光电成像技术考点及解析

基本术语：光电成像技术（P2）：采用各类光电成像器件完成成像过程的技术可以统称为光电成像技术。像管（P8）：直视型光电成像器件基本结构包括有：光电发射体、电子光学系统、微通道板（电子倍增器件）、荧光屏以及保持高真空工作环境的管壳等。这种成像器件通常简称为像管。变像管（P8）：接受非可见辐射图像的直视型光电成像器件统称为变像管。像增强器（P8）：接受微弱可见光图像的直视型光电成像器件统称为像增强器。摄像器（P8）：电视型光电成像器件用于电视摄像和热成像系统中，只完成摄像功能，不直接输出图像的器件，也称为非直视型光电成像器件或者摄像器件。明适应、暗适应、:P31-32 凝视、凝视中心:P48的倒数第二段人眼的绝对视觉阈：P32.2 人眼的阈值对比度：P33.3 人眼的光谱灵敏度：光谱光视效率P34.4 人眼的分辨力：P34.5 图像的信噪比：P42的2-27 瞥见时间：P48的倒数第二段瞥见孔径：P49的顺数第二行辐射度量、辐射功率、辐度强度、辐亮度、辐照度、辐射出射度:P54 光度量、光能、光能密度、光通量：都在P58表3-3 光出射度：符号M、Mv，意义：光源单位面积向半球空间发射的光通量；定义式：,单位：; 照度：符号，意义：照射到表面一点处单位面积的光通量；定义式：，单位：lx；发光照度：符号：，意义：在给定方向上，单位立体角内的光通量；定义式：，单位：cd; 光亮度：，意义：表面一点处的面元，在给定方向上发光强度除以该面元在垂直于给定，单位：；方

向上的投影面积；定义式：坎德拉：光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540*10∧12Hz的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为1/163W/sr.cd(P58) 1流明lm(P58):光通量的单位，点光源在某一方向的发光强度为1cd时，在该方向单位立体角内传出的光通量。(P58) 1勒克司lx：1lm的光通量均匀分布在1平方米的面积所产生的照度称为1lx。（P58) 视见函数:P59 朗伯辐射体:P60

气溶胶粒子:P91 云、雾、霾、霭：云由水滴和冰晶两种粒子组成，液态云滴的半径约为一到一百微米，冰晶尺寸稍大。雾由靠近地面漂浮在空中的机细小水滴或冰晶组成，是一种近地层的云。通常把水平能见度小于一千米的近地层水汽凝结物称为雾，能见度在一到十千米的雾称为轻雾和霭。由于人类活动排放的烟尘，或者海上产生的人力漂浮于大气中的固态气溶胶系统称为霾。（P91~92）大气消光：P94 大气散射：P99 大气吸收：P96 大气能见度（能见距度）（P101）大气透明度（P101）电子透镜（P123倒数第三段）光电子图像：由光电发射的斯托列托夫定律可知，饱和光电发射的光电子流密度与入射辐射通量密度成正比。因此，由入射辐射分布构成的图像的可以通过光阴极变换成由变换成由正比光电子流分布构成的图像。（P123）亮度增益：像管在标准光源照射下，荧光屏上的光出射度M与入射到阴极面上的照度Ev成正比。即GL=M/Ev（倍）在（P132页）等效背景照度：使荧光屏上亮度等于暗背景亮度值时的光

阴极面上的输入值。（P134）畸变、像管分辨力、正电子亲和势、负电子亲和势光电发射的极限、电流密度、mcp的饱和电流密度荧光：P185 磷光：P185表面态：P146微光夜视仪：P212照明系统的光强分布:P224成像系统的极限分辨力:P229~231选通技术:243（底）~244靶:P252(7.1节第二点) 惰性（上升惰性、衰减惰性）：P258底部摄像管的分辨力：P263（7.2.3节）

动态范围：靶网：居里温度:居里点也称居里温度或磁性转变点，是指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度，即铁磁体从铁磁相转变成顺磁相的相变温度。热释电靶的单畴化: 热释电摄像管在工作时，靶必须处于自发电极化的状态，即电极化的极轴方向应垂直于靶面。通常在制靶时及靶产生退极化时，都要进行单畴化，使之形成最大的自发电极化强度。ccd 的开启电压;CCD开始产生沟道所需要的栅压就是开启电压。ccd的转移效率界面态:界面态即界面陷阱电荷，主要是指Si-SiO2界面处处于禁带中的局部能级，它可在短时间与衬底半导体交换电荷，是表面复合和散射的主要成因，它主要是对表面沟道的CCD的转移效率产生重大影响。“胖0”工作模式:用一定数量的基底电荷先将界面态填满，当信号电荷注入时，信号电荷被俘获的几率变小，而从界面态释放出来的电荷又可以跟上原来的电荷包。信号电荷包损失到界面态中去的电荷，可能与它从界面态得到的电荷相等，从而在一定程度上减少了界面态

带来的影响。光注入、电注入二、几个重要效应光电转换效应:是书上138页的光电子发射的三步热释电:P281三环效应:P195 mcp的电阻效应/充电效应:P203(1)/(2) 三、几个重要定理朗伯辐射体：对于某些自身发射辐射的辐射源，其辐亮度与方向无关，即辐射源各方向的辐亮度不变，这类辐射源称为朗伯辐射体。气溶胶粒子：大气中悬浮着大量固体和液体粒子，通常将半径小于几十微米的固体微粒叫做气溶胶粒子。黑体辐射定律（共有四个定律）：[1]普朗克辐射定律：普朗克定律描述了黑体辐射的光谱分布规律，是黑体辐射理论的基础[2]斯蒂芬一玻尔兹曼定律：表明黑体在单位面积上单位时间内辐射的总能量与黑体温度[3]T定律：单色辐射出射度最大值对应的波长m l [4]斯蒂芬-玻尔兹曼定律:表明黑体的辐射出射度只与黑体的温度有关，而与黑体的其他性质无关波盖尔定律：辐射通过介质的消光作用与入射辐射能量、衰减介质密度和所经过的路径成正比斯托列托夫定律、爱因斯坦定律:P122 四、重要结构及其工作原理、特点真视型光电成像器件的基本结构、工作原理：用于直接观察的仪器，器件本身具有图像的转换、增强及显示等部分电视型光电成像器件完成将二维空间的可见光图像或辐射图像转换成一维时间的视频电信号。获得的电信号经过放大处理和传输等环节后，由显像装置还原输出二维空间的图像。非直视型（电视型）光电成像器件的。。。：只能完成摄像功能，不直接输出图像，又称非直视型光电成像器件。人眼的结构

及其图像形成过程：外层由角膜和巩膜组成。角膜是光线的入口。巩膜保护整

个眼球。中间层虹膜和脉络膜组成。虹膜中的瞳孔用来控制进入眼睛的光通量大小。人种不同，其颜色也各异。瞳孔后面的水晶体如同一个变焦距透镜，面的水晶体如同变焦透镜使景像始终聚焦于黄斑区。内层是视网膜，其表面有大量的感光细胞。这些感光细胞按照形状分为可以两类：锥状细胞和杆状细胞。大气的基本构成、结构特点：像管的结构及其成像的物理过程：1）像管的成像过程包括3个过程A、将接收的微弱的可见光图像或不可见的辐射图像转换成电子图像B、使电子图像聚焦成像并获得能量增强或数量倍增C、将获得增强后的电子图像转换成可见的光学图像（2）A过程：外广电效应、斯托列夫定律和爱因斯坦定律B过程：利用的是电子在静电场或电磁复合场中运动规律来获得能量增强；或者利用微通道板中二次电子发射来增加电子流密度来进行图像增强C过程：利用的是荧光屏上的发光材料可以将光电子动能转换成光能来显示光学图像。光阴极实现辐射图像光电转换的物理过程（光电发射过程）电子光学系统的基本结构及其成像过程：荧光屏的结构及其发光机理：一种电子（阴极）射线管，是电视接收机监视器重现图像的关键器件。它的主要作用是将发送端（电视台）摄像机摄取转换的电信号（图像信号）在接收端以亮度变化的形式重现在荧光屏上。为了高质量地重现图像，要求显像管屏

幕尺寸要大，图像清晰度要高，荧光屏有足够的发光亮度。此外对不同用途的显像管有各种具体要求。光学纤维面极的结构及其传输原理：光学纤维面板是基于光线的全反射原理进行传像的,由于光导纤维的芯料折射率高于皮料的折射率,因此入射角小于全反射临界角的全部光线都只能在内芯中反射。所以每一根光导纤维能独立地传递光线，且相互之间不串光。由大量光导纤维所组成的面板则可以传递一幅光学图像。[2]优点：光学纤维面板又使像增强器获得以下优点:①增加了传递图像的传光效率;②提供了采用准球对称电子光学系统的可能性，从而改善了像质;③可制成锥形光学纤维面板或光学纤维扭像器。微通道板（mcp的结构及其电子图像倍增原理）：P196-198 MCP 的结构:MCP的结构是由大量平行堆集的单通道电子倍增器组成的薄板。它实际上是一块通道内壁具有良好二次发射性能和一定导电性能的微细空心通道玻璃纤维面板。这些微通道的孔径为612μm。孔径距尽可能小，以求尽量减少非通孔的端面，端面上的开口面积比为55%—85%。通道的长度与孔径之比典型值为40。在MCP的两个端面镀有镍层，形成输入电极和输出电极。在MCP的外缘带有加固环。通常微通道不垂直于端面，具有7°—15°的斜角。电子图像倍增原理MCP是利用二次电子倍增性质来完成电子图像增强的。微通道的入口端对着像管的光阴极，并位于电子光学系统的像面上，出口端对着荧光屏。微通道的两个端面电极上施加工作电压形成电场。高速光电子

