光電成像原理及技術(shù)-課后題答案(北理工)

1、曲口啟八/IAAnZ7/AA.丄亠71RP=T/I/.n曲口啟八/IAAnZ7/AA.丄亠71RP=T/I/.n曰/inzt1/宀卜辰K7宀八亡怙口-4mnTtrr|14c第一章5光學(xué)成像系統(tǒng)與光電成像系統(tǒng)的成像過程各有什么特點(diǎn)成像系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)方面通常從哪兒方面考慮?夜間無照明時(shí)人的視覺能力很羌；沒仃足夠的視角和對(duì)比度就難以辨認(rèn)；變化過去的影像無法存留在視覺上；隔開的空間人眼將無法觀察；人眼只對(duì)電磁波譜中很窄的可見光區(qū)感興趣。答：a、兩者都佇光學(xué)元件并H其日的都是成像。而區(qū)別是光電成像系統(tǒng)中多了b、靈敏度的限制，分辨力的限制，時(shí)間上的限制，空間上的限制，光譜上的限制，6.反映光電成像系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)

2、換能力的參數(shù)有哪些？表達(dá)止匕?i答：轉(zhuǎn)換系數(shù)：輸入物理最與輸出物理最之間的依從關(guān)系。在肓視型光電成像器件用于增強(qiáng)可見光圖像時(shí)，被定義為電鍍?cè)鲆鍳:光電靈敏度：R疋口j,三錯(cuò)謀！未找到引用源?；蛘?8怎樣評(píng)價(jià)光電成像系統(tǒng)的光學(xué)性能？有哪些方法和描述方答，利用分辨力和光學(xué)傳遞函數(shù)來描述。分辨力是以人眼作為接收器所判定的極限分辨力。通常用光電成像系統(tǒng)在一夭分辨的等寬黑白條紋來表示。光學(xué)傳遞函數(shù)：輸出圖像頻譜與輸入圖像頻譜之比的函數(shù)。對(duì)于具有線性及匕變性成像條件的光電成像過程，完全對(duì)以用光學(xué)傳遞函數(shù)來定最描述其第二章答：根據(jù)輻射發(fā)射率的不同一般將輻射體分為二類：黑體，錯(cuò)誤！未找到引用源。=1;灰體，錯(cuò)

3、謀！未找到引用源。1,與波長(zhǎng)無關(guān)；選擇體，錯(cuò)誤！未找到引用源。1且隨波長(zhǎng)和溫度而變化。14試簡(jiǎn)述黑體輻射的幾個(gè)定律，并討論其物理意義。答：普朗克公式：錯(cuò)誤！未找到引用源。普朗克公式描述了黑體輻射的光譜分布規(guī)律，是黑體理論的基礎(chǔ).斯蒂芬波爾滋蔓公式：錯(cuò)謀！未找到引用源。表明黑體在單位面積上單位時(shí)間內(nèi)輻射的總能最與黑體溫度T的四次方成止比維恩位移定律：錯(cuò)誤！未找到引用源。他表示半黑體的溫度升高時(shí)，其光譜輻射的峰值波長(zhǎng)向短波方向移動(dòng)。最人輻射定律：錯(cuò)謀！未找到引用源。一定溫度下，黑體最人輻射出射度與溫度的五次方成正比。第五章1、像管的成像包括哪些物理過程？其相應(yīng)的理論或?qū)嵤裁?？像管的成像過程包括3個(gè)

4、過程A、將接收的微弱的可見光圖像或不可見的輻射圖像轉(zhuǎn)扌像B、使電子圖像聚焦成像并獲得能量增強(qiáng)或數(shù)量倍增C、將獲得增強(qiáng)后的電子圖像轉(zhuǎn)換成可見的光學(xué)圖像A過程：外廣電效應(yīng)、斯托列夫定律和愛因斯坦定律B過程：利用的是電子在靜電場(chǎng)或電磁復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)規(guī)律f增強(qiáng)；或者利用微通道板中二次電了發(fā)射來增加電子流密丿像增強(qiáng)C過程：利用的是熒光屏上的發(fā)光材料可以將光屯子動(dòng)能?來顯示光學(xué)圖像曰/inzt1/宀卜辰K7宀八亡怙口-4mnTtrr|14c(2)代和零代的區(qū)別在于一代像增強(qiáng)其采用了光學(xué)纖維面板;起來，形成級(jí)聯(lián)式的像增強(qiáng)器，一般為得到正像，耦合級(jí)數(shù)多取:微三級(jí)二代和一代的根本區(qū)別在于：它不是采用多級(jí)級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)光

5、I增，而是采用在單級(jí)像增強(qiáng)器中設(shè)置MCP來實(shí)現(xiàn)光電子圖像倍增三代和二代近貼式像管類似，其根本區(qū)別在于光陰極，C提出了更高的性能要求。二代采用的是表面具有止電子親和勢(shì)的構(gòu)的多堿光陰極，三代采用的則是負(fù)電了親和勢(shì)光陰極，因此三,益、低噪聲的有點(diǎn)。11光電發(fā)射為什么會(huì)存在極限電流密度？試分析并導(dǎo)出連件下和脈沖丁作條件下的極限電流密度表達(dá)式。(1)在工作狀態(tài)下，像管維持光電發(fā)射要依賴于光陰極的真空界i電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)，這電場(chǎng)是由電了光學(xué)系統(tǒng)提供的。光陰極的光電發(fā)射將j荷，此空I川電荷所形成的附加電場(chǎng)與電了光學(xué)系統(tǒng)的電場(chǎng)方向相反。I射電流密度的增人，空間電荷的電場(chǎng)會(huì)增加到足以抵消電子光學(xué)系統(tǒng)丿場(chǎng)。如果忽略光電子

6、的初速度，半光陰極畫的法向場(chǎng)強(qiáng)為零時(shí)，光電:到限制，這時(shí)像管的光電發(fā)射將呈飽和狀態(tài)。這一電流密度稱Z為光|限電流密度。(2)見P159-P16018、什么樣的透鏡叫短透鏡？導(dǎo)出短透鏡的焦距公式并分析質(zhì)。答：(1)把對(duì)電子起有效作用的場(chǎng)透鏡的作用區(qū)間限于一個(gè);范I韋I內(nèi)，稱此空間位透鏡空間，在此空間內(nèi)，電子軌跡在場(chǎng)的作用下;的，而物與像則位于透鏡場(chǎng)外，透鏡場(chǎng)外的空間位等位空間。這種做電子透鏡稱為短透鏡(或薄透鏡)。(2)短透鏡的焦距公式的推導(dǎo)見書P179-P180(包括像方焦距和成像性質(zhì)：透鏡作用區(qū)域較之透鏡到物、像距離小得多，比焦距小得多，物.均在場(chǎng)外。場(chǎng)劃分為三個(gè)區(qū)域，物空間，透鏡空間，像空

