南京理工大學光電檢測習題解答

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南京理工大學光電檢測課后習題答案一、舉例說明你說明白的檢測系統(tǒng)的工作原理。光電檢測技術在工業(yè)生產(chǎn)領域中的應用：在線檢測：零件尺寸、產(chǎn)品缺點、裝配定位…光電檢測技術在日常生活中的應用：家用電器——數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機：自動對焦---紅外測距傳感器自動感應燈：亮度檢測---光敏電阻空調(diào)、冰箱、電飯煲：溫度檢測---熱敏電阻、熱電偶遙控接收：紅外檢測---光敏二極管、光敏三極管可視對講、可視：圖像獵取---面陣CCD醫(yī)療衛(wèi)生——數(shù)字體溫計：接觸式---熱敏電阻，非接觸式---紅別傳感器CCD紅外傳輸數(shù)據(jù)：紅外檢測---光敏二極管、光敏三極管光電檢測技術在軍事上的應用：夜視對準機系統(tǒng)：非冷卻紅別傳感器技術激光測距儀：可準確的定位目標光電檢測技術應用實例簡介點鈔機激光檢測—激光光源的應用 用必定波長的紅外激光照耀第五版人民幣上的熒光字，會使熒光字產(chǎn)生必定波長的激光，通過對此激光的檢測可區(qū)分鈔票的真假。由于仿造困難，故用于辨?zhèn)魏軠蚀_。紅外穿透檢測—紅外信號的檢測紅外穿透的工作原理是利用人民幣的紙張比較結實同，利用這一原理，能夠?qū)崿F(xiàn)辨?zhèn)巍晒夥从车臋z測—熒光信號的檢測熒光檢測的工作原理是針對人民幣的紙質(zhì)進展檢〔含％以上的優(yōu)質(zhì)棉花般紙進展制造，經(jīng)漂白處置后的紙張在紫外線〔波長為365nm的藍光〕的照耀下會顯現(xiàn)熒光反映〔在紫外線的激發(fā)下衍射出波長為m的藍光，人民幣那么沒有熒光反鈔票真假。紙寬的檢測—紅外發(fā)光二極管及接收二極管的應用主假設是用于依照鈔票通過此紅外發(fā)光及接收二極管所用的時刻及電機的轉速來間接的計算出鈔票的寬度態(tài)進展判定，比方有無卡紙等；同時也能依照鈔票的寬度判定出其面值。喂鈔臺、接鈔臺傳感器—紅外對管的應用在點鈔機的喂鈔臺和取鈔臺部份別離有一個作為有無鈔票的放射接收紅外對管，用來檢測是不是有鈔票放入或掏出。二、如何實現(xiàn)非電量的測量？傳感器接口電路是為了與傳感器協(xié)作將傳感器輸出信號轉換成低輸出電阻的電壓信號以方便后續(xù)電路的處置。一樣說來，信號都需要進一步放大并濾除噪聲。放大后的信號經(jīng)模擬/的驅(qū)動信號〔也有的傳感器不需要驅(qū)動信號，為取得更高的精度和最正確的性能，需要設計傳感器接口電路。3、阻礙檢測測量精度的要緊因素有哪些，而其中哪幾個因素有時最大體而且需要特地留意的？如視覺誤差等等。還有利用測量器具時的方式不適當造成的誤差。4、什么是噪聲和干擾？什么是有效信號？有效信號指傳遞用戶所需信息的信號動作的信號。噪聲由電路元件本身生成，最多見的例子包括寬帶噪聲、熱噪聲和閃耀噪聲等。干擾分 3部份，干擾源、耦合通道和靈敏對象。在不同空間和時刻尺度上偶然發(fā)生，不行預知。五、如何判定干擾？如何幸免干擾？