??fs ??B?2?s即超声波频率的改变会导致光布拉格衍射角的改变。为保持布拉格衍射条件，就必须改变超声波的传播方向，以实现布拉格角的跟踪，通常采用列阵接触器，通过控制各列阵元间的位相差，控制合成超声波前的传播方向。
3、光辐射探测有哪些方法？各自利用光子的什么特征？
答：（1）光压法：利用光的量子特性，当光子投射在反射表面上被反射时，根据冲量定理， F??t??p。 （2）光热法：利用物质吸收光能后，温度升高或温度升高而引起物质的某个参数变化来探测光能
量。
（3）光电法：利用材料的光电效应，直接将光子能量传递给电子，使电子的状态发生变化，从而改
变材料的导电特性，实现对光子能量的测量。
4、通常的热电探测器有什么特点？热释电探测器的特点、工作 原理？
答：（1）光热探测器是利用物质吸收光能后，温度升高或温度升高而引起物质的某个参数变化来探
测光能量的探测器。其特点是光谱响应范围宽，并且响应均匀，除热释电探测器外响应速度均较慢。
（2）热释电探测器的特点是：响应光谱范围宽、均匀，响应速度快。
工作原理是：利用铁电晶体具有的相变记忆特性，极化铁电晶体，使其产生各向异性，出现宏观
偶极矩，在与偶极矩垂直的表面上出现束缚电荷，进而产生电势差；在低于居里温度范围T 此晶体吸收光能量，温度升高时，电势差减小；只要定标电势差与光能量间的关系，就能通过测量电势差获得光能量。 作业十一 1、真空光电管的结构？基于什么效应？ 答：真空光电管由光电阴极、阳极和真空罩组成。基于外光电效应。 2、光电倍增管的结构，倍增原理？二次倍增体？（二次电子发射体） 答：（1）光电倍增管的结构如下图，由光电阴极、输入系统，倍增系统和输出系统组成。 原理：利用二次电子发射体制成的倍增电极对阴极受光照产生的电子进行多级放大。具体过程为： 光照射在光阴极上，电子从阴极上飞出，进入放大系统，逐次打在各个倍增极上，每个倍增极上被打出更多的电子，最后全部被阳极收集，形成电流输出。 （2）二次倍增体指具有二次电子发射能力的物体。 3、通道式倍增管（CEM）的结构，工作原理？增益饱和效应？ 答：通道式倍增管（CEM）的结构如图。 工作原理：如上图所示为CEM，管内壁涂高阻值的导电层，并具有?>3的二次发射系数。电子或光 子从低电压端入射到管壁产生电子，在均匀电场的加速下，电子与管内壁多次碰撞，产生倍增电子，在高压端输出，可达到108的增益。 增益饱和效应：当输出脉冲电子数约为3X108个时，增益就趋于饱和。引起饱和的物理原因是输 出端的负空间电荷场排斥来自管壁的二次电子，使其不能获得足够的动能再次碰撞管壁产生二次电子。 作业十二 1、光电导探测原理？基于什么效应？ 答：光电导探测器基于内光电效应。即电子吸收光子能量后，从价带激发到导带，使光电导的电导率 发生变化，即光敏电阻。 2、光电导增益原理？ 答：增益指输出电子与产生电子－空穴对数目的比值。光电导增益原理：起源于“电荷放大”效应，半导体中的杂质能级（位于禁带中）会捕获少数载流子，如N型（P型）光电导的空穴（电子）会被杂质能级捕获，使光电导带正电（负电），而吸引负极（正极）的电子（空穴）进入光电导，在电场作用下漂移到正极（负极），这就相当于增加了电子（空穴）的产生率。 3、光电池与光电二极管的异同？ 答：p-n结型光电二极管的结构实际上与光电池完全相同，只是反向响应而已。如图所示，光电二极管被反偏置，即工作在伏安特性曲线的的第三象限，而光电池工作在第四象限。 4、光电二极管、PIN、雪崩二极管的异同？ 答：三者都是基于p-n结的结型光电探测器，工作在伏安特性曲线的第三象限。 光电二极管结构如下图所示。光电二极管的反向偏置电压主要施加在p-n结的耗尽层上，而非耗尽层的P、N端的电压降很小，电子在非耗尽区运动主要是靠浓度扩散，所以电子运动速度慢，导致普 -7 通p-n结型光电二极管的响应速度慢，响应时间在10s量级。 PIN型光电二极管的结构如下图所示，它由P、N型半导体间夹一本征半导体层，而P、N端的厚度很薄。所以，反偏置电压近似均匀分布在整个PIN结上，电子在电场作用下快速漂移运动，减小了电 -9 子的渡越时间，提高了响应速度。响应时间在10s量级。 雪崩二极管的结构和普通二极管的类似，只是在p-n结区增加了一个保护环，以提高p-n结的反向击穿电压。