7、間，在物、像空間:（P185）在熒光屏的表層上蒸鍍一層鋁膜，厚度約為O.lum,其作用為：弓電荷；防止光反饋給光陰極；使熒光屏形成等電位；將光反射到輸出方向。22.受激輻射可見光的條件是什么？（P185）受激輻射可見光的條件是電子躍遷的能級(jí)羌必須與可見光光了的25.熒光屏的轉(zhuǎn)換效率與哪些因索令關(guān)？為什么說圖像分辨力和發(fā)光效率對(duì)熒于要求是相互矛盾的？（P192）熒光屏的轉(zhuǎn)換效率與制作熒光屏木身的材料一晶態(tài)磷光體的轉(zhuǎn)換3與屏的粉層厚度、粒度、入射電了的能最及鋁膜的影響等因索有關(guān)。一般，粒度越人轉(zhuǎn)換效率越高。但是，過厚的熒光屏將降低輸出圖像的分辛增加會(huì)導(dǎo)致光擴(kuò)散的增大，分辨力將隨之下降。因此，粒度應(yīng)

8、該適當(dāng)。通常選耳熒光屏厚度相近，這樣可獲得發(fā)光效率與圖像分辨力的最佳組合。2&光纖而板（OFP）的傳像原理是什么？像管應(yīng)用光纖面板點(diǎn)？（P193）光纖曲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!根光導(dǎo)纖維能獨(dú)立地傳遞光線，且相互Z問不串光。由人量光導(dǎo)纖維所組成的遞一幅光學(xué)圖像。光纖曲板使像增強(qiáng)器獲得以下優(yōu)點(diǎn)：增加了傳遞圖像的傳光效率；提對(duì)稱電了光學(xué)系統(tǒng)的對(duì)能性，從而改善了像質(zhì)；對(duì)制成錐形光纖面板或光學(xué)纖維32為什么MCP大多采用斜通道或彎曲通道的形式？（196、205）通常MCP不垂直于端面，而具有715的斜角。一方

9、垃內(nèi)的二次電了發(fā)射次數(shù)，另一方面也可使正離子不能穿出通道，消除或減少離P2448夜視成像系統(tǒng)對(duì)物鏡的基本耍求是什么？（P213）夜視成像系統(tǒng)對(duì)物鏡的基木要求人致有以下幾點(diǎn)：大的同光口徑和相對(duì)孔徑。第八早成像物鏡主要分為哪兒種類型？各種類型的典型形式是怎答：光電成像系統(tǒng)用物鏡系統(tǒng)分為三類：折射系統(tǒng)、反射系射系統(tǒng)。（1）光電成像系統(tǒng)中常用折射物鏡有雙高斯型和匹茲伐西結(jié)構(gòu)是微光成像系統(tǒng)中大相對(duì)孔徑的基本型，由于較容易在較寬光譜范圍內(nèi)修正像差，屬于基本對(duì)利使軸外像差能自動(dòng)抵消。在儀器視場(chǎng)不人的情況下茲伐型物鏡，其基本結(jié)構(gòu)是兩個(gè)正光焦度的雙膠通簡(jiǎn)單，球差和慧差校正較好，但視場(chǎng)加大吋場(chǎng)曲嚴(yán)（Z）反射物鏡分

10、為單反射鏡和雙反射鏡。最常見的是雙反反射鏡分為球面鏡喝非球面鏡（拋物面、橢球面和系統(tǒng)。球面反射鏡和拋物面反射鏡可單獨(dú)使用，植曲面反射鏡由于其光學(xué)焦點(diǎn)和兒何焦點(diǎn)不重合，fi質(zhì)欠佳，通常和其他反射鏡組合成雙反射鏡系統(tǒng)。（3）把反射鏡的主鏡和次鏡都采用球面鏡，而用加入補(bǔ)償法校止球面鏡的球差，構(gòu)成折反射物鏡系統(tǒng)。折反答：（1）大的通光孔徑和相對(duì)孔徑。限制微光成像系統(tǒng)視見要因素之一是來自景物的輻射噪聲。加大物鏡的孔徑能最大收來自目標(biāo)的輻射，獲得大的靶面照度，即大的通光孔徑有微光系統(tǒng)的信噪比。（2）小的漸暈。（3）寬光譜范圍的色差校正。校正色差的光譜范圍取決于響應(yīng)波段，對(duì)主動(dòng)紅外成像系統(tǒng)為0.65-1.2

11、微米（,對(duì)微統(tǒng)為0.40.9微米，對(duì)熱成像系統(tǒng)為1.514微米）。（4）物鏡有好的調(diào)制傳遞特性。像管為低通濾波器，目前辨力為3070lp/mm,通常要求物鏡在10lp/mm的空間頻不低于75%。（5）最大限度地消除雜散光，雜散光對(duì)低信噪比的光電成比較明顯，減小物鏡的朵散光可減小像質(zhì)的變壞。（6）在紅外光學(xué)系統(tǒng)中，必須同時(shí)考慮聚光系統(tǒng)和掃描系（7）盡可能減小被動(dòng)紅外系統(tǒng)中冷反射所產(chǎn)牛的圖像缺陷11、在直視型成像系統(tǒng)中對(duì)目鏡的基本要求是什么？答合適的焦距。目鏡焦距心通棄石門055mm像管直流高壓電源的特點(diǎn)是什么？其主耍包括哪兒部子答：特點(diǎn)（1）提供穩(wěn)定的直流高壓，使像管工作吋保持合適的輸（至）性能

12、穩(wěn)定，在高低溫環(huán)境下保證儀器正常工作；（3）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)亮度控制（ABC）功能；（4）對(duì)于選通系統(tǒng)，應(yīng)提供選通周期、脈寬以及延時(shí)可電壓；（G對(duì)自動(dòng)快門，能夠根據(jù)像管電流自動(dòng)調(diào)整工作電壓卡（6）防潮、防震、體積小、質(zhì)量輕、耗電省。包括以下幾個(gè)部分：直流低壓電源、晶體管變換器、升曰倍壓整流電路以及穩(wěn)壓電路。15試以二倍壓電路為例，說明倍壓電路的工作原理。答：把變壓器次級(jí)繞組上的交流高壓整流并倍壓到所需直過程。變壓器T的次級(jí)繞組輸出峰值電壓為V2的交流，貝IJ：（1）正半周：假設(shè)T的輸出端上負(fù)、下正，則D2因反止，D1回路導(dǎo)通，對(duì)C1充電，在正半周結(jié)束前電壓為V2;二倍壓電路15、為什么說大氣后向散射對(duì)

13、主動(dòng)紅外夜視儀性能將產(chǎn)生不答：在主動(dòng)紅外成像系統(tǒng)中，照明系統(tǒng)安裝在接收器附近，在照射遠(yuǎn)距離I燈光軸非常接近系統(tǒng)光軸。照射光束在人氣傳輸過程中被人氣散射，其中一部刁進(jìn)入觀察視場(chǎng)，在成像曲上造成一個(gè)附加背景，從而降低成像的對(duì)比度和清晰羌的情況下，這一影響是丄動(dòng)紅外成像系統(tǒng)性能的一個(gè)基木限制I人I素，會(huì)對(duì)主瓦性能產(chǎn)生不利影響。16、選通技術(shù)用于主動(dòng)紅外夜視儀可取得怎樣的效果？激光發(fā)生器選通像管觸發(fā)脈沖1監(jiān)控脈沖作狀態(tài)，對(duì)減小后向散射對(duì)成像系統(tǒng)的影響。19、簡(jiǎn)述直視微光成像系統(tǒng)對(duì)像增強(qiáng)器的要求。答：在設(shè)計(jì)宜視型夜視成像系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)提高增強(qiáng)器極限分辨力m0；為0可能達(dá)到光子噪聲限，像增強(qiáng)器暗背景噪聲丿應(yīng)