〔1〕器件工作的噪聲干擾，比方說數(shù)字電路正負規(guī)律的轉換致使的〔2〔串擾和回損，〔3〕電源噪聲干擾，此刻大部份電源系統(tǒng)〔4〕地線噪聲干擾，都明白只假設是線就會存在電阻，當一條地線上掛有多個設備時，而且工作電流較大時，小電阻也會產(chǎn)生電位差，從而阻礙設備?？傊蓴_無處不在，在設計電路或畫PCB時能夠考3六、電子計數(shù)器如何實現(xiàn)既能測量頻率又能測量周期？什么原因要通過測量周期的方式來測量低頻信號的頻率？倒數(shù)運算求出來的。因此，從測頻的角度，上述測量方式也稱為倒數(shù)計數(shù)器法。數(shù)字頻率計測量頻率的原理：石英振蕩器1MHz1Hz1s的尖波信號接到操縱門的操縱端，被測信號通過放大整形變成正半波尖脈沖信號，接到么原因要通過測量周期來測定低頻型號的頻率搜尋的原因。8、試表達光電檢測系統(tǒng)的組成及特點。P6組成：光學變換時域變換：調(diào)制振幅、頻率、相位、脈寬空域變換：光學掃描光學參量調(diào)制：光強、波長、相位、偏振形成能被光電探測器接收，便于后續(xù)電學處理的光學信息。光電變換光電/熱電器件〔傳感器、變換電路、前置放大將信息變?yōu)槟軌蝌?qū)動電路處理系統(tǒng)的電信息〔電信號的放大和處理。電路處置放大、濾波、調(diào)制、解調(diào)、A/D、D/A、微機與接口、掌握。2章一、簡述光電效應的工作原理。什么是暗電流？什么是亮電流？P112.2.1暗電流指的是在無光照時，由外電壓作用下P-N結內(nèi)流過的單向電流。光敏電阻兩頭加電壓〔直流或溝通。無光照時，阻值特地大，電流〔暗電流〕很??；光照時，光生載流子快速增加，阻值急劇削減，在外場作用下，光生載流子沿必定方向運動，形成亮電流。二、簡述光生伏特效應的工作原理。什么原因光伏效應器件比光電導效應器件有更快的響應速度？1PNnpPN結上加一個正〔2〕度。3、簡述光熱效應工作原理。熱電檢測器件有哪些特點？P154、比較光電效應和熱電效應在作用機理、性能及應用特點等方面的不同?！不虿ㄩL〕表現(xiàn)出選擇性。在光子牽引效應和光電磁效應等?！不虿ㄩL〕沒有選擇性，因此物質(zhì)溫度的轉變僅打算于光功率〔或其轉變率，而與入射光輻射的光譜受環(huán)境溫度轉變的阻礙。光熱效應包括熱釋電效應、溫差電效應和測熱輻射計效應等3一、試說明什么原因本征光電導器件在越微弱的輻射作用下，時刻響應越長，靈敏度越高。二、關于同一種型號的光敏電阻來講，在不同光照度和不同環(huán)境溫度下，其光電導靈敏度與時刻常數(shù)是不是一樣？什么原因？假設是照度一樣而溫度不同時情形又會如何？3、什么原因結型光電器件在正向偏置時，沒有明顯的光電效應？它必需在哪一種偏置狀態(tài)？什么原因？答：由于p-n結在外加正向偏壓時，即便沒有光照，電流也隨著電壓指數(shù)級在增加，因此有光照時，光電效應不明顯。p-n結必需在反向偏壓的狀態(tài)下，有明顯的光電效應產(chǎn)生，這是由于p-n加。43-703CdS五、光電導器件響應時刻〔頻率特性〕受哪些因素限制？光伏器件與光電導器件工作頻率哪個高？實際利歷時如何改善其工作頻率響應？響應時刻要緊受光電導器件中載流子的平均壽命即減小光伏器件的受光面積；③適當增加工作電壓。六、硅光電池的開路電壓什么原因隨著溫度的上升而下降？阻礙光電倍增管工作的環(huán)境因素有哪些？如何削減這些因素的阻礙？作用減弱，從而起阻擋作用的p-n結勢壘高度也就降低。