进入通道与内壁碰撞，由于通道内壁具有良好的二次电子倍增

性质，入射电子得到倍增。重复这一过程直至倍增电子从通道

出口端射出为止。如果取每次碰撞的二次倍增系数δ=2（通常δ=3），累计的碰撞次数为10210时，则通道的总电子倍增值大于G=。由此可看出通道的电流增强作用是十分惊人的。MCP的

各通道彼此隔离，因此，它可以将二维空间分布的电子流进行

对应的增强，从而实现电子图像增强的目的。主动红外成像系统结构及其成像过程:P211-212主动红外成像系统主要部件包括红外照明光源，物镜，红外变像管（或具有红外延伸的像增强器）及目镜等。工作波段在0.76—1.2μm的近红外光谱区，其长波限由变像管光阴极决定。红外

照明光源发出的红外辐射照射景物场景，光学物镜将被场景反射回来的红外辐射成像在红外变像管的光阴极面上，形成场景的反射图像；变像管对场景图像进行光谱转换和亮度增强。最后在荧光屏上显示场景的可见光图像，人眼通过目镜观察增强的场景图像。夜视成像系统结:P213 6-2-11105064340 摄像管的结构及其工作原理:P252 7-1-1 1105064341光电导摄像管的。。。。。：P273 热释电摄像管的。。。。。：P284 1105064342电子枪的结构：P290 7.5.2 电子枪工作原理：P292 7.5.3 电容器的结构：P298 1105064343mosmos电容器的电荷存储原理：

P305 ccd的结构及其电荷传输原理：P308下、P309下埋沟ccd（bccd）的结构及其工作原理：P315-317 线阵ccd的结构及其成像原理：P338-340 五、关键器件系统的性能参数表征光电成像器件的性能参数、表征像管的性能参数大气辐射传输过程:大气辐射传输是指电磁波在大气界质中的传播输送过程。这一过程中，由于辐射能与介质的相互作用而发生吸收和散射，同时大气也放射辐射。大气中吸收太阳辐射的主要成分是氧气、臭氧、水汽、二氧化碳、甲烷等，对长波辐射的主要吸收成分是水汽、二氧化碳和臭氧。影响光电成像系统的因素:景物细节的辐射亮度（或单位面积的辐射强度）；景物细节对光电成像系统接受孔径的张角；景物细节与背景之间的辐射对比度。mcp 相关概念、微光成像系统的性能影响因素摄像管主要性能参数、热释电靶。。。。。（相关）表征ccd的物理性能参数：1、CCD的开启电压Vth （P320） 2、CCD的电荷负载能力（包括三个方面）（P321）（1）、三相CCD及多相CCD的存储能力（P321）（2）、二相CCD的电荷存储能力（P321）（3）、BCCD的存储能力（P332）3、CCD的工作频率（两方面）（P322）（1）、影响CCD工作的频率的下限因素（P323）（2）、影响CCD工作的频率的上限因素（P323）4、转移效率式8-73、8-74 （P323） 5、CCD噪声（P332） 6、CCD的暗电流（P335） 7、CCD的功耗（P337）六、其他辐射源的辐射能量所集中的波段： mcp的自饱和特性：

像管对直流高压电源的要求受激辐射可见光的条件:P185受激辐射可见光的条件是电子跃迁的能级差必须与可见光光子的能量相同课后题，，，1.什么是变像管？什么是像增强器？试比较二者的异同。答：[1] 变像管：接收非可见辐射图像，如红外变像管等，特点是入射图像和出射图像的光谱不同。[2] 像增强器：接收微弱可见光辐射图像，如带有微通道板的像增强器等，特点是入射图像极其微弱，经过器件内部电子图像能量增强后通过荧光屏输出人眼能够正常观看的光学图像。

[3] 异同、相同点：二者均属于直视型光电成像器件。不同点：主要是二者工作波段不同，变像管主要完成图像的电磁波谱转换，像增强器主要完成图像的亮度增强。 2.光学成像系统与光电成像系统的成像过程各有什么特点？在光电成像系统性能评价方面通常应该从哪几方面考虑？答：a、两者都有光学元件并且其目的都是成像。而区别是光电成像系统中多了光电装换器。b、灱敏度的限制，夜间无照明时人的规觉能力很差；分辨力的限制，没有趍够的规角和对比度就难以辨认；时间上的限制，发化过去的影像无法存留在规觉上；穸间上的限制，隔开的穸间人眼将无法观察；光谱上的限制，人眼只对电磁波谱中很窄的可见光区感兴趌。 3.反映光电成像系统光电转换能力的参数有哪些？答：转换系数（增益），光电灵敏度（响应度），峰值波长，截止波长。 4.光电成像过程通常包括哪几种噪声？答：主要包括：散粒噪声，产生—复合噪声，温度噪声，

热噪声，低频噪声，介质损耗噪声，点和耦合器件（CCD）的转移噪声。 5.影响光电成像系统分辨景物细节的主要因素有哪些？答：景物细节的辐射亮度，景物细节对光电成像系统接受孔径的张角，景物细节与背景之间的辐射对比度。6、通常光辐射的波长范围可分为哪几个波段？

7、试述辐射度量与光度量的联系和区别。答：光辐射度量在历史上形成了辐射度学和光度学两套度量系统。辐射度学：是建立在物理测量的基础上的辐射能量客观度量,不受人眼主观视觉的限制，其概念和方法适用于整个光辐射范围（红外、紫外辐射等必须采用辐射度学）。光度学：是建立在人眼对光辐射的主观感觉基础上，是一种心理物理法的测量，故只适用于电磁波谱中很窄的可见光区域。8、根据物体的辐射发射率可将物体分为哪几种类型？答：通常,依发射率与波长的关系,将地物分为三种类型。[1]黑体或绝对黑体,其发射率ε=1,即黑体发射率对所有波长都是一个常数,并且等于 1.[2]灰体,其发射率ε=常数＜1（因吸收率α＜1）。即灰体的发射率始终小于1,ε不随波长变化[3]选择性辐射体,其发射率随波长而变化,而且ε＜1（因吸收率α也随波长而变化并且α＜1）。10、简述下述名词：[1]气溶胶粒子:大气中悬浮着的半径小于几十微米的固体和及液体粒子。[2]绝对湿度:单位体积空气中所含水蒸汽的质量,叫做空气的“绝对湿度”。[3]相对湿度:空气中实际所含水蒸汽密度和同温度下饱和水蒸汽密度的百分比值,叫做空气的“相对湿度”。

[4]波盖尔定律:辐射通过介质的消光作用与入射辐射能量、衰减介质密度和所经过的路径成正比 [5]大气窗口:大气窗口是指太阳辐射通过大气层未被反射、吸收和散射的那些透射率高的光辐射波段范围。 [6]大气传递函数:反映大气消光使目标与背景的对比度下降的程度。右式中,K为地平天空亮度与背景亮度之比。所以Tc是K和透过率τ的函数,与目标亮度无关。11、辐射在大气中传输主要有哪些光学现象？试简述其产生的物理原因？答：主要有吸收和散射。产生原因：大气中吸收太阳辐射的主要成分是氧气、臭氧、水汽、二氧化碳、甲烷等，对长波辐射的主要吸收成分是水汽、二氧化碳和臭氧。不同气体对不同波段辐射的吸收作用也不同。这种性质称为大气对辐射能的选择吸收。散射作用的强弱取决于入射电磁波的波长及散射质点的性质和大小。当散射粒子的尺度远小于波长时，称为分子散射或瑞利散射，散射系数与波长的四次方成反比，主要是空气分子的散射。当粒子尺度可与波长相比拟时,称为米氏散射,散射系数是波长和粒子半径的一个复杂函数。12、像管的成像包括哪些物理过程？其相应的理论对应的核心器件是什么？答：1）将接受的微弱或不可见的输入辐射图像转换成电子图像、2）使电子图像获得能量或数量增强,并聚焦成像、3）将增强的电子图像转换为可见的光学图像核心器件为：1）光阴极、2）电子光学系统、3）荧光屏13、负电子亲和势光阴极的特点是什么？其较正电子亲和势光阴极有哪些特点？

