《光电系统设题目及答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光电系统设题目及答案（6页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、一、简答题 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？答：(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、光通信系统等。(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”照明系统等。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？ 答：光电系统的发展需要多种学科相互配合。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。应用各学科的最 新成果，将使光电系统不断创新和发展。3、光学系统设计基本要求包括哪些？ 答：基本要求包括：性能、构型选择、和
2、可制造性三个方面。4、光学系统设计技术要求包括哪些？答：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)；成像质量要求(探测器类型、主波长、光谱范围、光谱权重、调制传递函数、 RMS 波前衰减、能量中心度、畸变)；机械和包装要求；其它具体要求。5、望远物镜设计中需要校正的像差主要是哪些？ 答：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？ 答：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？ 答：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？ 答：几何像差主要有七种：球差、慧差、象散、场曲、畸变、
3、轴向色差和垂轴色差。9、用于一般辐射测量的探头有哪些？ 答：光电二极管 10、可用于微弱辐射测量的探头有哪些？答：光电倍增管 11、常用光源中哪些灯的显色性较好？ 答：常用光源中，白炽灯、卤钨灯、氙灯的显色性较好。(高压汞灯、高压钠灯的显色性较 差) 12、何谓太阳常数？答：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 (13677)W m-213、太阳对地球的辐照能量在哪个光谱区比例最大？ 答：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？ 答：因
4、波长较短，影响像质的主要是各种像差15、对用于中远红外的光学系统，主要是什么因素影响其像质？ 答：用于中远红外的光学系统，影响像质的主要因素是衍射。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？ 答：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。二、计算题1、已知某光电探测器件的圆形光敏面直径为4.0mm,要求探测系统的视场角不小于10求: （1）探测系统物镜的焦距；（2）若要求系统的F数为4,则物镜的口径应是多大？解：（1）-2o10 匕5：.f W0 4mm5 .DWO1mm2、某航测红外成像系统的工作波长为io，要求对平均距离为1
5、万米处的目标成像的景深 不小于1千米，则成像物镜的口径应多大？若要求系统的f数为2,物镜焦距应为多大？ 解.解.（1）入二lOMm = 104m n =1nJ*D2&M103U.DW2n1*D2八（2） TF 二 - DW2m .fW4mDF 3、某型号光电二极管的最高工作电压为20伏，在端电压10伏时，其暗电流和1000 lx光照 度下的电流分别为W0.2AA和三80叭，若用该器件构成一个线性光电变换电路，求:(1)画 出其基本原理电路；(2)若要求该电路的输出电压灵敏度25mV/lx,其负载电阻值应多大？；(3)若该光电管伏安特性转折电压为2伏，则上述电路线性响应的光照度上限是多少？ 解:
6、(1)如图(2) U=10V要输出点压灵敏度M5V/1Xb则其中u(i)=叮i*rl sv/lxE =1000 ix ,I =80mA 时 R 最大VmhL则得Rl 62, 5kn1000 lx1J转折电压匕=2V最大光照度时有公式G百U(二蚀-叫札二-EJG丄=GW。10 - 2久- 6.4 * io_s/ngl=-= 1-6 - io-5., n最大功率输出条件：G丄=Cr.j GG = -4. 8* 10 s/lS0*10_624 _ &Ey 1000!x1010A/I4、已知某型号光电池在功率为lmW的绿激光照射下的短路电流为48AA，开路电压为 0.566V,若用的该光电池组成一双量
7、程无偏置线性电压输出激光功率探头，量程分别是2mW 和20mW。求：（1）画出探头的原理电路；（2）用近似图解法求解探头电路中的负载电阻值。5、某住宅拟建独立光伏发电系统，住宅内年总用电量为3600kW.h，设置场所的年平均每 天太阳照射量为3.80 kW - h/m2，最大可设置面积为44 m2，太阳能电池组件的参数为：标 称功率100W,标称电压35V,面积980mmX890mm，求：（1）可安装的最大太阳能电池阵列 标称容量是多少？ （2）若设计余量系数R取1.1,综合设计系数K取0.65，则满足年消费 电量的必要太阳能电池阵列容量是多少？（3）若光伏功率控制系统要求输入电压为DC220
8、V， 满足年消费电量的必要太阳能电池组件数是多少？解：卩=册7七044常依存率D=1AS HaK3.80fcPT h/ffl20.65=4.392kVr（3）太阳能电池组件的必要块数:1OOW4,39ZkW100W=43.9244太阳能电池组件的串联块数：Z20V 由功率调节器输入电压除以单块组件输出电压：Xy :.单串组件面积约6m2,输出功率600W太阳能电池组件可并联最大串数皿= = 7.33亠8最大设计组件容量P =600W*8=4800WAM年发电量估算,按最大并联数估算：EP =Gs =8 末(jcPK h)=4327.4kW h能满足年消费3600kW h电量的需要。6、某生产线上需要设计一个产品尺寸自动光电检测分拣线，检测标准是：对尺寸在一定范 围内的产品视为合格品，超出该范围的产品视为不合格品。请设计出满足上述功能要求的原 理图，并对其结构、原理予以论述。设计：（自己选其中一种方案）方案一：nHI M-15D笙SK陀时科MH恂*曲杞址原理：利用光电传感器和继电器判别长度 缺陷：物体移动速度的变化会影响检测结果的可靠性 方案二：、 %紂Cbl甸1 I貝聊弼卜盖电仏够事毘刈杓休旳堆原理：利用门电路检测物体的长度 不足：继电器动作慢、体积大、寿命短
光电系统设题目及答案