從Fermi能級的轉變上來明白得：Fermi〔即趨于本征化Fermi能級之差也就越小，因此p-n作溫度對光電倍增管的響應度也會帶來不同程度的阻礙夠削減熱電子放射,從而降低暗電流。另外,光電倍增管的靈敏度也會受到溫度的阻礙。7、分析光電信號輸出電路工作原理。試以光電導器件為例，說明什么原因光電檢測器件的工作波長越長，工作溫度就越低？八、簡述發(fā)光二極管的發(fā)光原理及半導體激光器的工作原理。P44它們的構造簡潔說確實是三明治的夾心構造，中間的夾心是有源區(qū)。二者的構造上是相像的，可是LED沒有諧振腔，LD有諧振腔。LD工作原理是基于受激輻射、LED是基于自發(fā)輻射。LD放射功率較高、光譜較窄、直接調(diào)制帶寬較寬，而LED放射功率較小、光譜較寬、直接調(diào)制帶寬較窄。九、試判別以下結論，正確的在括號里填寫T，錯誤的那么填寫F:光電導器件在方波輻射的作用下，其上升時刻大于下降時刻。 〔F〕光敏電阻的阻值與環(huán)境溫度有關，溫度上升光陰敏電阻的阻值也隨之上升?！睺〕光敏電阻的是由于被光照后所產(chǎn)生的光生電子與空穴的復合需要很長時刻，而且，隨著復合的進展光生電子與空穴的濃度與復合概率不斷減小使得光敏電阻恢復被照前的阻值需要很長時刻。 〔T〕10、簡述光電耦合器件的工作原理？P51光電偶合器件〔簡稱光耦〕是把發(fā)光器件〔如發(fā)光二極體〕和光敏器件〔如光敏三極管〕組裝在一路，通過光線實現(xiàn)耦合組成電—光和光—電的轉換器件。1一、利用光敏電阻等器件設計樓梯內(nèi)的節(jié)能燈操縱電路及測量應用中的自動增益操縱電路。1二、試分析圖3-7〔〔〕所示的放大電路中，光敏電阻Rp的作用?！砇p強增加↑，使得Rp↓，使得同相反響支路阻值減小，輸出電壓下降。〔b〕無光照時，Rp阻值特地大，輸入近似開路，輸出電壓低。光強增加↑，使得Rp↓，使得輸入信號進入，輸出信號增大。13、什么原因在光照度增大到必定程度后，硅光電池的開路電壓再也不隨入射照度的增大而增大？硅光電池的最大開路電壓為多少？什么原因硅光電池的有載輸出電壓總小于一樣照度下的開路電壓？14、硅光電池的內(nèi)阻與哪些因素有關？在什么條件下硅光電池的輸出功率最大？極電容，串接電阻，串接電阻越小越好。明顯，存在著最正確負載電阻Ropt，在最正確負載電阻情形下負載能夠取得最大的輸出功率Pmax。1五、光生伏特器件有幾種偏置電路?各有什么特點?光生伏特器件有反向偏置電路，零偏置電路，自偏置電路。特點：自偏置電路的特點是光生伏特器件在自偏置電路中具有輸出功率，且當負載為最正確負載電阻時具有最大的輸出功率反向偏置狀態(tài)，PN結勢壘區(qū)加寬，有利于光生載流子的漂移運動，使光生伏特器件的線性路：光生伏特器件在零伏偏置下，輸出的短路電流Isc與入射輻射量〔如照度〕或線性關系轉變，因此零伏偏置電路是抱負的電流放大電路。1六、試比較硅整流二極管與硅光電二極管的伏安特性曲線，說明它們的不同。且向下平移的程度隨輻照度的不同而轉變電壓Uth值。17、寫出硅光電二極管的全電流方程，說明各項的物理意義。八、19?PN結型硅光電二極管的107Hz？如何提高硅光電二極管的頻率響應?