答：它的光电灵敏度目前可高达3000μA/1m以上，因此三代像增强器具有高增益、低噪声的优点。而且负电子亲和势是热化电子发射，光电子的初动能较低，能量又比较集中,所以，三代像增强器又具有较高的图像分辨力。14、什么是摄像管?它是怎样完成摄像过程的? 答:[1]电视摄像管是将2维空间分布的光学图像转换为1维时间变化的视频电信号的过程。完成这一过程的器件称为电视摄像管。[2]摄像过程主要分3个步骤: ?接收输入图像的辐照度进行光电转换，将2维光强转化为2维空间分布的电荷量?电荷存储元件在一帧周期内连续积累光敏元件产生的电荷，并保持电荷的空间分布，这一存储电荷的元件称之为靶?电子枪产生2维扫描的电子束，在一帧周期内完成全靶面的扫描，在输出电路上产生与被扫描点光照度强度成比例的电信号，即视频信号15、摄像管的工作原理是什么?简述视频信号的形成过程. 答：其主要由光电变换与存储部分和信号阅读部分两大部分组成。分为四步：(1)光电变换部分：将光学图像变成电荷图像的任务由光电变换部分完成，该部分由光敏元件构成，常用的材料有光电发射体和光电导体(2)电荷存储与积累部分：由于光电变换所得的瞬时信号很弱，所以现在摄像管均采用电荷积累元件。它在整个帧周期内连续地对图像上的任一像元积累电荷信号。因为要积累和存储信号，所以在帧周期内要求信号不能泄漏。因此，要求电位起伏存储元件应具有足够的绝缘能力。常见的存储方式：二次电子发射积累，二

次电子导电积累，电子轰击感应电导积累，光电导积累；（3）信号阅读部分：从靶面上取出信号的任务由阅读部分来完成。阅读部分通常是扫描电子枪系统，它由细电子束的发射源、电子束g聚焦系统和电子束偏转系统三部分组成；（4）视频信号的形成。16、摄像管产生惰性的主要原因是什么?怎样减小这些惰性?摄像管的分辨力是怎样定义的?采用什么单位? 答:[1]摄像管的惰性：在摄取动态图像时，摄像管的输出信号滞后于输入照度的变化，这一现象称为惰性。入照度增加时，输出信号的滞后称为上升惰性;当输入照度减小时，输出信号的滞后称为衰减惰性。对于电视摄像管的惰性指标，通常采用输入照度截止后第三场和第十二场(以帧周期0.04s 计，为60ms和240ms)剩余信号所占的百分数来表示。摄像管产生惰性的主要原因有两个:一是图像写入时的光电导惰性;二是图像读出时扫描电子束的等效电阻与靶的等效电容所构成的充放电惰性。[2]减小摄像管的电容性惰性,采取的措施有:①减小靶的等效电容②降低电子束的等效电阻③在低照度摄像时增加背景光[3]摄像管的分辨力：电视摄像管摄像时的对图像细节的分辨能力是一项重要的性能指标。由于电视系统采用扫描方式，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，即以画面垂直方向或水平方向尺寸内所能分辨的黑白条纹数来表示。这一极限分辨的线条数简称为电视线(TVL) (1)垂直分辨力：在整个画面上，沿垂直方向所能分辨的像元数或黑白相间的水平等宽矩形条纹数，称为垂直分辨力。例如若能够分辨600行，即称垂直分辨力为600TVL。(2)水平分辨力：整个画面上，沿水平方向所能分

辨的像元数，称为水平分辨力，习惯上用电视线(TVL)表示。[4]采用单位：lp/mm 17、简述光电导摄像管的工作原理，指出光电导靶的特点。答:[1]工作原理：光电导摄像管是利用内光电效应将输入的光学辐射图像

变换为电信号的视像管。在视像管中，光电导靶面既作为光电变换器，

又作为电信号存储与积累器。因此，这种摄像管结构简单。组成视像管

的主要部件是光电导靶、扫描电子枪、输出信号电极和保持真空的管壳。光电导靶被设置在摄像管中透明输入窗的内表面上。在面对输入窗的靶

面上蒸镀二氧化锡(Sn0)透明导电膜，由这一导电膜作为输出信号电极。

视像管靶在输入光学图像的作用下产生与像元照度相对应的电荷(电位)图像，通过扫描电子枪电子

束对图像顺序扫描产生视频信号输出。[2]特点：1）硫化锑管：工艺简单，价格低，成品率高；2）氧化铅管：暗电流很小，惰性低，灵敏度高，分辨力高，是理想的广播电视级摄像管；3）硅靶管：寿命长，光谱灵敏

度高且范围宽，分辨力低，暗电流大；4）硒化镉管:极高的光电灵敏度，

较低的暗电流，宽光谱响应，分辨力较高，惰性大。被认为有前途;5）硒

砷碲管:光谱响应宽，暗电流低，分辨力高，价格低于氧化铅。被认为有竞争力；6）硫化锌镉管:光电灵敏度非常高，适于在低照度下工作。18、什么叫热释电效应？试叙述之。答:热释电效应是少数介电晶体所特

有的一种性质，这种效应可表述为:晶体在没有外加电场和应力的情况下，它具有自发的或永久的极化强度，且这种电极化强度随晶体本身温度的

变化而变化。当温度降低时电极化强度升高，当温度升高时电极化强度

降低。使电极化强度降低到零时的温度称为居里温度。具有热释电效应

的晶体在固体物理学中称之为铁电体。 20、什么叫CCD的转移效率，怎样计算？提高转移效率有哪几种方法？答:[1]CCD转移效率：一次转移后，到达下一个势阱中的电荷与原来势阱中的电荷之比。造成电荷转移损失的主要因素有三个:即转移速度快慢、界面态俘获和极间势垒。[2]计算方法：h------------------------------------------------------- [3]提高转移效率方法：1）电荷转移速度：在时钟脉冲较低时，损失效率为常数，频率高时，损失率增大。2）界面态俘获：解决方法－“胖零”工作模式，通过用一定数量的基地电荷先将界面态填满，当信号电荷注入时，信号电荷被俘获的几率变小，而界面态释放出来的电荷又可以跟上原来的电荷包。从而在一定程度

上减小了界面态带来的损失。－“0”信号时，也有基地电荷注入。3）极间势垒：解决方法：尽量减小极间距，采用高阻衬底。21、以三相CCD 为例，说明决定其工作频率的上下限因素是什么？答:为避免由于热产生的少数载流子对注入信号的干扰，注入电荷从一个电极转移到另一个电极所用的时间必须小于少数载流子的平均寿命,对于三相CCD,t为：

t=T/3=1/3f,故，f>1/3ζ.练习： 1.人眼按不同照度下的响应可分为:明视觉、暗视觉、中介视觉2．Johnson准则把目标的探测等级分为4等，其中：探测意味着在视场中发现一个目标，识别意味着可将目标大致分类，辨别意味着可区分目标的型号和其他细节特征；这三者探测等级实现概率为50％时，对应地在目标临界尺寸上，可分辨的等效条带的周期数目应分别是

1.0±0.25，4.0±0.8,6.4±1.5 3.微通道板是利用二次电子发射性质来完成电子图像的倍增的。4.对于线阵CCD 成像器件,在行扫描正程，光敏区负责积累光信号，光敏单元下没有势阱，栅转移区在交变电压的作用下，将上一行信号依次传输到输出电路。为使电荷包实现定向转移，需要控制好相邻栅极上的电压，从而调节其下对应势阱的深浅，电压的绝对值越大，势阱就越低电荷包总是从高电压势阱流向低电压势阱。1）下列谱段中光电成像系统中常用的大气窗口有（C）。a)3～5μm；b)1～3μm；c)0.38～0.76μm；d)8～14μm。2)像管中（ACD）的出现和使用，分别成为了各代像管出现的标志性部件。 a)负电子亲和势阴极；b)电子光学系统；c)微通道板MCP；d)光纤面板3)下列像管的性能指标(A)的值越高，像管的成像质量越好。a)增益系数；b)等效背景照度；c)畸变；d)品质因数。4）下列微光摄像器件中，属于纯固体器件的是（B）。a)高灵敏度CCD；b)增强型CCD （ICCD）；c)电子轰击型CCD（EBCCD）；d)电子倍增CCD（EMCCD） 5）下列辐射体的辐射发射率ε与波长λ有关系的是（C）。 a)黑体； b)灰体；c)选择体。

光电技术应用论

亿人民币。 1.5 光伏产业的发展 在光电技术中应用最为广泛、且被社会大众所熟知的是太阳能光伏产业，“光明工程”就是在光伏产业中发展起来的，目前光明工程的制造能力得到了迅猛的提升，无论是电池生产还是制造方面都取得了可观的经济效应，实现了100%的利润增长率。“太阳能光电建筑应用示范项目”和“金太阳示范工程”再次推动了太阳能光伏产业的发展。我国目前的光伏发电机装机量已经达到了4318万千瓦，成为了世界上光伏发电机容量最大的国家。 2 光电技术的发展 2.1 要重视人才的培养 企业之间的竞争，是人才的竞争;国家之间的竞争，也是人才的竞争;光电技术产业的竞争也是人才的竞争。目前，我国的光电技术发展迅猛，但是由于我国光电技术的起步较晚，产业人才不足，必须要尽快发展大量的光电技术人才，适应光电技术的快速发展。 2.1.1 高校人才分析 目前，我国的光电技术的人才，主要来源于高校大学毕业生，但高校毕业生的素质较高，动手能力较差，理论基础知识不深厚，对所学的光电技术知识不能广泛的进行应用。 2.1.2 普通技校人才分析

