光电检测原理与技术(3)

（2）为了探测远距离的微弱目标，红外光学系统的孔径一般比较大。 （3）在红外光学系统中广泛使用各类扫描器，如平面反射镜、多面反射镜、折射棱镜及光楔等。

（4）8至14μm波段的红外光学系统必须考虑衍射效应的影响。 （5）在各种气象条件下或在抖动和振动条件下，具有稳定的光学性能。 三 推导证明，共10分，每题5分 1 推导光电转换定律

推导过程略（得分点：分析2分，过程2，结论1分，本题总分5分）（教材P112-113）

2 根据光电池等效电路，推导短路电流和开路电压的表达式，并简单说明实验室测量方法。（对开路电压和短路电流进行文字解释得2分，推导开路电压和短路电流的过程各占2分，本题总分6分）

测量方法：在一定光功率（例如1kW/m2）照射下，使光电池两端开路，用一高内阻直流毫伏表或电位差计接在

光电池两端，测量出开路电压；在同样条件下，将光电池两端用一低内阻（小于1Ω）电流表短接，电流表的示值即为短路电流。

推导过程：略（教材P130-131） 四 计算题，共40分，每题10分

1 若取vs=616m/s，n=2.35， fs=10MHz，?0=0.6328?m，试估算发生拉曼-纳斯衍射所允许的最大晶体长度Lmax（分析正确得3分，写出L表达式得分2分，计算过程3分，结论2分）

22vsn?n?ss??由公式L?L， 又因为，代入上式计算，得到最大晶??s0f4?4?s002122.35?616?10?3523?M体长度为L 0?144?0.6328?102用PbMoO4晶体做成一个声光扫描器，取n=2.48，M2=37.75?10-15s3/kg，换能器宽度H=0.5mm。声波沿光轴方向传播，声频fs=150MHz，声速vs=3.99?105cm/s，光束宽度d=0.85cm，光波长?=0.5?m。（各个小问题每一个占3分，对布拉格衍射进行必要的文字说明得1分，本题总分10分。）

⑴ 证明此扫描器只能产生正常布喇格衍射； ⑵ 为获得100%的衍射效率，声功Ps率应为多大？ ⑶ 若布喇格带宽?f=125MHz，衍射效率降低多少？

n?2⑴ 由公式L?L0?s证明不是拉曼-纳斯衍射。

4?0⑵ Is?2?2cos?B2M2L2，PHLIs?s?22?cos?H??B ??2ML??2⑶ 若布喇格带宽?f=125MHz，衍射效率降低多少？

722??2PnP??s????f?f? ??B??fs，2??s03???vH2nv?cos???sB?s??3 一目标经红外成像系统成像后供人眼观察，在某一特征频率时，目标对比度为0.5,大气的MTF为0.9，探测器的MTF为0.5，电路的MTF为0.95，CRT的MTF为0.5，则在这一特征频率下，光学系统的MTF至少要多大？（得分点：分析8分，过程1，结论1分，本题总分10分）

要求：按平时作业的计算题要求，写出解答的理论基础，对0.026这个参数要说明是什么。

.5?0.9?0.5?0.95?0.5?MTF?0.020.24答： 0 得到：MTF oo?4 已知某硅光电二极管的灵敏度S，结电导g??0.5?A?W0.005?s，屈膝

??V，入射光信号功率P电压u''?10，反偏压V?。求：电信40V?5?3sin?t?W号输出送到放大器时，取得最大功率的电阻RP及放大器的输出电压Ri。（分析过程占3分，绘出线性化处理后的伏安特性曲线得1分，运算过程正确得4分，结论得2分）

解答略（教材P141）