阻礙光生伏特器件頻率響應的要緊因素有三點：1〕在PN結區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的光生載流子渡越結區(qū)的時刻τdr，即漂移時刻；2〕PN結區(qū)外產(chǎn)生的光生載流子集中到PN結區(qū)內(nèi)所需的時刻τp，即集中時刻；3〕PN結電容Cj、管芯電阻Ri及負載電阻RL組成的RC延遲時刻τRC。關于PN結型硅光電二極管，光生載流子的集中時刻τp是限制硅光電二極管頻率響應的要緊因素。由于光生載流子的集中運動很慢，因此集中時刻τp很長，約為100ns，那么107Hz。1〕減小PN結面積；2〕增加勢壘區(qū)寬度，提高材料體電阻率和增加結深；3〕適當增加工作電壓；4〕盡可能削減構造造成的散布電容；5〕增加PN結深，減小串聯(lián)電阻；6〕設計選用最正確負載阻值。20、什么原因說發(fā)光二極管的發(fā)光區(qū)在PNP區(qū)？這與電子、空穴的遷移率有關嗎？答：關于PN結注入發(fā)光的發(fā)光二極管，當PN結處于平穩(wěn)位置時，存在必定的勢壘區(qū)。當加正向偏壓時，PN結區(qū)勢壘降低，從集中區(qū)注入的大量非平穩(wěn)載流子不斷地復合發(fā)光，并要緊發(fā)生在P區(qū)。這是由于發(fā)光二極管在正向電壓的作用下，電子與空穴做相對運動，即NPN區(qū)運動。但由于電子的遷移率?N比空穴的遷移率?P20倍左右，電子特地快從N區(qū)遷移到P區(qū)，因此復合發(fā)光要緊發(fā)生在P區(qū)。LED有非平穩(wěn)載流子的相對運動，使電子由N區(qū)向P區(qū)運動，而空穴由P區(qū)向N區(qū)運動。在不加偏加或加反向偏壓的情形下，PN結內(nèi)部的漂移運動占要緊優(yōu)勢，而這種少子運動的結果是電子與空穴的復合概率小，而且表此刻數(shù)量上也是很微弱的，缺乏以使LED發(fā)光。因此，要使LED發(fā)光，必需加正向偏壓。2二、發(fā)光二極管的發(fā)光光譜由哪些因素打算？光譜的半寬度有何意義？封裝方式無關。不管什么材料制成的LE，都有一個相對光強度最強處〔光輸出最大，與之相對應有一個波長，此波長即為峰值波長pLED譜線的峰值雙側處，存在兩個光強等于峰值一半的點，別離對應pp，它們之間的寬度即為半譜線寬度，也稱半功率寬度，它是一個反映LED單色性的參數(shù)。半寬度越小，那么發(fā)光光譜單色性越好，發(fā)光功率集中于半譜線寬度內(nèi)。23、產(chǎn)生激光的三個必要條件是什么？為此需要泵浦源〕要有大量的粒子數(shù)反轉，使受激輻射足以口服損耗3〕有一個諧振腔為出射光子供給正反響及高的增益，用以維持受激輻射的持續(xù)振蕩。24、半導體激光器有什么特點？LDLEDLD光LED光？答：半導體激光器體積小，重量輕，效率高，壽命長，并可承受簡潔的注入電流的方式來泵浦。其工作電壓和電流與集成電路兼容，因此能夠與之單片集成，而且還可用高達GHz的頻率直接進展電流調(diào)制以取得高速調(diào)制的激光輸出。由于這些優(yōu)勢，它普遍應用于光通信、光LDLED發(fā)光的機理是非平穩(wěn)載流子的復合發(fā)光。由于LD的發(fā)光進程是受激輻射，單色性好，放射角小，因此有特地好的時刻和空間相干性。2件的要緊特性有哪些？合器件。由于光電耦合器件的發(fā)送端與接收端是電、磁絕緣的，只有光信息相連。同時，它算機系統(tǒng)等方面。