光电技术的发展需要大量的人才，在人才的招聘中，也会选择普通的技术学校学生，这些学生的动手能力较强，但是理论知识不足，理论素养的缺失严重妨碍了人才的快速成长;如何发展创新，如何进行技术研发，如何在短期内快速发展光电技术人才是目前光电技术发展的首要任务。 2.1.3 人才发展培养方向 要大力发展光电技术产业，就要保障光电技术产业的可持续发展，就需要培育大量人才，因此，你须建立一套更为专业的人才培养体系，在全国范围内建立更具有稳定性的人才培养基地。要提高光电技术产业工人的薪资待遇，保障职工的福利水平，吸引大量的人才加入光电技术产业。 2.2 要高瞻远瞩，把握好光电技术产业的方向 光电技术产业的发展，促进了各个科技行业的发展，在不同的技术领域光电技术应用的范围不同，光电技术既可运用于航天科技事业，也可运用于民间照明用品，电子产品。光电技术产业是一个庞大的产业体系，包含的产业类型也是极其复杂。在光电技术的发展过程中要立足于企业的发展状况，选择正确的发展方向，制定好合适的发展战略，充分考虑考各方面的问题。其中对于资金、科技实力、人才利用率及政府决策对光电技术产业的发展最为重要，要仔细思考。 在企业向光电技术发展的过程中，要高瞻远瞩，立足高远，站在世界的眼光来看待光电技术产业的发展。我国的光电技术发展起步较晚，还没有成型的理论指导，在发展的路上还有很长一段路要走。我国企业在光电技术的发展过程中，要吸取经验教训，

光电成像原理及技术课后题答案

光电成像原理及技术课后题 答案 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

第一章 5.光学成像系统与光电成像系统的成像过程各有什么特点在光电成像系统性能评价方面通常从哪几方面考虑 答：a、两者都有光学元件并且其目的都是成像。而区别是光电成像系统中多了光电装换器。 b、灵敏度的限制，夜间无照明时人的视觉能力很差； 分辨力的限制，没有足够的视角和对比度就难以辨认； 时间上的限制，变化过去的影像无法存留在视觉上； 空间上的限制，隔开的空间人眼将无法观察； 光谱上的限制，人眼只对电磁波谱中很窄的可见光区感兴趣。 6．反映光电成像系统光电转换能力的参数有哪些？表达形式有哪些答：转换系数：输入物理量与输出物理量之间的依从关系。 在直视型光电成像器件用于增强可见光图像时，被定义为电镀增益G 光电灵敏度： 或者： 8.怎样评价光电成像系统的光学性能有哪些方法和描述方式 答，利用分辨力和光学传递函数来描述。 分辨力是以人眼作为接收器所判定的极限分辨力。通常用光电成像系统在一定距离内能够分辨的等宽黑白条纹来表示。 光学传递函数：输出图像频谱与输入图像频谱之比的函数。对于具有线性及时间、空间不变性成像条件的光电成像过程，完全可以用光学传递函数来 定量描述其成像特性。

第二章 6.影响光电成像系统分辨景物细节的主要因素有哪些？ 答：景物细节的辐射亮度（或单位面积的辐射强度）； 景物细节对光电成像系统接受孔径的张角； 景物细节与背景之间的辐射对比度。 第三章 13.根据物体的辐射发射率可见物体分为哪几种类型？ 答：根据辐射发射率的不同一般将辐射体分为三类： 黑体，=1； 灰体，<1,与波长无关； 选择体，<1且随波长和温度而变化。 14.试简述黑体辐射的几个定律，并讨论其物理意义。 答：普朗克公式： 普朗克公式描述了黑体辐射的光谱分布规律，是黑体理论的基础。 斯蒂芬-波尔滋蔓公式： 表明黑体在单位面积上单位时间内辐射的总能量与黑体温度T的四次方成正比。 维恩位移定律： 他表示当黑体的温度升高时，其光谱辐射的峰值波长向短波方向移动。 最大辐射定律： 一定温度下，黑体最大辐射出射度与温度的五次方成正比。 第五章

光电成像技术

2014-2015 第一学期 光电成像技术 ——红外热成像技术的发展及其应用 院系电子工程学院光电子技术系 班级光信1104 姓名王凯 学号05113123 班内序号14 考核成绩

红外热成像技术的发展及其应用 摘要：用红外热成像技术，探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备，我们称为红外热成像仪。 关键字：红外线，红外热成像技术，发展及其应用 一、引言 1800年英国的天文学家Mr.William Herschel 用分光棱镜将太阳光分解成从红色到紫色的单色光，依次测量不同颜色光的热效应。他发现，当水银温度计移到红色光边界以外，人眼看不见任何光线的黑暗区的时候，温度反而比红光区更高。反复试验证明，在红光外侧，确实存在一种人眼看不见的“热线”，后来称为“红外线”，也就是“红外辐射”。 二、红外热成像技术 我们人眼能够感受到的可见光波长为：0.38—0.78微米。通常我们将比0.78微米长的电磁波，称为红外线。自然界中，一切物体都会辐射红外线，因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差，可以得到不同的红外图像，称为热图像。同一目标的热图像和可见光图像是不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是目标表面温度分布图像，或者说，红外热图像是人眼不能直接看到目标的表面温度分布，变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。 用红外热成像技术，探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备，我们称为红外热成像仪。红外热成像仪大致分为致冷型和非致冷型两大类。 目前，世界上最先进的红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪），其温度灵敏度可达0.03℃。 1、红外热像仪的工作原理 红外热像仪可将不可见的红外辐射转换成可见的图像。物体的红外辐射经过镜头聚焦到探测器上，探测器将产生电信号，电信号经过放大并数字化到热像仪的电子处理部分，再转换成我们能在显示器上看到的红外图像。

光电成像原理复习指南(含答案)

复习指南 注：答案差不多能在书上找到的都标注页数了，实在找不到的或者PPT上的才打在题后面了，用红色和题干区分。特此感谢为完善本文档所做出贡献的各位大哥。(页码标的是白廷柱、金伟其编著的光电成像原理与技术一书) 1.光电成像系统有哪几部分组成?试述光电成像对视见光谱域的延伸以及所受到的限制(长波限制和短波限制)。(辐射源，传输介质，光学成像系统，光电转换器件，信息处理装置。P2-4) 答:辐射源，传输介质，光学成像系统，光电转换器件，信息处理装置。 [1]电磁波的波动方程该方程电磁波传递图像信息物空间和像空间的定量关系，通过经典电磁场理论可以处理电磁波全部的成像问题 [2]收到的限制：当电磁波的波长增大时，所能获得的图像分辨力将显著降低。对波长超过毫米量级的电磁波而言，用有限孔径和焦距的成像系统所获得的图像分辨力将会很低。因此实际上己排除了波长较长的电磁波的成像作用。目前光电成像对光谱长波阔的延伸仅扩展到亚毫米波成像。除了衍射造成分辨力下降限制了将长波电磁波用于成像外，用于成像的电磁波也存在一个短波限。通常把这个短波限确定在X 射线(Roentgen 射线)与y 射线(Gamma 射线)波段。这是因为波长更短的辐射具有极强的穿透能力，所以，宇宙射线难以在普通条件下聚焦成像。 2.光电成像技术在哪些领域得到广泛的应用?光电成像技术突破了人眼的哪些限制?(P5) 答：[1]应用：(1)人眼的视觉特性(2)各种辐射源及目标、背景特性(3)大气光学特性对辐射传输的影响(4)成像光学系统(5)光辐射探测器及致冷器(6)信号的电子学处理(7)图像的显示 [2]突破了人眼的限制:(1)可以拓展人眼对不可见辐射的接受能力(2)可以拓展人眼对微弱光图像的探测能力(3)可以捕捉人眼无法分辨的细节( 4)可以将超快速现象存储下来 3.光电成像器件可分为哪两大类?各有什么特点?(P8)固体成像器件主要有哪两类?(P9，CCD CMOS) 答：[1]直视型：用于直接观察的仪器中，器件本身具有图像的转换、增强及显示等部分，可直接显示输出图像，通常使用光电发射效应，也成像管.[2]电视型：于电视摄像和热成像系统中。器件本身的功能是完成将二维空间的可见光图像或辐射图像转换成一维时间的视频电信号使用光电发射效应或光电导效应，不直接显示图像. 电荷耦合器件，简称CCD；自扫描光电二极管阵列，简称SSPD，又称MOS图像传感器 4.什么是像管?由哪几部分组成?(P8第一段后部) 器件本身具有图像的转换、增强及显示等部分，它的工作方式是：通过外光电效应将入射的辐射图像转换为电子图像，而后由电场或电磁场的聚焦加速作用进行能量增强以及通过二次发射作用进行电子倍增，经过增强的电子图像轰击荧光屏，激发荧光屏产生可见光图像。这样的器件通常称为像管。 基本结构包括有：光电发射体、电子光学系统、微通道板(电子倍增器件)、荧光屏以及保持高真空工作环境的管壳等。 5.像管的成像包括哪些物理过程?其相应的物理依据是什么?(P8第一段工作方式) （1）像管的成像过程包括3个过程 A、将接收的微弱的可见光图像或不可见的辐射图像转换成电子图 像B、使电子图像聚焦成像并获得能量增强或数量倍增C、将获得增强后的电子图像转