14、盡可能減小，輸出窗類型、熒光屏類型以及調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)。20、試述像管使用自動(dòng)亮度增益(ABC)電路的目的及其工答：日的：自動(dòng)亮度控制電路的作用是通過控制像增強(qiáng)器外加電壓的辦法田益，以達(dá)到控制熒光屏輸出圖像亮度的II的，擴(kuò)人了微光成像系統(tǒng)的使川光度級(jí)聯(lián)像增強(qiáng)器高壓電源及ABC電路工作原理：圖為級(jí)聯(lián)像增強(qiáng)器高壓電源，其中包括典型的ABC電路。ABC個(gè)帶負(fù)反饋的肓流低壓電源，輸出的玄流電壓E到肓流變換電路，變?yōu)榻徊缴龎鹤儔浩骷氨秹赫鳛V波電路斤供給像增強(qiáng)器。圖中Ri、R2和穩(wěn)壓一極管D壓冋路;Rw為取樣電阻;G為高頻旁路電容;C2、C3為低頻旁路電容。當(dāng)比走于BGi的基極電流Ibl時(shí)，分壓電

15、阻R和6上的電壓為標(biāo)準(zhǔn)電壓。肖光陰極乂升時(shí)，供給像增強(qiáng)器的電流上升，ABC電路的輸出電壓E1下降，最終導(dǎo)致供鄉(xiāng)肓流高壓下降而降低了像管的增益，起到維持熒光屏殼度基木不變的作用。物鏡直徑從D增人到10D,在低于滿月光lOlx情況下，系統(tǒng)分辨力得纟人于滿月光改善很?。还怅帢O靈敏度從s提高到10s,在低于103x照度范|韋|,系統(tǒng)得到最人改增加系統(tǒng)積累時(shí)間t得與光靈敏度s類似的改善；提高像增強(qiáng)器極限分辨力m0,在1010-】lx1=1標(biāo)照度范國(guó)對(duì)系統(tǒng)分辨7改善。當(dāng)D、s、t一起增加時(shí)這種改善更有意義。P24522、為什么要對(duì)像增強(qiáng)器進(jìn)行強(qiáng)光保護(hù)？如何實(shí)現(xiàn)？答：因?yàn)槿粲^察場(chǎng)景中一直存在強(qiáng)光源，則像管熒

16、光屏?xí)柡停绊懴窆軌勖踔猎斐上窆懿豢赡娴膿p壞。傳統(tǒng)的有分壓法和散焦法，但對(duì)觀察有不利影響。自動(dòng)快門電路根據(jù)像管光電源大小對(duì)像管實(shí)施自動(dòng)間斷供H強(qiáng)光。23、試述像管增強(qiáng)器背景噪聲對(duì)系統(tǒng)極限分辨特性的影響答：像增強(qiáng)器存在的噪聲（如暗噪聲）將使像管輸出圖像化，分辨力下降。像增強(qiáng)器存在等效背景照度Eo時(shí)，系統(tǒng)角增大，表示如下2(S/N)2(2-C)pDC)nLtSEb工作原理：A、攝像管光敏元件接受輸入圖像的副照度進(jìn)行光電車維空間分布的光強(qiáng)轉(zhuǎn)變?yōu)閮删S分布的電荷量。B、攝像管電荷存儲(chǔ)元件在一幀周期內(nèi)連續(xù)積累光敏的電荷，并保持電荷量的空間分布，這一存儲(chǔ)電荷之為靶。C、攝像管電子槍產(chǎn)生空間兩維掃描的電

17、子束，在一幀成全靶面的掃描，逐點(diǎn)掃描的電子束到達(dá)靶面的電面存儲(chǔ)的電荷量相關(guān)，受靶血存儲(chǔ)的電荷量的調(diào)儒電路上產(chǎn)生與被掃描點(diǎn)輻照射強(qiáng)度成比例的信號(hào),攝像管的結(jié)構(gòu)由幾部分組成？各部分的作用是什么?答：主耍由光電變換與存儲(chǔ)部分和信號(hào)閱讀部分兩人部A、光電變換與存儲(chǔ)部分：將光學(xué)圖像變成電荷圖像，幀周期內(nèi)在靶上連續(xù)地對(duì)圖像上的任一像元積累目B、信號(hào)閱讀部分：從靶而上取出信號(hào)4、攝像管是怎樣分類的？按光電變換的形式可分為哪幾類信號(hào)讀出方式又可分為哪幾類？17、熱釋電攝像管的靶有什么特點(diǎn)？具有什么性質(zhì)?答：(1)熱釋電攝像管的靶是熱釋電靶，是具有熱釋電效應(yīng)的鐵電體材料所制(2)性質(zhì)：利用熱釋電效應(yīng)工作，僅對(duì)隨

18、時(shí)間變化的熱輻射有響應(yīng)；是良好的絕緣體，容易積累電荷。20、簡(jiǎn)述熱釋電攝像管的工作過程。為什么要給熱釋電攝像底電荷？目前產(chǎn)生基底電荷有哪幾種方式？答：(1)工作過程：具體答案在課木7.4.2節(jié)(P285P289),這里只寫人標(biāo)題熱釋電靶的單籌化；靶面電荷圖像的形成；熱釋電靶電荷圖像的讀出。(2)加基底電荷的原因：靶面電荷圖像形成時(shí)：靶面的信號(hào)電荷是由掃描電了束的負(fù)電荷著革頻信號(hào)的，故靶面信號(hào)電荷必須為正。而靶是絕緣體，信號(hào)電荷又是靜電的束纟電了束著靶的負(fù)電荷不能在幀周期內(nèi)導(dǎo)走，所以為了防止熱釋電攝像管中靶面積累，必須在每次電了束掃描片部給靶面提供一定量的正電荷；電荷圖像讀出時(shí)：同上(3)方法：

19、二次電了發(fā)射法；攝像管內(nèi)充氣法；泄漏電流法。21、熱釋電攝像管工作時(shí)有什么要求？對(duì)應(yīng)這幾種要求又哪方式？各有何優(yōu)缺點(diǎn)?答:熱釋電靶面上的靜電電荷血密度隨靶溫度變化而產(chǎn)生相應(yīng)的變化。為了能連要求熱釋電攝像管在每次電了束掃描靶血后，能夠重新產(chǎn)化靶面的靜電電荷圖卡點(diǎn)：裝匿簡(jiǎn)單。但圖像總在運(yùn)動(dòng)，不便于觀察，熱II標(biāo)后邊纟附加斬光裝置及其相關(guān)系統(tǒng)，斬光速度與掃描速度協(xié)調(diào)，必鄉(xiāng)將負(fù)極性新后倒相沒有考慮金屈電極和半導(dǎo)體的功函數(shù)差補(bǔ)Si-SiO2界面上存在的表面電荷Q.中因玷污產(chǎn)生的可動(dòng)電荷等因素的影響作用，所以，必須對(duì)理想悄況下的結(jié)果由于上述因索的煤響，表面能帶向下彎Illi,為了使表面能帶由彎Illi變成