光電耦合器件的要緊特性有〔〕具有電隔離的功能〕信號傳輸具有〕具有抗電磁干擾和噪聲的力量〔〕響應速度快〔〕有效性強〔〕既具有耦合特性又具有隔離特性。2六、舉例說明光電耦合器件能夠用在哪些方面？什么原因運算機系統(tǒng)常承受光電耦合器件？答：光電耦合器件目前在自動操縱、遙控遙測、航空技術、電子運算機和其它光電、份與輸入、輸出之間，用光電耦合器件作為接口部件，將會大大提高傳輸中的信噪比。271，而由發(fā)1？28、29、原理：半導體激光器是依托注入載流子工作的，放射激光必需具有三個大體條件：要產(chǎn)生足夠的粒子數(shù)反轉散布，即高能態(tài)粒子數(shù)足夠的大于處于低能態(tài)的粒子數(shù)；有一個適合的諧振腔能夠起到反響作用，使受激輻射光子增生，從而產(chǎn)生激光震蕩；原理：半導體激光器是依托注入載流子工作的，放射激光必需具有三個大體條件：要產(chǎn)生足夠的粒子數(shù)反轉散布，即高能態(tài)粒子數(shù)足夠的大于處于低能態(tài)的粒子數(shù)；有一個適合的諧振腔能夠起到反響作用，使受激輻射光子增生，從而產(chǎn)生激光震蕩；要知足必定的閥值條件，以使光子增益等于或大于光子的損耗。半導體激光器工作原理是鼓舞方式，利用半導體物質(zhì)〔即利用電子〕在能帶間躍遷發(fā)光，用半導體光。特點：體積小、重量輕、運轉靠得住、耗電少、效率高等。31、32、熱輻射檢測器通常分為哪兩個時期？哪個時期能夠產(chǎn)生熱電效應？第一時期：器件吸取光量而使自身溫度發(fā)生轉變，探測目的，其次階段能夠產(chǎn)生33、回路中就會有電流通過，現(xiàn)在兩頭之間就存在電動勢——熱電動勢，這確實是所謂的(Seebeck回路中就會有電流通過，現(xiàn)在兩頭之間就存在電動勢——熱電動勢，這確實是所謂的(Seebeckeffect〕。35、什么原因半導體材料常具有負溫度系數(shù)？度系數(shù)(PTC)熱敏電阻器；電阻值隨溫度上升而減小的是負溫度系數(shù)(NTC)熱敏電熱敏電阻器阻器。負溫度系數(shù)熱敏電阻是以氧化錳、氧化鈷、氧化鎳、氧化銅和氧化鋁等金屬氧化物為要緊原料，承受陶瓷工藝制造而成。這些金屬氧化物材料都具有半導體性質(zhì)，完全類似于鍺、硅晶體材料，體內(nèi)的載流子〔電子和空穴〕數(shù)量少，電阻較高；溫度上升，體內(nèi)載流子數(shù)量增加，自然電阻值降低。第四章1:總結不同類型光電檢測器確信靜態(tài)工作點的方式要緊有圖解計算法和解析計算法。答：不同類型光電檢測器確信靜態(tài)工作點的方式要緊有圖解計算法和解析計算法。2Ub=9Vb0~150μlm轉變。假設光通量在此范圍內(nèi)做正弦轉變，假設是輸出交變3V，求所需的負載電阻RL,并作出負載線。p“=15μWP‘=25μWUb=50V。求最大輸出功率時的最正確負載RL、輸出電流ΔL、輸出電壓ΔU和輸出功率PL。4-22SK=30μA/lm，陽的并聯(lián)，陰極面積為80mm2，要求信號電流IL=10-4A，計算陽極噪聲電流，負載電阻上的噪聲電壓和信噪比。第五章1：直接檢測系統(tǒng)的大體原理是什么？什么原因說直接檢測又稱為包絡檢測？所謂光電直接檢測是將待測光信號直接入射到光檢測器光敏面上，光檢測器響應于光輻射強度〔幅度〕而輸出相應的電流或電壓信號。