhuǎn)移 區(qū)在交變電壓的作用下，將上一行信號依次傳輸?shù)捷敵鲭娐?。為使電荷包?shí)現(xiàn)定向轉(zhuǎn)移，需要控制好相鄰柵極上的電壓，從而調(diào)節(jié)其下對應(yīng)勢阱的深淺 ，電壓的絕對值越大，勢阱 就越 低 電荷包總是從 高電壓