20、平I狀態(tài)，而在金屬柵極上所加的負(fù)的偏壓就是平帶電壓。（P302）什么是界面態(tài)？怎樣減少界面態(tài)的影響？什么是“胖模式？為什么SCCD要采用“胖零”工作模式？解：界面態(tài)即界面陷阱電荷，上要是指Si-SiO?界面處處于禁帶中的局部能級(jí),間與襯底半導(dǎo)體交換電荷，是表面復(fù)合和散射的上要成因，它主要是對(duì)表面溝龍移效率產(chǎn)生重大影響。采用埋溝CCD可避開界面態(tài)俘獲信號(hào)電荷的不良影響。要減少界面態(tài)的影叩零”工作模式。“胖零”工作模式：用一定數(shù)最的基底電荷先將界血態(tài)填滿，當(dāng)信號(hào)電荷電荷被俘獲的幾率變小，而從界曲態(tài)釋放出來的電荷又可以跟上原來的電荷包c(diǎn)損失到界面態(tài)中去的電荷，可能與它從界面態(tài)得到的電荷相等，從而衣定

21、程E面態(tài)帶來的影響。SCCD的電荷轉(zhuǎn)移損失很人，引入“胖0”電荷片，可使CCD界面引起失降到最小。6、簡(jiǎn)述BCCDI作原理，說明BCCDT作的特點(diǎn)，并與SC（自的優(yōu)缺點(diǎn)。解體肉（埋）溝道（埋溝CCD-BCCD）：通過堆而注入雜質(zhì)，使之形成N型諄層，并難.兩瑞加上N*爰，起盪、漏柞Ao晉者攜半倍息的電子是N層中的務(wù)子而后者是P層中的少子表面CCD中的倍號(hào)電看集中在界面處很簿的尺型層而埋為CCD信號(hào)劎椅集中衣體內(nèi)z平面附近。49心rrn/壬命石rrn殆m名更場(chǎng).埋為CCD的殳要缺點(diǎn)：佶號(hào)處建籟覺比褰面CCDJ金敦量fit。7、以三相CCD為例，說明決定其工作頻率的上下限因素是解:因CCD工作應(yīng)養(yǎng)穩(wěn)

22、搖，故工作頻率冇下限，如少子壽命務(wù)j轉(zhuǎn)移所需用問為切對(duì)鐘周期cp）t,對(duì)于三相CCD需宓J丄丄333ve因CCD電極有一定長(zhǎng)度，電荷轉(zhuǎn)移需要一楚對(duì)網(wǎng)，加之CCD存態(tài)界面態(tài)故工作頻率有上限，對(duì)于譽(yù)者：扣轉(zhuǎn)科所需對(duì)網(wǎng)為如肘鐘周期rCP）y&T,對(duì)于三相CCD鑒fc2對(duì)于后者：要求界面態(tài)俘獲載流子的對(duì)間q小于T/3,即：9、面陣CCD有幾種工作模式？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？解：常見面陣CCD攝像器件有兩種結(jié)構(gòu)：行間轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)（LT-CCD）和幀/場(chǎng)轉(zhuǎn)移纟兩種面陣CCD的比較：分辨力：水平方向：1LT富；垂直方向：逐行為樣隔行描1LT鬲響應(yīng)度（杲敏度丿：FT光敏面大.木平方向宣1LT,逐行才日描對(duì)FT靈敏度壽，

23、隔行彳玄描對(duì)：F對(duì)問為一場(chǎng).ILT積分對(duì)問為一禎故義的響應(yīng)玖。噪步：FT光敏面大故嗥老大拖影,ILT轉(zhuǎn)移次敦小.拖彩小應(yīng)用：FT還可以通過減藩.實(shí)觀皆愿提影，A12.簡(jiǎn)述CMOS器件的成像原理，比較CMOS器件與CCD器件理上的異同，各有什么公優(yōu)缺點(diǎn)?答:EW如taicnntroli基本廉理：典型的CMOS成侏春件由j無儀兄耳列和輔助電毎構(gòu)成。無救丸陣列：克成無電轉(zhuǎn)攜的功能。I電琳：克成臭動(dòng)鉗號(hào)的*生，無電宿號(hào)的比理.輸岀等任務(wù)?？浣馃o牧尢卑有其xy方句上的地址，可仝射由丙個(gè)方句的地址詐碼厘連布逸樸；命列無救丸卑對(duì)莊一個(gè)刊孜丈菱，刊孜大菱的輸出傳號(hào)仝射與X方旬丸址年碼挫創(chuàng)的模敘多珞開關(guān)相連。實(shí)

24、際工作射，CMOS傳廟丟AY方甸地址誹CMOSIK付WO釧碼星控制下.依次擺通養(yǎng)行光敏元的模擬開關(guān).借號(hào)通過行開關(guān)送到列軌上.通過X方向地址玲碼星的揑制.傳送到菽乂星。輸出菽尢星的輸岀借號(hào)由A/D轉(zhuǎn)揍春進(jìn)行蒔換.綾強(qiáng)柴理電毎定理后通過棲口電毎輸出。CMOS圖像傳感器的光電轉(zhuǎn)換原理與CCD慕本相同，其光敏單元,產(chǎn)牛光生電了。而信號(hào)的讀出方法卻ljCCD不同，每個(gè)CMOS源像:都有自己的緩沖放大器，而且可以被單獨(dú)選址和讀出，工作吋僅需T作而CCD讀取信號(hào)需要多路外部驅(qū)動(dòng)。什緘占卜上鉤cvicvhrrn岡後祛咸翌和I目右偽滋僻大小，由于CMOS在像元中采用高增益低功耗互補(bǔ)放大器結(jié)構(gòu)，其電丿優(yōu)于CCD

25、o動(dòng)態(tài)范I韋I表示器件的飽和信號(hào)電爪與最低信號(hào)閾值電圧的比較的環(huán)境下，CCD的動(dòng)態(tài)范|韋|約比CMOS的高兩倍。CMOS圖像傳!均勻性較CCD有較大的差距。標(biāo)準(zhǔn)CMOS具有較高的喑電流(1nA,100pA/cm2),而精心制作的CCD的暗電流密度為210pA/cm2o由-機(jī)電路nJCOMS在同一芯片上制作，信號(hào)及驅(qū)動(dòng)傳輸距離縮短，電寄生延尺降低，信號(hào)讀出采用XY尋址方式，CMOST.作速度優(yōu)于CCCMOS與CCD圖像傳感器的性能比較CMOS圖像傳感器CCD暗電流(pA/m2)10-10010靈敏度低高喙聲電子數(shù)20050FPN(%)可在邏輯電路中校正1DRNU(%)101-10工藝堆度小大光敏