光檢測器輸出的電流為：所謂光電直接檢測是將待測光信號直接入射到光檢測器這確實是包絡檢測的意思。2：對直接檢測系統(tǒng)來講，如何提高輸入信噪比？答：關于光電檢測系統(tǒng)來講，其噪聲要緊有三類1〕A.信號輻射產(chǎn)生的噪聲；B.背景輻射產(chǎn)生的噪聲〔2〕探測器噪聲包括：熱噪聲；散粒噪聲；產(chǎn)生—復合噪聲；1/f〔3〕信號放大及處置電路噪聲在實際的光電探測器中，由于光電轉用以以下圖表示。由圖可見：在頻率很低時，1/f噪聲起主導作用；當頻率到達中間范圍頻率1/f噪聲小、產(chǎn)生-復合噪聲為要緊噪聲的頻段上。因此，關于直接探測系統(tǒng)，提高輸入信噪比的方法有〔〕利用信號調(diào)制及選頻技術可抑制噪聲的引入白噪聲的大小與電路的頻帶寬度成正比，因此放大器應承受帶寬盡可能窄的選頻放大器或鎖相放大器?！?〕-復合噪聲。承受〔3〕承受最正確條件下的偏置電路，使信噪比〔S/N〕最大3：什么是直接檢測系統(tǒng)的量子極限？說明其物理意義。答：當入射信號光波所引發(fā)的散粒噪聲為要緊噪聲，其他噪聲可無視時，現(xiàn)在信噪比為：答：當入射信號光波所引發(fā)的散粒噪聲為要緊噪聲，測的抱負狀態(tài)測量系統(tǒng)什么原因存在一個最正確倍增系數(shù)〔參考〕答：當光檢測器存在內(nèi)增益〔如：光電倍增管〕時當承受有內(nèi)增益的檢測器是直接檢測系統(tǒng)可能趨近檢測極限的唯一途徑。5：關于點檢測光電系統(tǒng)，如何提高系統(tǒng)的作用距離？第六章1：試從工作原理和系統(tǒng)性能兩個方面比較直接檢測系統(tǒng)和光外差檢測系統(tǒng)的特點。答:工作原理上：①直接探測系統(tǒng)是將攜帶有待測量的光信號直接入射到探測器光敏面上，光探測器響應的是光輻射強度而輸出相應的電流和電壓；②光外差檢測是利用兩束頻率不光波頻差的拍頻信號，該信號包括有調(diào)制信號的振幅、頻率和相位特點。系統(tǒng)性能上：①直接探測系統(tǒng)檢測方式簡潔，易于實現(xiàn)，靠得住性高，可是不能改善輸入信噪比，不適宜檢測微弱信號；②光外差檢測系統(tǒng)簡單，對光外差兩輸入信號有嚴格的空間條件和頻率條件，但檢測距離遠，檢測精度高，靈敏度高，是自然檢測微弱信號的方式。2:有一光子探測器運用于相干探測。假設入射到光混頻器上的本振光功率PL=10mW，光混頻器的量子效率η=，入射的信號光波長λ=1μm，負載電阻RL=50Ω，試求該光外差探測系統(tǒng)的轉換增益PIF/PS=?3:試述實現(xiàn)外差檢測必需知足的條件。答：1〕要求參于混頻的信號光和本振光應是抱負相干的單頻單模光，要有穩(wěn)固的振蕩頻率和相位。2〕在光混頻器上信號光與本振光要求偏振方向全都。3〕信號光與本振光要求空間波前匹配，即要求空間調(diào)準〔準直、共軸，波面吻合垂直入射于光混頻外表。二光束入射角偏斜θ應知足關系θ＜0/L,其中0L4:求光零差相干檢測在輸出負載Rl端的峰值信號功率5試述激光干與測長的大體原理。答：如以下圖是雙縱模雙頻激光干與儀的原理示用意。6:如何實現(xiàn)干與信號的方向判別與計數(shù)。類干擾因素的阻礙，可能使測量鏡在正向移動進程中產(chǎn)生一些偶然的反射移動。〔正、反方向移動均使干與信號產(chǎn)生明、暗的轉變〕測量鏡正反移動的總和，而不是真正的被測長度。