光电技术应用及发展展望

光电技术应用及发展前景 43年前，世界上第一台红宝石激光器诞生。那是的人们可能还没有意识到，由这台激光器引发、孕育出的光电技术将会给人类的生活带来翻天覆地的变化。随着光电子技术的发展，当今社会正在从工业社会向信息社会过渡，国民经济和人们生活对信息的需求和依赖急剧增长，不仅要求信息的时效好、数量大，并且要求质量高、成本低。在这个社会大变革时期，光电子技术已经渗透到国民经济的每个方面，成为信息社会的支柱技术之一。总之，光电子技术具有许多优异的性能特征，这使得它具有很大的实用价值。而今天，光电子产业已经成为了21世纪的主导产业之一，光电子产业的参天大树上也结出了丰富的果实，它们包括但不限于光通信、光显示、光存储、影像、光信号、太阳能电池等，也可以简单地把现在的光电子产业分为信息光电子（光纤光缆、光通讯设备等）、能量光电子（激光器、激光加工成套设备、测控仪表、激光医疗设备等）和娱乐光电子（VCD、DVD等）等方面。而本文将介绍光电子技术在以下几个领域的应用前景： 光通信： 目前，光通信网络行业进入高速发展期，以光纤为技术基础的网络通信现在已经覆盖了许多地区，我国的光通信技术也走在世界前沿。2011年，武汉邮科院在北京宣布完成“单光源1-Tbit/s LDPC 码相干光OFDM 1040公里传输技术与系统实验”，这一传输速率是目前国内商用最快速率（40Gb/s）的25倍。十年发展，光通信商用水平的最高单通道速率增长16倍，最大传输容量增长160倍。2005年，邮科院实现了全球率先实现在一对光纤上4000万对人同时双向通话。2011年7月29日，该院在全球率先实现一根光纤承载30.7Tb/s信号的传输，可供5亿人同时在一根光纤上通话，再次刷新了世界纪录。而正在研制中的科技开发项目，有望在2014年实现12.5亿对人同时通话。这一技术打破了美国在该领域保持的单光源传输世界纪录。在2012年的中国光博会上，新技术新产品层出不穷。随着“宽带中国”上升为国家战略，中国得天独厚的优势将使光通信制造企业信心十足。通过对各技术分支专利的分析看出，光传输物理层PHY和光核心网OCN已相对成熟和大规模商用，PHY作为各类网络传输技术的基础，既有相对成熟、淡出主流研究视野的部分，也有业界正致力于寻求最佳方案的技术点；无光源网络PON技术作为世界普遍应用的接入网技术，在“光纤到户”、“三网融合”等概念家喻户晓的今天，已成为各国基础设施建设投资中不可或缺的一部分；分组传输网PTN既是新兴技术，又得到了相对广泛的商用，其在移动回传中的应用使其成为下一代移动通信网络建设中的一种较优的可选方案，同时相应技术标准正在争议中发展，其技术发展将带来难以估量的商机；智能交换光网络ASON技术和全光网AON技术是光通信网络技术中的前沿技术，目前处于研发的活跃期。 此外，复旦大学近期研发的可见光通讯技术也是光通信的发展前景之一，通过给普通的LED 灯泡加装微芯片，使灯泡以极快的速度闪烁，就可以利用灯泡发送数据。而灯泡的闪烁频率达到每秒数百万次。通过这种方式，LED灯泡可以快速传输二进制编码。但对裸眼来说，这样的闪烁是不可见的，只有光敏接收器才能探测。这类似于通过火炬发送莫尔斯码，但速度更快，并使用了计算机能理解的字母表。使用标准的LED照明灯，哈斯与他的同事戈登·波维创建的研究小组已经达到了两米距离的130兆比特每秒的传输速度。随着白炽灯、荧光灯逐渐退出市场并被LED取代，未来任何有光的地方都可以成为潜在的LiFi数据传输源。想象一下这样的场景：在街头，利用路灯就可以下载电影；在家里，打开台灯就可以下载歌曲；在餐厅，坐在有[4]灯光的地方就可以发微博；即便是在水下，只要有灯光照射就可以上网。LiFi另一个巨大的好处是在任何对无线电敏感的场合都可以使用，比如飞机上、手术室里等。光显示：

光电成像原理与技术考试要点.pdf

光电成像原理与技术考试要点 第一章： 1.试述光电成像技术对视见光谱域的延伸以及所受到的限制。 答:[1]电磁波的波动方程该方程电磁波传递图像信息物空间和像空间 的定量关系，通过经典电磁场理论可以处理电磁波全部的成像问题 [2]收到的限制：当电磁波的波长增大时，所能获得的图像分辨力将显著降低。 对波长超过毫米量级的电磁波而言，用有限孔径和焦距的成像系统所获得的 图像分辨力将会很低。因此实际上己排除了波长较长的电磁波的成像作用。 目前光电成像对光谱长波阔的延伸仅扩展到亚毫米波成像。除了衍射造成分辨力下降限制了将长波电磁波用于成像外，用于成像的电磁波也存在一个短波限。通常把这个短波限确定在X 射线(Roentgen 射线)与y 射线(Gamma 射线)波段。这是因为波长更短的辐射具有极强的穿透能力，所以，宇宙射线难以在普通条件下聚焦成像。 2. 光电成像技术在哪些领域得到广泛的应用？光电成像技术突破了人眼的哪些限制？ 答：[1]应用：(1)人眼的视觉特性(2)各种辐射源及目标、背景特性(3)大气光学特性对辐射传输的影响(4)成像光学系统(5)光辐射探测器及致冷器(6)信号的电子学处理(7)图像的显示 [2]突破了人眼的限制:(1)可以拓展人眼对不可见辐射的接受能力(2)可以拓展人眼对微弱光图像的探测能力(3)可以 捕捉人眼无法分辨的细节(4)可以将超快速现象存储下来 3. 光电成像器件可分为哪两大类？各有什么特点？ 答：[1]直视型：用于直接观察的仪器中，器件本身具有图像的转换、增强及显示等部分，可直接显示输出图像，通常使用光电发射效应，也成像管.[2]电视型：于电视摄像和热成像系统中。器件本身的功能是完成将二维空间的可见光图像或辐射图像转换成一维时间的视频电信号使用光电发射效应或光电导效应，不直接显示图像. 4. 什么是变像管？什么是像增强器？试比较二者的异同。 答：[1]变像管：接收非可见辐射图像，如红外变像管等，特点是入射图像和出射图像的光谱不同。[2]像增强器：接收微弱可见光辐射图像，如带有微通道板的像增强器等，特点是入射图像极其微弱，经过器件内部电子图像能量增强后通过荧光屏输出人眼能够正常观看的光学图像。[3]异同、相同点：二者均属于直视型光电成像器件。不同点：主要是二者工作波段不同，变像管主要完成图像的电磁波谱转换，像增强器主要完成图像的亮度增强。 5. 反映光电成像系统光电转换能力的参数有哪些？ 答：[1]转换系数（增益）[2]光电灵敏度（响应度）－峰值波长，截止波长 6. 光电成像过程通常包括哪几种噪声？ 答：主要包括：(1)散粒噪声(2)产生一复合噪声(3)温度噪声(4)热噪声(5)低频噪声(1/f 噪声)(6)介质损耗噪声(7)电荷藕合器件(CCD)的转移噪声 第二章: 1. 人眼的视觉分为哪三种响应？明、暗适应各指什么？ 答：[1]三种响应：明视觉、暗视觉、中介视觉。人眼的明暗视觉适应分为明适应和暗适应[2]明适应：对视场亮度由暗突然到亮的适应,大约需要2~3 min[3]暗适应：对视场亮度由亮突然到暗的适应,暗适应通常需要45 min,充分暗适应则需要一个多小时。 2. 何为人眼的绝对视觉阈、阈值对比度和光谱灵敏度？ 答：[1]人眼的绝对视觉阈：在充分暗适应的状态下，全黑视场中，人眼感觉到的最小光刺激值。[2]阈值对比度：时间不限，使用双眼探测一个亮度大于背景亮度的圆盘，察觉概率为50%时，不同背景亮度下的对比度。[3]光谱灵敏度（光谱光视效率）：人眼对各种不同波长的辐射光有不同的灵敏度（响应）。 3. 试述人眼的分辨力的定义及其特点。 答：[1]定义：人眼能区分两发光点的最小角距离称为极限分辨角θ，其倒数为人眼分辨力。