雪崩二极管的工作原理：施加接近反向击穿电压的反向偏置电压，使耗尽区的电场强度达5 10伏/厘米，光生电子在强电场加速下，获得高的动能，当与晶格发生碰撞时，使晶格电离形成二次电子。二次电子再被强电场加速，再次与晶格碰撞，使其电离产生二次电子，这个过程继续下去，称为雪崩过程，雪崩过程使电子数剧增，产生大的增益。 雪崩型光电二极管，它既响应快，又具有高的增益。所以具有高的光电灵敏度，接近光电倍增管。 作业十三 1． 变象管与象增加器的异同？ 答：相同之处：两者都属象管，基本原理类似，即利用光电阴极将可见或不可见图象转换为光电子图 象，利用具有成象和电子动能增强二合一功能的电子透镜或MCP将光电子图象增强并成象到荧光屏上，轰击荧光屏发出足够亮度的可见光谱图象。结构也类似，即由输入系统、电子光学成象和增强系统、输出系统和真空外壳组成。 相异之处：变象管是把不可见光谱图象转化为可见图象的成象器件，而象增强器则是增强微弱图象到可视亮度的成象器件。即变象管改变的是图象光谱的波长（即单个光子的能量），而象增强器改变的是图象的光强（即光子数）。 2．选通式变象管的结构，工作原理，优点？ 答： 结构如下图 工作原理：锥形聚焦电极产生固定焦距的准球形静电场，物-象共轭面接近球面，象的位置和放大率与两极间电压无关，完全由电极形状决定。用光纤面板实现平面-球面的转换。在阴极前增加了控制栅极,当栅极电压低于阴极电压－ 90V时，变象管截止，而比阴极电压高175V时，变象管导通。 优点：与脉冲照明光同步工作，只接受来自确定距离的景物的反射光信号，而此景物前后的反射光（信号和噪声）被阻止。所以信噪比高。通过扫描栅极脉冲电压相对于照明脉冲光的延迟时间，就可以选择观察不同距离的景物。 3． 象管与摄象器件的异同？ 答：相同点：两者均是针对图象的转换器件。对光图象的处理，均经由光电转换来完成。其结构中均包括光电转换元件。 不同点：两者光转换的目的和结果不同。象管转换的图象最终由人眼观察，因此光电转换后使光电子轰击荧光屏，最终产生有足够亮度的可见光谱图象。而摄象器件的目的是实现图象的存储、传输，因此光电转换之后，最终将电信号进一步转换存储或进行传输。 4. 光电异摄像管的结构与工作原理？ 答：光电导摄像管由光电导靶和扫描电子枪组成。光电导靶兼做光电转换和电信号存储元件。电子枪做扫描读出器件。结构如下图： 工作过程： （1） 电子束扫描光电导上所有象素，并带相同负电。而信号输出面加正电，所以光电导内形成电场，方向指向负极。 （2） 学图象照射光电导靶，使光电导内产生电子空穴对，在电场作用下，电子漂向正极，流入电 源。而空穴漂向负极，与原来扫描时留下的电子复合，使负极电位升高。 （3） 由于不同象素上的光强度不同，所以，负极电位升高量不同，这样光学亮暗图象就转换为负 极的电位高低分布图。保存时间由漏电流大小确定。 （4） 电子束扫描读出电位图象，并重新初始化光电导阴极电位。电子束再次扫描光电导，将阴极电位初始回低电位，就会引起充电电流流过负载电阻，并通过负载电阻转化为电压信号，此电压信号的大小正比于被充电光电导象素的阴极电位高低。 作业十四 1. CCD的含义？CCD以何种方式存储信号？ 答：CCD，即Charge Coupled Device，电荷耦合器件。CCD是通过其MOS结构，控制金属的栅极电压，引起半导体能带倾斜，形成势阱，来存储电荷信号。 2. 线阵和面阵CCD各有哪些结构、优缺点？说明为何两相线阵CCD不能采用并行转移？ 答：线阵CCD器件，根据转移寄存器的结构，可分为单线和双线结构。 单线结构CCD，转移寄存器与感光单元并行排列，两者间通过转移栅连接。 双线结构CCD的转移寄存器按奇、偶序号分别排在CCD的两侧，与单线结构CCD相比具有更高的空间分辨率。 面阵CCD为二维成象器件。按传输结构的不同，仍然可以分为两种：行间传输结构和帧传输结构 帧传输结构中，光敏区和暂存区分别分为两部分。 缺点：帧转移时间较长，信号串扰 (smear) 较严重。设置快门，转移期间关闭光。 行间传输结构CCD中，光敏CCD列与暂存CCD列交替排列，一列光敏元和一列暂存CCD夹一个垂直转移栅，组成一组。多个这样的组水平排列，组间由高阻沟道隔开。