測量系統(tǒng)的電路中必需設計有方向判別部份，把計數(shù)脈沖分為加、減兩種脈沖。當測量鏡正向移動時所產(chǎn)生的脈沖為加脈沖脈沖。這兩種脈沖送入可逆計數(shù)器進展可逆計數(shù)，即可得出測量鏡的真正位移量。7：試述多普勒測速原理。當光〔激光〕照耀運動物體或流體時，其反射光或散射光將產(chǎn)生多普勒頻移，用它〔即反射光或散射光〕與本振光進展混頻可測得物體或流體的速度。第七章：1：用射線理論簡述光纖的導波工作原理。NA概念為光纖的“數(shù)值孔徑在光纖端面，只有入射角小于的光才能在光纖中傳輸。2：試述傳光型和功能型光纖傳感器的大體含義。功能型傳感器〔即FF型光纖傳感器、傳感型光纖傳感器發(fā)生相關轉變。非功能型傳感器〔即NF型光纖傳感器、傳光型光纖傳感器測量的轉變，光纖僅作為光的傳輸介質(zhì)。3：什么是單模光纖？成為單模光纖的大體條件是什么？散射，可利用波導色散抵消材料色散，以取得零色散。同時，信息容量極大，可進展理論推測，可利用光的相位等。但缺點是，芯徑很小，因此利用不變。4：舉例說明光纖中光波的各類調(diào)制技術。光調(diào)制分為：強度調(diào)制、相位調(diào)制、偏振調(diào)制、頻率調(diào)制和光譜調(diào)制等。5：分光式光纖傳感器有哪些特點？散布式光纖傳感器：是將傳感光纖沿場排布，并承受獨特的檢測技術，對沿光纖傳輸途徑上場的空間散布和隨時刻轉變的信息進展測量或監(jiān)控。散布式光纖傳感器能同時測量空間多個點的環(huán)境參數(shù)，乃至能測量空間持續(xù)散布的環(huán)境參數(shù)。6：組成散布式光纖傳感器的要緊技術有哪些？進展測量的方式。二、波長掃描〔WLS〕法：用白光照耀保偏光纖，運用快速付里葉算法來確信模式耦合系一種模式轉換為另一種模式〔即波長。由于本征模以不同的速度在光纖中傳播，因此從兩個本征模的相對幅度的大小能夠取得被測參數(shù)的信息。信息。第九章1：試列表比較所介紹的幾種微弱信號檢測系統(tǒng)的特點與應用處合。什么原因說微弱信號檢測大體要素是以時刻為代價來換取高靈敏度的測量。答：1 鎖相放大器特點：①要求對入射光進展斬光調(diào)制，適用于調(diào)幅光信號的檢測；②為極窄帶高增益放大器；③是溝通信號---直流信號變換器。相敏輸出正比于輸入信號的幅度和它與參考電壓的相位差。④能夠補償光檢測器中的背景輻射噪聲和前置放大器的固有噪聲。信噪比改善可高達1000倍。取樣積分器光子計數(shù)器特點：①只適合于極弱光〔 〕的測量，不能測量包括很多光子的短脈沖強度；②不管是持續(xù)的、斬光的、脈沖的光信號都能夠利用，能取得良好的信噪比；③可直接供給數(shù)字輸出。輸出信號平均功率為：噪聲電壓輸出信號平均功率為：噪聲電壓的數(shù)學期望噪聲平均功率為：通過積存后取得的功率信噪比為：的數(shù)學期望噪聲平均功率為：通過 次積存后，功率信噪比可提高 倍。信號噪聲幅值比〔SNIR〕為：是以捐軀時刻為代價的。2：以鎖相放大器為例，說明去除噪音改善檢測信噪比的機理。答：設輸入到乘法器的輸入信號和參考信號別離為：乘法器的輸出為：為差頻成份；為和頻成份。經(jīng)低通濾波取得窄帶的差頻信號，輸出為：為差頻成份；為和頻成份。經(jīng)低通出直流