26、元放大器有無信號(hào)輸出行.列開關(guān)控制.可圈機(jī)采樣逐個(gè)光敏元輸岀只能覇規(guī)定的程序輸出ADC片內(nèi)集成片外設(shè)置邏輯電路片向集成片外設(shè)接口電路片向集成片外設(shè)置驅(qū)動(dòng)電路片向集成片外設(shè)置電路設(shè)計(jì)復(fù)芳明，獲取被攝戸標(biāo)場(chǎng)景的可見光圖像，因此又稱低照度電視(LLLTV常攝像靶面照度在ILx以下為微光電視。特點(diǎn)：(1)圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成一維的電信號(hào)后，除可對(duì)信號(hào)進(jìn)行2償、y校正等處理外，還可利用出前迅速發(fā)展的數(shù)字圖像外理技術(shù),圖像的質(zhì)量，增加圖像的信息量。nJ實(shí)現(xiàn)圖像的遠(yuǎn)距離傳送，并可遙控?cái)z像。改善了觀察條件，可多人、多地點(diǎn)同時(shí)觀察?？蓪?duì)被觀察景物的圖像信息作長(zhǎng)時(shí)I川錄像存儲(chǔ)，便于進(jìn)步分彳但通常微光電視在體積、質(zhì)量、功

27、耗和操作維修等方面較遜于1統(tǒng)，特別是在圖像分辨力的提高方面，微光電視系統(tǒng)已落后于直視微3.目前國(guó)際上成熟的三種標(biāo)準(zhǔn)彩色電視制式是哪三種？我電視體制的主要參數(shù)是什么？答：彩色電視的制無-主要區(qū)別：琦色差傳號(hào)頻譜分入亮度傳號(hào)頻譜空隙中所采用的方比不同。NTSC制一美、可、加竽丸將兩個(gè)色差佶號(hào)分別對(duì)頻率相同而相住相差90嵐的兩個(gè)別正交平衡調(diào)幅，然后與亮度信號(hào)相加。兼家性好，因像質(zhì)量好，電路簡(jiǎn)單，信號(hào)戍理彖易&對(duì)相住失套缺感，嬉須控制在正負(fù)10度內(nèi)，彖易產(chǎn)生朗顯真。對(duì)發(fā)射端.中間傳送設(shè)備性能指棟要求壽。PAL制西德、英、我倒疫原來正交平衡和同步檢歡等基本捋施上，將其中一個(gè)己色差信號(hào)進(jìn)行逐行倒相。利用相

28、鄰扌日描行色彩的互補(bǔ)性諂真帶來的色調(diào)失真。答：:長(zhǎng)焦距銃頭：4x,y（可以看請(qǐng)蓋物細(xì)節(jié)丿短.焦距鏡頭：fx?y（用于環(huán)境照朗差，但拍攝場(chǎng)面丈的中魚距鏡頭：f與成像尺寸相當(dāng)更焦鏡頭：焦距連續(xù)可調(diào)7.攝像物鏡為什么存在最近攝影距離?答：后我距S：物鏡糸統(tǒng)最后一面與成像面的距離。通常情況敖丸率mA+B=-Qz曰/inzt1/宀卜辰K7宀八亡怙口-4mnTtrr|14cSPRITE攤邀器工作由于掃出效應(yīng)的存在，當(dāng)光照射樣品時(shí)，光信號(hào)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)移出去，從而可以實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的積累和延遲疊加.實(shí)SPRITE探測(cè)器信號(hào)積累和延遲的必要條件一紅外圖像掃描速度等干非平衡我流子的雙極運(yùn)動(dòng)漂移速度.雙極運(yùn)動(dòng)漂移速度與材料

29、的少數(shù)載流子遷移率和外置偏壓大小有關(guān)，如果偏壓足夠大，非平衡少子將全部或大部分掃出若電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)過小，非平衡少子漂移長(zhǎng)度小于器件長(zhǎng)度，則光生少子將在體內(nèi)復(fù)合0設(shè)一穩(wěn)定的紅外輻肘入射到SPRITE探測(cè)器的處，若忽略陷阱效應(yīng)及表面復(fù)合，并在強(qiáng)電場(chǎng)作用下忽略非平衡載流子的擴(kuò)散，則沿探測(cè)器長(zhǎng)度方向x處的光生載流子的穩(wěn)態(tài)方程可寫成：式中人為空穴的牽引長(zhǎng)度.4若大于樣品長(zhǎng)度，則在丫時(shí)間內(nèi)Sp將移出體外，反之，將只有部分能移出體外，在SPRITE探測(cè)L=卩Etr_器中.兀=/為全部掃出條件.可推知此時(shí)SPRITE卩山一探測(cè)器兩瑞所加電壓為.為臨界掃出電壓3）推導(dǎo)響應(yīng)度公式：設(shè)N型光電導(dǎo)體，其摻雜濃度遠(yuǎn)大于背景輻

30、射產(chǎn)生的載流子濃度，非平衡載流子壽命遠(yuǎn)大于雙極漂移時(shí)間，雙極漂移速度等于光點(diǎn)掃描速度，有穩(wěn)定的紅外輻射照射到探測(cè)器，且沿長(zhǎng)度方向自向右連續(xù)掃描時(shí)，設(shè)器件的尺寸為W*w,讀出長(zhǎng)度Ivw,且整個(gè)器件長(zhǎng)度LL?加電場(chǎng)E作川下，可略去非平衡載流了擴(kuò)散的影響，則光生載流了穩(wěn)態(tài)下的史為：d、pdx譏.口=0,=A+B=-Qz曰/inzt1/宀卜辰K7宀八亡怙口-4mnTtrr|14c;hp=Qz1-eprr求鮮微分方程得到光點(diǎn)能射探元上，估號(hào)所產(chǎn)生的非平街翁流子濃度藥著扣描佞置的變化關(guān)糸。舌右描探元到達(dá)讀出區(qū)時(shí)，即x=L,衣公式，其中t為尢生翁流子在器件中的滾越肘間。t=L!pE進(jìn)両求得光生我流子的無電流

31、強(qiáng)度，和開路電壓。|Ljdz=ep(-Vb)Ev?dQT-er*XA=AZ.A,=AZn(1+Aywdt_r=丄EIQT1en式中，n為讀出區(qū)的載流了濃度。響應(yīng)度按定義可寫成：huwdn當(dāng)鳳射掘失很小，且adl時(shí)，亍苻億送成：吃嚴(yán)$Q）an譏.口=0,=A+B=-Qz曰/inzt1/宀卜辰K7宀八亡怙口-4mnTtrr|14c增大E會(huì)增大焦耳熱，從而增大熱噪聲電流，故增大E應(yīng)該適當(dāng)。增大載流子壽命，可以提高響應(yīng)度，故可通過探測(cè)器表面鈍化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)表面復(fù)合的影響降低到最低?？刹捎弥评浼夹g(shù).降低讀岀區(qū)的熱激發(fā)載流子濃度，提高響應(yīng)度.減小表面反射損失，也是重要途徑。9、PV型光電探測(cè)器的工作機(jī)理是什