光电技术论文

班级:机自133 学号:2013040499 姓名:罗云 电荷耦合器件图像传感器CCD原理与应用 电荷耦合器件 (CCD) 是一种新型的固体成像器件，是近代光学成像领域中非常重要的一种高新技术产品。作为一种新型图象传感器， CCD器件具有灵敏度高、光谱响应宽、动态范围大、操作简便、易于维护、成本低、应用广等诸多优点。由于 CCD的像元尺寸小、几何精度高，配置适当的光学系统，即可获得很高的空间分辨率，特别适用于各种精密图象传感和无接触工件尺寸的在线检测。由于CCD是以时间积分方式工作的，光积分时间可在很宽的范围内调节，因此使用方便灵活，适应性强，CCD 的输出信号易于数字化处理，易于与计算机连接组成实时自动测量控制系统，可以广泛用于光谱测量及光谱分析，文字与图象识别，光电图象处理，传真、复印、条形码识别及空间遥感等众多领域。 一.CCD简介 1.1 CDD发展史 CCD在1969年由美国贝尔实验室（Bell Labs）的维拉?博伊尔(Willard S.Boyle）和乔治史密斯（George E.Smith）所发明的。当时贝尔实验室正在发展影像电话和半导体气泡式内存。将这两种新技术结合起来后，博伊尔和史密斯得出一种装置，他们命名为?电荷‘气泡’元件?。这种装置的特性就是它能沿着一片半导体的表面传递电荷，便尝试用来做为记忆装置，当时只能从暂存器用?注入?电荷的方式输入记忆。但随即发现光电效应能使此种元件表面产生电荷，而组成数位影像。到了70年代，贝尔实验室的研究员已能用简单的线性装置捕捉影像，CCD就此诞生。有几家公司接续此项发明，包括快捷半导体（Fairchild Semiconductor）、美国无线电公司（RCA）和德州仪器（Texa Sinstruments）。其中快捷半导体的产品率先上市，于1974年发表500单元的线性装置和100ｘ100像素的平面装置。 1.2 CDD简介 CCD，英文全称：Charge-couPled Device，中文全称：电荷藕合元件。可以

光电成像技术玉林师范学院期末考试

1.简述： （1）CMOS器件和CCD器件的工作原理上有什么相同点和不同点； 答：CMOS图像传感器的光电转换原理与CCD基本相同，其光敏单元受到光照后产生光生电子。而信号的读出方法却与CCD不同，每个CMOS源像素传感单元都有自己的缓冲放大器，而且可以被单独选址和读出，工作时仅需工作电压信号，而CCD读取信号需要多路外部驱动。 （2）在应用上各自有什么优缺点，以及各自的应用领域是什么 答：优缺点比较：CMOS与CCD图像传感器相比，具有功耗低、摄像系统尺寸小，可将图像处理电路与MOS图像传感器集成在一个芯片上等优点，但其图像质量（特别是低亮度环境下）与系统灵活性与CCD的相比相对较低。灵敏度代表传感器的光敏单元收集光子产生电荷信号的能力，而CCD灵敏度较CMOS高30%～50%。电子-电压转换率表示每个信号电子转换为电压信号的大小，由于CMOS在像元中采用高增益低功耗互补放大器结构，其电压转换率略优于CCD。 运用的领域：CMOS传感器在低端成像系统中具有广泛运用，如数码相机，微型和超微型摄像机。CCD在工业生产中的应用广泛，如冶金部门中的各种管、线轧制过程中的尺寸测量。 （3）全球生产CMOS器件和CCD几件的企业有哪些分别位于哪些国家，并对先关企业进行简要描述。 2、简要概述《光电成像原理与技术》各章的主要内容，并用自己的语言陈述各章之间的联系（文字在1000字以上）。 答： 1.光电成像技术的产生及发展，光电成像对视见光谱域的延伸，光电成像技术的应用范畴，光电成像器件的分类，光电成像器件的特性。 2.] 3.人眼的视觉特性与图像探测：人眼的视觉特性与模型，图像探测理论与图像探测方程，目标的探测与识别。 4.辐射源与典型景物辐射：辐射度量及光度量，朗伯辐射体及其辐射特性，黑体辐射定律，辐射源及其特性。 5.辐射在大气中的传输：大气的构成，大气消光及大气窗口，大气吸收和散射的计算，大气消光对光电成像系统性能的影响。 6.直视型电真空成像器件成像物理：像管成像的物理过程，像管结构类型与性能参数，辐射图像的光电转换，电子图像的成像理论，电子图像的发光显示，光学图像的传像与电子图像的倍增。 7.直视型光电成像系统与特性分析：直视型光电成像系统的原理，夜视光电成像系统的主要部件及特性，直视型夜视成像系统的总体设计，夜视系统的作用距离。 8.电视型电真空成像器件成像物理：电视摄像的基本原理，摄像管的主要性能参数，摄像管的分类，热释电摄像管，电子枪简介。 9.固体成像器件成像原理及应用： CCD的物理基础与工作原理， CDD的结构与特性，CCD 成像原理，增强型（微光）电荷耦合成像器件，CCD的应用，CMOS成像器件及其应用。10.电视型光电成像系统与特性分析：电视系统的组成与工作原理，电视型微光成像系统（微光电视），成像光子计数探测系统。 11.红外热成像器件成像物理：红外探测器的分类，红外探测器的工作条件与性能参数，光电导型红外探测器，光伏型红外探测器，红外焦平面阵列探测器，非制冷红外焦平面陈列探测器，量子阱红外探测器。

光电检测技术与应用-郭培源-课后答案

光电检测技术与应用课后答案 第1章 1、举例说明你说知道的检测系统的工作原理。 （1）光电检测技术在工业生产领域中的应用：在线检测：零件尺寸、产品缺陷、装配定位…（2）光电检测技术在日常生活中的应用： 家用电器——数码相机、数码摄像机：自动对焦---红外测距传感器自动感应灯：亮度 检测---光敏电阻 空调、冰箱、电饭煲：温度检测---热敏电阻、热电偶遥控接收：红外检测---光敏二极管、光敏三极管可视对讲、可视电话：图像获取---面阵CCD 医疗卫生——数字体温计：接触式---热敏电阻，非接触式---红外传感器办公商务——扫描仪：文档扫描---线阵CCD 红外传输数据：红外检测---光敏二极管、光敏三极管（3）光电检测技术在军事上的应用：夜视瞄准机系统：非冷却红外传感器技术激光测距仪：可精确的定位目标光电检 测技术应用实例简介点钞机 （1）激光检测—激光光源的应用用一定波长的红外激光照射第五版人民币上的荧光字，会使荧光字产生一定波长的激光，通过对此激光的检测可辨别钞票的真假。由于仿制 困难，故用于辨伪很准确。（2）红外穿透检测—红外信号的检测红外穿透的工作原理是利用人民币的纸张比较坚固、密度较高以及用凹印技术印刷的油墨厚度较高，因而 对红外信号的吸收能力较强来辨别钞票的真假。人民币的纸质特征与假钞的纸质特征 有一定的差异，用红外信号对钞票进行穿透检测时，它们对红外信号的吸收能力将会 不同，利用这一原理，可以实现辨伪。 （3）荧光反应的检测—荧光信号的检测荧光检测的工作原理是针对人民币的纸质进行检测。人民币采用专用纸张制造（含85％以上的优质棉花），假钞通常采用经漂白处理后的普通纸进行制造，经漂白处理后的纸张在紫外线（波长为365nm的蓝光）的照射下会出现荧光反应（在紫外线的激发下衍射出波长为420－460nm的蓝光），人民 币则没有荧光反应。所以，用紫外光源对运动钞票进行照射并同时用硅光电池检测钞 票的荧光反映，可判别钞票真假。 （4）纸宽的检测—红外发光二极管及接收二极管的应用主要是用于根据钞票经过此红外发光及接收二极管所用的时间及电机的转速来间接的计算出钞票的宽度，并对机器 的运行状态进行判断，比如有无卡纸等；同时也能根据钞票的宽度判断出其面值。

