光纤与光电技术综合实验复习资料

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1、光电系统设计复习提纲基本概念1.根据系统工作的基本目的，通常光电系统可以分为哪两大类？1.信息光电系统。例如：光电测绘仪器仪表、光电成像系统、光电搜索与跟踪系统、光电检测系统、光通信系统。2.能量光电系统。例如：激光武器、激光加工设备、太阳能光伏发电、“绿色”照明系统。2.光电系统的研发过程需要哪些学科理论与技术的相互配合？光电系统的研发需要多种学科互相配合，它是物理学、光学、光谱学、电子学、微电子学、半导体技术、自动控制、精密机械、材料学等学科的相互促进和渗透。3.光学系统设计基本要求包括哪些？基本要求包括：性能、构型选择、和可制造性三个方面。4.光

2、学系统设计技术要求包括哪些？技术要求包括：基本结构参数（物距、成像形式、像距、F数或数值孔径、放大率、全视场、透过率、焦距、渐晕）；成像性质要求（探测器类型、主波长、光谱范围、光谱权重、调制传递函数、RMS波前素衰减、能量中心度、畸变）；机械和包装要求；其他具体要求。5.望远物镜设计中需要校正的像差主要是哪些？球差、慧差和轴向色差6.目镜设计中需要校正的像差主要是哪些？像散、垂轴色差和慧差7.显微物镜设计中需要校正的像差主要是哪些？球差、轴向色差和正弦差，特别是减小高级像差8.几何像差主要有哪些？几何像差主要有七种：球差、慧差、象散、场曲、畸变、轴向色

3、差和垂轴色差。9.用于一般辐射测量的探头有哪些？光电二极管10.可用于微弱辐射测量的探头有哪些？光电倍增管11.常用光源中哪些灯的显色性较好？常用光源中，白炽灯、卤钨灯、氙灯的显色性较好；12.何谓太阳常数？太阳常数——在地球-太阳的年平均距离，大气层外太阳对地球的的辐照度(1367±7)W·m-213.太阳对地球的辐照能量在哪个光谱区比例最大？太阳对地球的辐照度值在不同光谱区的比例为：紫外区6.46%；可见区46.25%；红外区47.29%14.对用于可见光和近红外的光学系统，主要是什么因素影响其像质？因波长较短，影响像质的主要是各种像差；15.对用

4、于中远红外的光学系统，主要是什么因素影响其像质？用于中远红外的光学系统，影响像质的主要因素是衍射可见光和近红外的光学系统，16.对非线性光电探测器件的电路设计计算常用的方法有哪些？由于光电检测器件伏安特性是非线性的，一般采用非线性电路的图解法和分段线性化的解析法来计算。基本计算1.光电探测系统物镜口径、焦距、F数、视场角、探测器光敏面尺寸之间的关系（1）光电探测器的大小和对应视场的关系系统半视场角：ω=d/2f’=d/2FDd——圆形探测光敏面的直径f’——物镜焦距D——系统物镜的口径系统的F数：F=f’/D=d/2ωD系统的数值孔径：N﹒A=n’si

5、nu’=n’/2Fu’——系统的孔径角n’——物方空间的折射率上述关系决定了对F数以及探测器直径的限制1.焦深与景深，景深与物镜的焦距、口径、F数的关系？焦深——若成像面相对于理想像面前后移动一小量ΔL，像仍比较清晰，就把这种移动距离的极限范围2ΔL0称为焦深。以衍射为极限的焦深：2ΔL0=4λF2/n’n’λ/μmF2ΔL0/μmF2ΔL0/μm10.52843214264425611021604640景深——在物方空间，物体沿光轴方向移动，只要其像面移动不超过焦深，则仍可得到清晰的像，所以对应焦深在物空间的可清晰成像的范围称为景深。利用牛顿成像公式

6、，可得到景深为：其中：x为物平面到光学系统物方焦点的距离，f为光学系统的焦距。2.光电二极管线性光电变换电路设计计算。4章3.光电池线性光电变换电路设计计算。4章4.独立光伏发电系统光伏阵列容量、组件数、发电量的设计计算6章基本设计产品尺寸自动光电检测分拣线的原理设计与方案论述。在工业生产中，常需对被加工产品的长度尺寸进行分选，以确定其是否合格，而毋需测出其精确数值。物体长度的光电检测系统可以自动快速地执行上述任务。缺陷：物体移动速度的变化会影响检测结果的可靠性利用两个光电传感器和继电器判别长度不足：继电器动作慢、体积大、寿命短利用门电路检测物体的长度

7、问题：如果合格品长度标准有确定范围，大于标准上限和小于标准下限的产品均为不合格，其自动光电检测系统应如何设计？