32、么？有哪些特點(diǎn)？常料？1）工作機(jī)理:光伏探測(cè)器：其基本部分是一個(gè)P-N結(jié)光電二極管-波長(zhǎng)比材料的截止波長(zhǎng)短的紅外輻射.被光電二極管吸收子一空穴對(duì)。如果吸收是發(fā)生在空間電荷區(qū)（結(jié)區(qū)）電子手Jp+Je=je強(qiáng)電場(chǎng)分開.井在外電路中產(chǎn)生光電流：如果吸收的是P區(qū)或卜長(zhǎng)度區(qū)內(nèi).光生載流子必定會(huì)首先擴(kuò)散到空間電荷區(qū).然后再場(chǎng)作用.對(duì)外電路貢獻(xiàn)光電流如果光電二極管是開路，則:現(xiàn)開路電壓（P端為+）即產(chǎn)生光生伏特效應(yīng)。若在P、N兩低電阻則光電二極管被短路.且有短路電流流動(dòng)（反向）B按能光伏效屁的理論，當(dāng)V表示光生4?=電動(dòng)勢(shì)肘，則光昭下，PN結(jié)的勢(shì)圭/爲(wèi)度從凍來的eV。文為e（V0-V）,結(jié)=附氐N區(qū)中少子濃

33、度獲得的埔逐也一一匚多光照射列PN結(jié)上也亠4麗心/濃度為p一一”/這些多余的少子，一而干自ri入，一而不新向體內(nèi)擴(kuò)散/公區(qū)引起的空夬.電澆密度為Jp,蟲理可寫出結(jié)的電子電澆密度人。通過PN結(jié)的總的光生電流密度可分/為電孑、住穴.電:扌痔忽的珀.也可寫/與優(yōu)值成正比2、提高光伏探測(cè)器的響應(yīng)度，杵先要提高光生電流，即最了產(chǎn)額，其次是降低即提高增量電阻。3、光伏探測(cè)器常工作于無外加偏壓惜況，此時(shí)器件功耗極低，特別適用于人規(guī)如果麻接放大器的輸入阻抗高，則入射光信號(hào)通過器件電壓變化檢出信號(hào)，即若麻接放人器的輸入阻抗很低，則光信號(hào)通過二極管短路電流變化檢出。若在?流偏壓，能使器件工作于任何特性丁作點(diǎn)，可用

34、電容將探測(cè)器耦合到放人器上時(shí)常用反偏以減小耗盡區(qū)電容和相應(yīng)的時(shí)間常數(shù)RI*Cj3）材料：Hgl.xCdxTe光伏探測(cè)器材料響應(yīng)速度高，用于激光輻射探測(cè)十分有利，特別是光通訊或在激光雷達(dá)中，作10.6MmCOo激光外差探測(cè)。PbSnTe光伏探測(cè)器8、14pm,InAs和InSb多年前就由商品，77K,列陣探測(cè)器光譜響應(yīng)均勻性好，性能接近背景極限，已和硅CCD耦合制成焦平面器件。其它薄膜鉛鹽光伏型探測(cè)器。10、光伏器件常用判據(jù)是什么？為什么？答：1）2）探測(cè)率公式：并公式，其中為採測(cè)器結(jié)而積與垢蚤電險(xiǎn)乘積的n*=rr平方垠值，是判魴光伏器件生能優(yōu)劣的重要判據(jù)，荒殆為光伏採測(cè)毋的優(yōu)值。單片式又稱整體

35、式，可分為兩種情況CCD本身就對(duì)紅外教感,故探測(cè)、轉(zhuǎn)移功為體。紅外探測(cè)器與CCD作在同一基底上，基底衛(wèi)Si,而探測(cè)彖部分常用非本征材料,基本鉛全厲-絕緣物-半導(dǎo)體O混合式IR-CCD根本特占：把採測(cè)彖和CCD移佞寄存器分開，CCD俗用普通硅制成，工藝相對(duì)成熱，而對(duì)幾個(gè)重要的紅外波段，都己經(jīng)發(fā)展了性能優(yōu)良的本征紅外採測(cè)器。因此，痔両者耦合起來紐成混合魚平而技術(shù).能獲得翕量子放率翕性能的紅外FPAo12簡(jiǎn)述肖特基勢(shì)壘關(guān)電探測(cè)器的工作原理，及與光伏探測(cè)異同點(diǎn)？工作凍理：輻射透過硅照在硅化物上產(chǎn)生熱空2這些空夬能越過勢(shì)壘進(jìn)入到硅東底，從而在硅化煬一邊的電極上積累負(fù)電荷，形成不同點(diǎn)：肖特基是多數(shù)載流了器

36、件，P-N結(jié)是少數(shù)載流了器件13.非制冷紅外焦平面陣列有哪些形式？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)?熱釋電探測(cè)器微測(cè)輻射熱計(jì)與熱釋電相比微測(cè)輻射熱計(jì)采用哇集成技術(shù)，成本低，有好的線性響應(yīng)和爲(wèi)動(dòng)態(tài)苑倒，碌元問絕緣性好，串音少，因碌請(qǐng)嘶度爲(wèi)低1/f噪聲，爲(wèi)幀速，和滋在的為靈畝度1理論上但偏置電路功耗大，噪聲帶寬寬。3、試簡(jiǎn)述光電成像器件將二維圖像轉(zhuǎn)換成一維電信號(hào)可通1、電真空型攝像管（1）內(nèi)光電變換型的光電導(dǎo)攝像器件利用內(nèi)光電效應(yīng)將入射的光學(xué)輻射圖像變換為電信兮，在視像管中，7為光電變換器，又作為電信號(hào)存儲(chǔ)與積累器異質(zhì)結(jié)又對(duì)分為注入型光電導(dǎo)靶、阻描型光電導(dǎo)靶、界質(zhì)結(jié)光電導(dǎo)靶、硅二衣導(dǎo)靶（2）外光電變換型的光電發(fā)射型

37、攝像器件利用的是外光電效應(yīng)完成二維圖像轉(zhuǎn)換成一維電信號(hào)的光電發(fā)射型攝像管都具有一下兩個(gè)共同點(diǎn)：A、光電變換部分是采用光陰極把輸入的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成光電子圖像B、光電變換器和信號(hào)存儲(chǔ)靶是分開的。常見的有超正析攝像管、二次電了導(dǎo)電攝像管（SEC）、電了轟擊型硅靶:2、熱釋電攝像管熱釋電攝像管與普通的光電導(dǎo)攝像管在結(jié)構(gòu)上類似，只是用熱釋電靶代替是存在木質(zhì)的區(qū)別，首先熱釋電靶是利用熱禪電效應(yīng)來匸作的，其次熱釋曰美的絕緣體，容易積累電荷而使電了束不能連續(xù)工作，為此要設(shè)法消除靶If累。4、CMOS成像器件（1）CMOS是互補(bǔ)金屬一氧化物一半導(dǎo)體的英文縮寫（2）和CCD具有基木相同的光電轉(zhuǎn)換原理，即光敏單元受