光电专业调研报告

光电专业调研报告 学校：东华大学 日期： 院系：理学院专业：光电子技术班级：光电1002班学号：100150227 姓名：买买提明·玉麦尔2013年07月15日 光电专业调研报告 光电专业概述：光电子技术由光子技术和电子技术结合而成的新技术，涉及光显示、光存储、激光等领域，是未来信息产业的核心技术。光电子技术专业具有省财政支持的校内生产性实训基地——光电子应用技术实训基地，光电子技术专业承担了教育厅创新人才培养改革试点项目，师资力量强，业务水平高。专业着力为全省led产业的培养高技术应用性人才。 光电”顾名思义，当然跟光与电有着密不可分的关系，依照光电使用的性质不同，将光电产业分为七大领域：光电材料与组件；光电显示器；光学组件与器材；光输入；光储存；光纤通讯；激光及其它光电应用。 但由领域的分类不太容易分辨出产品的归属，如果由产品的性质来归类可能会比较容易了解与记忆，一般来说照产品的不同可略分为五个项目：光信息－包括光驱、影像扫描仪、传真机、激光打印机等。 光电组件－包括发光二极管、液晶显示器、光耦合器等。 光学器材－包括相机、镜片、投影机、幻灯片、望远镜等。 光纤通讯－包括光纤、光传输系统的接受器及连接器等。 光电应用－包括光电检测与控制、激光加工与医疗等。 中国光电行业现状： 近20多年来，中国的改革开放，使中国的激光、光电子科学事业的发展面向应用市场，面向世界，面向未来，取得了前所未有的进步。在多项国家级战略性科技计划中，激光、光电子技术受到重视。“863”计划七大领域中有激光技术和光电子技术（包括用于信息领域的激光技术）, 1995年又增列了“惯性约束聚变”（高功率激光及激光核聚变）项目。国防预研光电技术作为跨部门项目正式立项。国家“六五”和“七五”攻关计划，激光、光电子技术被列为重大项目。此外，国家自然科学基金1986－1998年间资助多项激光、光电子技术领域的研发。经过“八五”攻坚和“九五”拼搏，在激光、光电子方面取得了可喜的成绩： (1) 建立了6个（北京、武汉、上海、石家庄、深圳和长春）光电子成果转 化产业基地； （2）自2000年以来，各地兴建光电子技术产业发展园区。目前国内已有13个光电子产业基地，上海、武汉、深圳、广州、长春、北京等城市的光电子 产业具有相当的规模： （3）已建立11个国家级重点光电子技术实验室和5个国家教育部所属的光电子重点实验室。5个激光光电子国家工程研究中心（nerc），包括cd、激光加工（lp）、光纤通信（ofct）、光电子器件。4个激光光电子国家工程技术研究中心（nertc），包括固体激光工程技术、光学仪器工程技术、特种显示工程 技术和平板显示工程技术： (4) 在深化机构体制改革和运行机制改革过程中，中国已形成了一大批光电子产业企业单位群体，其中有中国兵器工业集团公司、中国兵器装备集团公司、中国电子科技集团公司、中国航天集团公司等, 这些集团公司均有从事激光光电子技术产业的企业，如中国电子科技集团公司所属的有第11、13、23、44、45研究所和生产厂家公司等，以及各地的从事激光光电子技术产业的企业，如武汉烽火集团、武汉长飞公司、深圳飞通光电子技术公司、深圳天

CT成像原理与临床应用

CT成像原理与临床应用 内容提要 ?CT发展概述 ?CT扫描仪的主要结构 ?CT成像的基本原理(重点、难点) ?CT图像特点 ?影响CT图像的因素(重点) ?CT检查方法与临床应用(难点) ?CT诊断方法 ?CT诊断报告的书写规范 ?CT的新进展 CT发展概述 ?CT(computed tomography)即计算机断层摄影。 ?发明人:英国科学家Hounsfield。 ?发明时间:1969年设计成功,1972年公诸于世的。 ?突出特点: ?就是X线成像与计算机技术相结合的产物。 ?就是横断面图像显示,没有重叠或重叠很少。 ?密度分辨率高,图像清晰,诊断准确。 ?CT问世的意义:大大扩展了影像检查的范围,就是影像诊断学发展史上的里程碑。Hounsfield因此获得了1979年诺贝尔奖。 CT的发展历程 2004年64层的螺旋CT问世(3D) ?2002年16层的螺旋CT问世 ?2000年8层的螺旋CT问世 ?1998年4层螺旋CT应用于临床 ?1993年双排CT研制成功 ?1989年螺旋CT应用于临床 ?1983年电子束CT(EBCT)研制成功 ?1978年国内开始引进CT ?1974年全身CT应用于临床 ?1972年CT正式应用于临床 CT发展史 ——传统CT ?CT分代扫描方式检测器数量 X线束形态扫描时间用途 ?第一代:平移/旋转一个直线形 4-5分/层头颅 ?第二代:平移/旋转几十个小扇形 18秒/层头腹

?第三代:旋转/旋转几百个大扇形 2-4秒/层全身 ?第四代:旋转/固定几千个大扇形 1-4秒/层全身 ?第五代: 电子束CT ?第六代: 螺旋CT CT发展史 ——传统CT ?CT分代扫描方式检测器数量 X线束形态扫描时间用途 ?第一代:平移/旋转一个直线形 4-5分/层头颅 CT发展史 ——传统CT ?CT分代扫描方式检测器数量 X线束形态扫描时间用途 ?第二代:平移/旋转几十个小扇形 18秒/层头腹 CT发展史 ——传统CT ?CT分代扫描方式检测器数量 X线束形态扫描时间用途 ?第三代:旋转/旋转几百个大扇形 2-4秒/层全身 CT发展史 ——传统CT 小结:X线成像与常规CT成像的异同点 相同点:X线、灰阶图像 不同点 X照片:X线穿透人体后在胶片上形成潜影,经显定影处理后得到X线图像。 CT成像:安装于扫描机架上的X线管发射X线,X线管与探测器环绕患者做机械性往复运动,X线穿透扫描层面后被探测器检测并转化为电流信号,再转化为数字信号,由计算机实现横断面图像重建。 CT发展史 ——电子束CT 的概念 ?1982年设计成功。由电子枪发射电子束,经偏转线圈偏转,形成4束电子束同时打击钨靶,产生X线,并用于成像。其显著特点就是扫描速度快(可短到40ms/层),密度与空间分辨率高。主要用于心脏大血管病变检查。设备非常昂贵,国内装机量少。 CT发展史

光电成像原理与应用复习资料

1、光电效应应按部位不同分为内光电效应和外光电效应，内光电效应包括（光电导）和（光伏效应）。 2、真空光电器件是一种基于（外光电）效应的器件，它包括（光电管）和（光电倍增管）。 3、光电导器件是基于半导体材料的（光电导）效应制成的，最典型的光电导器件是（光敏电阻）。 4、硅光电二极管在反偏置条件下的工作模式为（光电导），在零偏置条件下的工作模式为（光伏模式）。 5、变象管是一种能把各种（不可见）辐射图像转换成为（可见）图像的真空光电成像器件。 6、固体成像器件电荷转移通道主要有两大类，一类是（SCCD），另一类是（BCCD）。 7、光电技术室（光子技术）和（电子技术）相结合而形成的一门技术。 8、场致发光有（直流）、（交流）和结型三种形态。 9、常用的光电阴极有（正电子亲合势光电阴极）和（负电子亲合势光电阴极），正电子亲和势材料光电阴极有哪些（Ag-O-Cs,单碱锑化物，多碱锑化物）。 10、根据衬底材料的不同，硅光电二极管可分为（2DU）型和（2CU）型两种。 11、像增强器是一种能把（微弱）增强到可以使人眼直接观察的真空光电成像器件，因此也称为（微光管）。 12、光导纤维简称光纤，光纤有（纤芯）、（包层）及（外套）组成。 13、光源按光波在时间，空间上的相位特征可分为（相干）和（非相干）光源。 14、光纤的色散有材料色散、（波导色散）和（多模色散）。 15、光纤面板按传像性能分为（普通OFP）、（变放大率的锥形OFP）和（传递倒像的扭像器）。 16、光纤的数值孔径表达式为（），它是光纤的一个基本参数、它反映了光纤的（集光）能力。 17、真空光电器件是基于（外光电）效应的光电探测器，他的结构特点是有一个（真空管），其他元件都置于（真空管）。 18、根据衬底材料的不同，硅光电电池可分为（2DR）型和（2CR）型两种。 19、根据衬底材料的不同，硅光点二、三级管可分为（3DU）型和（3CU）型两种。 20、为了从数量上描述人眼对各种波长辐射能的相对敏感度，引入视见函数V（f）, 视见函数有（明视见函数）和（暗视见函数）。 21、PMT有哪几部分组成？并说明店子光学系统的作用是什么？PMT的工作原理？ PMT主要由入射窗口、光电阴极、电子光学系统、电子倍增系统和阳极五个主要部分组成。 电子光学系统的主要作用有两点: 1、使光电阴极发射的光电子尽可能全部汇聚到第一倍增极上，而将其他部分的杂散热电子散射掉，提高信噪比. 2 . PMT的工作原理 1．光子透过入射窗口入射在光电阴极K上 2．光电阴极K受光照激发，表面发射光电子 3．光电子被电子光学系统加速和聚焦后入射到第一倍增极D1上，将 发射出比入射电子数更多的二次电子。入射电子经N级倍增后， 光电子数就放大N次. 4．经过倍增后的二次电子由阳极P收集起来，形成阳极光电流I p，在负载R L上产生信号电压Ｕ0。 22、PMT的倍增极结构有几种形式？个有什么特点？ 鼠笼式,盒栅式，直线聚焦型，百叶窗式，近贴栅网式，微通道板式。 23、什么是二次电子？并说明二次电子发射过程的三个阶段是什么？光电子发射过程的三步骤？ 答：当具有足够动能的电子轰击倍增极材料时，倍增极表面将发射新的电子。称入射的电子为一次电子，从倍增极表面发射的电子为二次电子。 二次电子发射过程的三个阶段： 1) 材料吸收一次电子的能量，激发体内电子到高能态，这些受激电子称为内二次电子； 2) 内二次电子中初速指向表面的那一部分向表面运动，在运动中因散射而损失部分能量； 3) 到达界面的内二次电子中能量大于表面势垒的电子发射到真空中，成为二次电子。 24、简述Si-PIN光电二极管的结构特点，并说明Si-PIN管的频率特性为什么比普通光电二极管好？p69 25、简述常用像增强器的类型？并指出什么是第一、第二和第三代像增强器，第四代像增强器在在第三代基础上突破的两个技术室什么？p130 1). 级联式像增强器2) 第2代像增强器（微通道板像增强器）3).第3代像增强器4).第4代像增强器 26、什么是光电子技术?光电子技术以什么为特征？ 光电子技术是：光子技术与电子技术相结合而形成的一门技术。主要研究光与物质中的电子相互作用及其能量相互转

