光电检测作业题目及答案

3.4•••I(入)=SUErPg1PSErgPSErg2E:.R=J)r=520Q3E3E・•.R=J)r=493Q4E43.5九=hc/E=6.626x10-34x3x108/1.2=1.0353pm0gE=hc/九=1.4eVg03.8答：图a为恒流偏置电路，图b为恒压偏置电路。5.1答：由光窗材料和光电阴极材料决定（短波限由前者，长波限由后者）5.4答：在较强辐射作用下倍增管的灵敏度下降的现象，称为疲劳。光电倍增管在正常情况使用的情况下，随着时间的积累，灵敏度下降，称为衰老。区别：疲劳时暂时的现象，避过一段时间后，灵敏度将会全部或部分恢复过来，而衰老是永久的，是不能恢复的。因为这样做，会使充电后的倍增管的阳极长时间在强辐射下，引起光电倍增管的疲劳和衰老现象。答：基本原理：检测系统科经光学天线或直接由探测器接收光信号，在起前段还可以经过频率滤波和空间滤波处理。接收到的光信号入射到光探测器的光敏面上。同时，光学天线也接收到背景辐射，并与信号光一起入射到探测器光敏面上。因为光电探测器输出的光电流为:I=因为光电探测器输出的光电流为:I=PP[1+d(t)]=吼P[1+d(t)]Phv式中，第一项为直流电平，可以用隔直电容隔掉；第二项为所需要的信号，即光载波的包络检测。答：（1）利用信号调制及选频技术可一直噪声的引入，噪声的大小与电路的频带宽度成。正比，因此放大器应该采用带宽尽可能窄的选频放大器或锁放大器。（调制）（2）将器件制冷，减少热发射，降低产生一复合噪声。采用半导体制冷、杜瓦瓶液态气体制冷或专用制冷机制冷。（制冷）（3）采用最佳条件下的偏置电路，使信噪比（S/N）最大。（偏置）

7.4答：四象限光电池PSD优点.结构简单，电路部分不复杂.在测量精度要求不高场合应用广泛。.对于光斑的形状无严格要求，即输出信号与光的聚焦无关，与光的中心能量位置有关。.光敏面无须分割，消除了死区，课连续测量光斑的位置，位置分辨率高。.可同时检测位置和光强。缺点.需要分割，从而产生死区，尤其光斑很小时，死区影响更明显。.若被测光斑全部落入某个象限，则输出的电信号无法表示光斑位置，因此它的测量范围、控制范围都不大。.测量精度与光强变化及漂移密切相关，因此分辨率和精度都受到限制。.对于空气绕动较大的场合，由于光强随时都发生变化，所以测量精度不高，从而影响系统的跟踪密度。.具有非线性，增加了系统误差。.对光源的稳定性要求较高。.不恩能够修正空气扰动，不是大尺寸测量中心光斑位置检测的最优手段。

8.1直接检测外差检测工作原理检测系统可经光学天线或直接由探测器接收光信号，在其前端还可以经过频率滤波和空间滤波处理。接收到的光信号入射到光探测器的光敏面上。同时，光学天线也接收到背景辐射，并与信号光一起入射到探测器光敏面上。利用双束频率不相同的相干光,在满足波前匹配条件下，在光电检测器上进行光学混频。检测器的输出是频率为两光波频差的拍频信号，该信号包括含有调制信号的振幅，频率和相位特征。系统性能.只能检测光的振幅和强度.适合强光检测.需要外加滤光片滤除杂散光。.弱光检测时信噪比恶化。.构成简单，便于调试。.还可以检测光的频率和相位，检测性能强。.较高的转换增益。.良好的滤波性能。.小的信噪比损失。.良好的空间和偏振鉴别能力。.稳定性和可靠性。8.2实现光外差检测必须满足的条件：答：1.空间条件：信号光和本振光要求空间波前匹配，即要求空间调准，波面吻合垂直入射于光混频表面。满足公式：sin^«Qs/兀d)。.频率条件：要求参与混频的信号光和本振光应是理想相干的单频单模光，要有稳定的震荡频率和相位。.偏振条件：在光混频器上信号光和本振光要求偏振方向一致。、8.3激光干涉测长的基本原理P178答：1.激光干涉测长的基本光路是一个迈克尔逊干涉仪，用干涉条纹来反映被测量的信息。两束光的光程差可以表示为A两束光的光程差可以表示为A=Enili-i=ij=i九.被测长度与干涉条纹变化的次数和干涉仪所用光源波长之间的关系是L=N-。.从测量方程出发可以对激光干涉测长系统进行基本误差分析，即3L=6N+3九。8.5简述多普勒效应原理：答：运动物体能改变入射于其上的光波频率的现象称为光学多普勒效应。实质为：频率为f。的单色光入射到以速度v运动的物体上，被物体散射的光波频率fs会产生多普勒频移Af,Af与散射方向有