38、到光照后產(chǎn)生通過信號(hào)讀出電路將其讀出,但是CMOS的每個(gè)源像索傳感單元都有El己的而且可以唄單獨(dú)選址和讀出5、紅外探測(cè)器（1）熱探測(cè)器A、熱探測(cè)器吸收紅外輻射厲，產(chǎn)生溫升，伴隨這溫升而發(fā)生某些生化，如產(chǎn)生溫涼電動(dòng)勢(shì)、電阻率變化、自發(fā)極化強(qiáng)度變化、氣卡變化等。測(cè)最這些變化就對(duì)以測(cè)量出他們吸收的紅外輻射的能-B、常用的有熱釋電探測(cè)器、微測(cè)輻射熱計(jì)、微測(cè)輻射熱電堆等（2）光子探測(cè)器A、某些固體受到紅外輻射照射后，其中的電子直接吸收紅外輻射H態(tài)的改變，從而導(dǎo)致該固體的某種電學(xué)參最的改變，這種性質(zhì)鄉(xiāng)光電效應(yīng)，光了探測(cè)器就是利用光電效應(yīng)制成的種探測(cè)器B、常川的可以分為以下幾類：光電了發(fā)射探測(cè)器（利用的是外

39、光電導(dǎo)探測(cè)器（利用的是內(nèi)光電效應(yīng)）、光伏探測(cè)器光磁電探測(cè)#光磁電效應(yīng)）、肖特基勢(shì)壘探測(cè)器、量子阱探測(cè)器等（3）紅外焦平面陣列探測(cè)器由紅外探測(cè)器和具有掃描功能的信號(hào)讀出器件組成的紅外焦平f視型紅外熱成像系統(tǒng)的核心，紅外焦平面陣列包括光敏元件和信，.分，可采用不同的光子探測(cè)器、信號(hào)電荷讀出器多路傳輸可分為單片式紅外焦平面陣列、混合式紅外焦平面陣列、Z平面纟11-5試述光機(jī)掃描熱像儀基本組成部分和工作原理。答：下圖為光機(jī)掃描型熱成像系統(tǒng)的方框圖，整個(gè)系統(tǒng)主要外光學(xué)系統(tǒng)，紅外探測(cè)器及制冷器，電子信號(hào)處理系統(tǒng)和顯個(gè)部分。光機(jī)掃描器使單元或多元陣列探測(cè)器依次掃過場(chǎng)索成景物的二維圖像。在光機(jī)掃描熱成像系統(tǒng)中

40、，探測(cè)器把接信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過隔直流電路把背景輻射從場(chǎng)景電口HI/I一白丄441B4nU.4-IH1_IVT7卜*掃描同步器;可見覘頻處理so采測(cè)器緲光學(xué)系目標(biāo)輻射口HI/I一白丄441B4nU.4-IH1_IVT7卜*口HI/I一白丄441B4nU.4-IH1_IVT7卜*制舲器光機(jī)揚(yáng)描熱成像系統(tǒng)方框圖2008-9-111-8.熱成像系統(tǒng)對(duì)掃描器的基本要求是什么？常用的光機(jī)哪些？各有什么特點(diǎn)？答：1.熱成像系統(tǒng)對(duì)掃描器的基本要求：用于熱成像系統(tǒng)的掃描器大部分產(chǎn)生直線掃描光柵。的基本要求是：掃描器轉(zhuǎn)角與光束轉(zhuǎn)角呈線性關(guān)系；掃描器聚光系統(tǒng)像差的影響盡量??；掃描效率高；掃描器尺寸盡可構(gòu)緊湊。2

41、常用的光機(jī)掃描器及特點(diǎn)：a擺動(dòng)平面反射鏡擺動(dòng)平面反射鏡在一定范圍內(nèi)周期性地?cái)[動(dòng)完成掃占射光學(xué)原理，擺動(dòng)反射鏡使光線產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)角二倍于反射巒設(shè)全視場(chǎng)為2W,出瞳1徑為P,出射光束直徑為Q=PcosW平彳亍光朿入射到平面鏡上，經(jīng)反射后仍為平行光剜射，故結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,只需確0如圖11-15,Do為入妣朿懿汙為平面反般擺角，則平面反射鏡縄小尺寸I=D0/siny對(duì)于固定的入射光縱當(dāng)平而鏡擺動(dòng)丫刪仮射光線偏轉(zhuǎn)2y角,故探測(cè)器所在0的移動(dòng)距離為y卯式中/為成像光學(xué)系統(tǒng)焦甌對(duì)應(yīng)于無窮渤點(diǎn)的像點(diǎn)移動(dòng)速度為也-2池At1df即像點(diǎn)移動(dòng)速度與平面鏡擺動(dòng)角速度成正監(jiān)但當(dāng)眛不在無窮遠(yuǎn)時(shí)，擺動(dòng)平面行光束中掃抓像點(diǎn)的移動(dòng)速

42、度也就不與血加成正比。圖11-15擺動(dòng)平面鏡丿口HI/I一白丄441B4nU.4-IH1_IVT7卜*口HI/I一白丄441B4nU.4-IH1_IVT7卜*2)會(huì)聚光束掃描器的擺動(dòng)平面鏡口HI/I一白丄441B4nU.4-IH1_IVT7卜*口HI/I一白丄441B4nU.4-IH1_IVT7卜*mii-16擺動(dòng)平面鏡會(huì)集光束打描器光路怪bsin(2y)a+6cos(2y)對(duì)于鏡面位置,探測(cè)器所在處D的鏡像為D,從圖中得出tan0=一a+z當(dāng)0和y都較小時(shí),可近做地取2b(i+1)即光線轉(zhuǎn)角豬平而鏡擺舫近似地呈線性關(guān)系。分析像差，當(dāng)平而鏡位于位置時(shí)，光線沿0PD方向上的眾為。+厶,平j(luò)j時(shí),

43、光路為0()D，其長(zhǎng)度不再是a。圖11T6巾A0DlP巾的0D*度為c式中，F(xiàn)為成像系統(tǒng)焦距。這表明，當(dāng)鏡面使主光線掃離光物鏡到探測(cè)器的光路縮短了，這將會(huì)由丁掃描散焦而增大光像差。旋轉(zhuǎn)反射鏡鼓的反射面是繞鏡鼓中心線旋轉(zhuǎn)，所以鏡面位置線產(chǎn)生位移。旋轉(zhuǎn)折射棱鏡掃描益具有2(n+1)個(gè)側(cè)面(n=l,2,3,.)的折射棱鏡，繞通過軸線旋轉(zhuǎn)，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)折射棱鏡掃描器，旋轉(zhuǎn)折射棱鏡只用作掃描器。會(huì)聚光束中旋轉(zhuǎn)折射棱鏡掃描器除使焦點(diǎn)移動(dòng)外，種像差，但由于其運(yùn)動(dòng)平衡而連續(xù)，尺寸小，機(jī)械噪聲小，高掃描速度。此外，對(duì)物鏡系統(tǒng)消像差要求較高，增加了電d.旋轉(zhuǎn)折射光楔旋轉(zhuǎn)折射光楔是一非常靈活的光學(xué)掃描器，一般用在中。利