光电技术及应用

《光电技术及应用》期末总结 在本学期开始选课时，很惊喜的看到我院的牛憨笨院士竟然开了一门课，《光电技术及应用》，作为光电工程学院一名学生的我，果断的就选报了。 本课程由牛憨笨院士主讲，作为学院的最高领导人，他总能给我们用课件展示最新的光电类科学技术，以及以后哪方面是研究的主导。 记得院士曾给我们讲过最新关于激光科技的研究发展情况，而我这对激光有着一定的兴趣，所以自然而然的更加关注。 激光历史 世界上第一台激光器诞生于1960年，我国于1961年研制出第一台激光器，40多年来，激光技术与应用发展迅猛，已与多个学科相结合形成多个应用技术领域。这些交叉技术与新的学科的出现，大大地推动了传统产业和新兴产业的发展。 激光产生 物质与光相互作用的规律 光与物质的相互作用，实质上是组成物质的微观粒子吸收或辐射光子，同时改变自身运动状况的表现。 1. 受激吸收 处于较低能级的粒子在受到外界的激发，吸收了能量时，跃迁到与此能量相对应的较高能级。这种跃迁称为受激吸收。 2. 自发辐射 粒子受到激发而进入的高能态，不是粒子的稳定状态，如存在着可以接纳粒子的较低能级，即使没有外界作用，粒子也有一定的概率，自发地从高能级（E2）向低能级（E1）跃迁，同时辐射出能量为（E2-E1）的光子，光子频率 =（E2-E1）/h。这种辐射过程称为自发辐射。 3. 受激辐射、激光 1917年爱因斯坦从理论上指出：除自发辐射外，处于高能级E2上的粒子还可以另一方式跃迁到较低能级。他指出当频率为=（E2-E1）/h的光子入射时，也会引发粒子以一定的概率，迅速地从能级E2跃迁到能级E1，同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子，这个过程称为受激辐射。 近几年中国激光产业发展情况 激光精密切割的国产发电机转子成功地应用于三峡工程水轮发电机组，激光切割的零部件应用于航天工程……中国激光器及成套设备制造水平近年来大幅提升。 激光技术作为一种新的科学技术有着广阔的应用前景。快速、精准是其最大的优势，激光不仅能够在精密仪器上打标，也可以快速的对地毯等进行切割。激光机在现代的工业事业上功不可没。推进了工业的快速发展。 激光走进了人们的生活同时也加速了人类社会的进步。相信在不久的将来，激光将会渗透到社会生活的方方面面。 激光应用 光纤通信，光纤常被电信公司用于传达电话、构建网络等。跟传统的铜线相比光纤的信号衰减小、抗干扰能力高，。 军事科技 激光在科技、军事上的应用也有很多。 工业生产 激光在工业上的应用也非常的广泛。如激光打标、激光打孔、激光裁床、激光切割、

《光电技术应用》期刊论文模板

《光电技术应用》期刊论文模板 说明：此“论文模板”仅供修改体例格式时参考，红色为说明性文字。 基于测角信息的机动目标轨迹预测研究（3号黑体） （论文题目要精炼、醒目，一般不超过20个字。） 陈海霞1，赵猷肄1，董军章2（小4号楷体）（1．光电系统信息控制技术国家级实验室，河北三河 065201；2。东北电子技术研究所，辽宁锦州 121000） （6号宋体） 作者姓名之间用逗号隔开；单位排在姓名之下，单位名称用全称，后加逗号排所在省、市及邮编。不同的作者单位之间用分号隔开。并顺序编号，并在作者姓名右上脚用单位序号标注。 摘要（小5号黑体）：在地面固定单站对机动目标的无源轨迹预测中，地面固定单站仅提供目标方位角和高低角信息，而没有提供目标距离信息。因此，目标 飞行轨迹的预测只能依靠已有的角度信息进行。在无测距信息的情况下，根据匀加 速运动和等高飞行2个弱条件假设，提出了仅利用测角系统测得的空中机动目标的 高低角和方位角进行目标飞行轨迹预测的算法，并对算法进行了仿真测试。仿真试 验结果表明该预测算法角度预测误差在毫弧度以下。（小5号宋体） 摘要中一般不出现公式，去掉“本文”字样，不出现参考文献序号。中 文摘要应在150字以上。 关键词：测角；高低角；方位角；轨迹预测 关键词尽量选用《CA》关键词表中提供的规范词，一般列3～6个关键词，词间加分号。 中图分类号:TN911.73;TP391.9 文献标识码:A 文章编号：1673-1255（2009）04-0006-04 可列出一个或一个以上中图分类号，按《中国图书分类法》第四版确定。 Estimation of Mobile Target Track Based on Angular Information（4号黑正体）英文题目与中文题目相对应，略云题目中的冠词，去掉“study on”等字样。 CHEN Hai-xia1，ZHAO You-yi1，DONG Jun-zhang2（5号白正体） （National Laboratory of Electro-Optic System Technology,Sanhe 065201,China；2。）Northeast Research Institute of Electronics Technology，Jinzhou 121000,China)（小5号白斜体） 英文作者姓名之间用逗号隔开。姓用大写字母，名首字母大写，用“-”连接。单位名称用全称， 不用缩写，如”Lab.”。 Abstract：In the passive estimation of mobile target track, the stationary ground platform only provides angular information but no distance information. So, the target flying track must be estimated solely with the existing angular information. A new algorithm, based on uniform acceleration and constant altitude flying mode hypothesis, is presented to estimate the mobile target track according to the measured angular information. A simulation model was built to test the performance of the algorithm. The experimental results show that the estimation algorithm can reduce the angular error to milli-radian or less. 英文摘要应包括论文研究目的、方法、结果和结论的主要内容，可比中文

光电技术的应用

引言 光电子技术确切称为信息光电子技术。20世纪60年代激光问世以来，最初应用于激光测距等少数应用，到70年代，由于有了室温下连续工作的半导体激光器和传输损耗很低的光纤，光电子技术才迅速发展起来。全世界铺设的通信光纤总长超过1000万公里，主要用于建设宽带综合业务数字通信网。以光盘为代表的信息存储和激光打印机、复印机和发光二极管大屏幕现实为代表的信息显示技术成为市场最大的电子产品。人们对光电神经网络计算机技术抱有很大希望，希望获得功耗低、响应带宽很大，噪音低的光电子技术。 当今全球范围内，已经公认光电子产业是本世纪的第一主导产业，是经济发展的制高点，光电子产业的战略地位是不言而喻的。鉴于此，光电子技术应用的开发被世界各国所关注，新的应用领域也在不断发现中。 我国光电子技术和发展，从“六五”起步，开始发展以激光技术为主的光电子技术。1987年科技部把信息光电子列入“863”计划，给予支持，激光科学技术的研究和发展受到国家的很大重视，在国防建设和社会应用上起了重要作用。我国光电子产业的原始基础是军事光学，军用光电子学和红外技术。自60年代以来，我国依靠自己的力量，研制出“神龙”高功率激光装置，激光分离同位素装置，军用靶场激光经纬仪，激光卫星测距仪，高速摄影机，红外扫描仪等重要的军用光电子设备，并在此过程中，形成了实力雄厚的10多个光电子技术研究基地。70年代末，光纤通信的研究和开发也在我国兴起。80年代中期光盘技术和光电平面显示技术也得到发展。我国在"八五"计划期间对一些光电器件企业进行了技术改造，已在"九五"计划中产生了效益。例如，12英寸彩色液晶显示屏已经在1996年投产。国家重大成套通信设备2.5Gbps同步数字系列（SDH）光通信系统，于1997年研制开发成功，现已广泛应用于国家通信骨干网的建设[1]。 总之，我国的光电子技术经过“七五”入轨，“八五”攻坚和“九五”拼搏，在信息光电子方面取得了可喜的成绩。而我国光电子技术理论的迅速发展，更为该领域的可持续发展奠定了坚实的基础。理论是发展的基础，发展是理论的延续。对于较新兴的技术领域更是如此。近年来，我国光电子技术理论论文发表数量逐年增加，论文年平均增长率在光电子技术领域的所有专业中最高，这为光电子技术的进一步发展和产业化奠定了厚实的基础。