44、用一對(duì)旋轉(zhuǎn)光楔，改變其旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速可以得到許掃描圖形。11-10.常用的光機(jī)掃描方案有哪些？特點(diǎn)如何？答：1物方掃描：掃描器位于聚光光學(xué)系統(tǒng)之前或置于無焦壓縮的平行光路中。由于掃描器在平行光路中工作，故稱平描。2.相仿掃描：掃描器位于聚光光學(xué)系統(tǒng)和探測(cè)器之間的對(duì)像方光束進(jìn)彳亍掃描。對(duì)于扌T描器在會(huì)聚光路中工作，故稱物卅角像方掃:iiilrJ,二較物方掃描像方掃描優(yōu)缺1片八、產(chǎn)生平直扌1描場(chǎng)大多數(shù)扌1描器不產(chǎn)/1附加像差掃描器光學(xué)質(zhì)量對(duì)系統(tǒng)聚焦性能影響鮫小,像涇校正衣易（S）扌1描器尺寸大，不易實(shí)現(xiàn)高速掃描（8）產(chǎn)生彎曲場(chǎng)掃描器存在不可避鄉(xiāng)）扌1描器光學(xué)質(zhì)昴對(duì)另性能影響較大,像彰（8）聚光系統(tǒng)

45、設(shè)計(jì)復(fù)雜掃描器尺寸較小，？高速打描應(yīng)川民用熱像儀中居多,配以無焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)，壓縮平行光路，減小尺寸，可用于軍事上軍用熱像儀,統(tǒng)等如前視zuuo-yTmu熱成像系統(tǒng)中前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)和中繼透鏡系統(tǒng)的作用是答：1前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)的作用：在采用平行光束掃描的熱成像系統(tǒng)中，為減小光學(xué)的尺寸，在成像物鏡前加一組前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)。對(duì)于成像物錢置望遠(yuǎn)鏡后，入射光束口徑變小，視場(chǎng)變大，從而可縮小反射鏡鼓等掃描部件尺寸，有利于儀器小型化及提高掃描速建也可降低因衍射帶來的像點(diǎn)彌散斑尺寸，有利丁提高像質(zhì)。2中繼透鏡組的作用:1.4/心人（吉.r-I-Hl其特點(diǎn)是什么?答:1L3.制冷器的工作原理分按照制冷原理：相變制冷（杜瓦瓶-

46、液態(tài)制冷劑）：利用致冷工作物質(zhì)相變吸熱效E到致冷降溫的目的。如固態(tài)物質(zhì)熔解吸熱或升華吸熱，液體氣化吸殳焦耳一湯姆遜效應(yīng)（氣體節(jié)流式制冷）：當(dāng)高壓氣體的溫度低于本三溫度，并通過一個(gè)很小的節(jié)流孔時(shí)，由于氣體膨脹而使溫度下降，1為焦耳一湯姆遜效應(yīng)。如使節(jié)流后的低溫氣體返回來冷卻進(jìn)入高壓f使髙壓氣體在越來越低的溫度下節(jié)流，不斷重復(fù)這一過程，就可以另的低溫，達(dá)到致冷目的。氣體等墻膨脹制冷（斯特林循環(huán)制冷器）：氣體等墻膨脹后總是降%為氣體等墻膨脹時(shí)，不但借膨脹機(jī)的活塞向外輸出機(jī)械功，而且膨月體的內(nèi)位能也要增加，都要消耗氣體本身的內(nèi)功能來補(bǔ)償，所以氣彳脹后溫度會(huì)顯著降低。利用輻射熱交換制冷（衛(wèi)星上用的輻射制

47、冷器）：因宇宙空間處于高低溫狀態(tài)，物體可以和周圍深冷空間（約3K）進(jìn)行輻射熱交換。帕爾帖效應(yīng)（溫差電制冷或半導(dǎo)體制冷器）：口型、p型半導(dǎo)體作歹構(gòu)成閉合向路，直流電通過，一端發(fā)熱，一端變冷的效應(yīng)。利用冷錄探測(cè)器致冷。2008-9-1特點(diǎn):1杜任瓶：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制冷溫度穩(wěn)定，冷量充足。制冷物氮77K。2.焦湯制冷器：制冷物質(zhì)為高壓氮?dú)?。制冷部件體積小，無運(yùn)動(dòng)部件，機(jī)械噪聲小，使用方便。缺點(diǎn)：氣源可得壓氣瓶較重，對(duì)工作氣體純度要求苛刻，雜質(zhì)不能超過（半導(dǎo)體制冷器：制冷能力取決于半導(dǎo)體材料的性質(zhì)和回的大小。冃前一級(jí)半導(dǎo)體制冷器可產(chǎn)生60C的溫差，為i可將n個(gè)熱電偶串接起來。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)，可靠性小，重

48、量輕，無機(jī)械振動(dòng)和沖擊噪聲，維護(hù)方便，只耗I輻射制冷器：耗能極少，甚至不需耍能源的被動(dòng)式制冷壽命長(zhǎng)，不需外加制冷功率，無運(yùn)動(dòng)部件，更不會(huì)產(chǎn)生擊噪聲，可靠性高。缺點(diǎn)：要求衛(wèi)星的軌道和姿態(tài)得到證輻射制冷式中對(duì)準(zhǔn)超低溫的宇宙空間，不允許太陽光紅外輻射直射到制冷器的輻射器上。第I一章19、熱成像系統(tǒng)信號(hào)處理采用直流隔離和直流恢復(fù)的目的是樣實(shí)現(xiàn)？（505頁）答:直流隔離的目的：使信號(hào)處理變得簡(jiǎn)單，而且可達(dá)到和消弱f噪聲的冃的。直流恢復(fù)的目的：消除或減小圖像的缺陷。實(shí)現(xiàn)方案：551.4/心人（吉.r-I-Hl主放大掃播熱n有效的掃擅部分無效的掃描部分箝位信號(hào)一奔宜澆恢夏方案au卜信號(hào)直沆恢復(fù)：在系統(tǒng)中設(shè)置熱參考源，在掃描周期的無交描熱參考源，這一溫度信號(hào)稱為箝位信號(hào)，將溫度信電位在零電平上，然后，再將與溫度信號(hào)相應(yīng)的一個(gè)直沉加在經(jīng)過箝位的溫度信號(hào)上，進(jìn)行環(huán)境溫度補(bǔ)償，這乍位和環(huán)境溫度補(bǔ)償后的溫度信號(hào)就有了絕對(duì)意義22、凝視成像和掃描成像有什么特點(diǎn)？目前實(shí)現(xiàn)凝視成像徑有哪些？答、光機(jī)掃描成像系統(tǒng)是光機(jī)掃描器使單元或探測(cè)器景物視場(chǎng)，形成景物的二維圖像。把探測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)流電路把背景輻射從場(chǎng)景電信號(hào)中消除，以獲得對(duì)比度良像。特點(diǎn)：存在光機(jī)掃描器，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大、可音成本也較高，但由于探測(cè)器性能的要求相對(duì)較低，技術(shù)難度