2021 2021年春光电成像原理与技术（曹峰梅）(北京理工大学) 最新满分章节测试答案

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本课程起止时间为:2021-03-01到2021-06-30
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2021第一周 2021第一周学习效果检测

1、 问题:直视型光电成像系统成像时需要几个必须的环节（光学图像的形成；电荷或电子图像的形成；电荷图像的扫描读出；电子图像的增强与聚焦成像；图像信号的传输与处理；图像的发光与显示）
选项：
A:2个
B:3个
C:4个
D:5个
E:6个
答案: 【4个】

2、 问题:电视型光电成像系统成像时需要几个必须的环节（光学图像的形成；电荷或电子图像的形成；电荷图像的扫描读出；电子图像的增强与聚焦成像；图像信号的传输与处理；图像的发光与显示）
选项：
A:6个
B:3个
C:4个
D:5个
答案: 【5个】

3、 问题:什么是图像？如何理解图像的物理意义？
选项：
A:图像是客观景物在人大脑皮层中的反映
B:图像是二维分布的光强在人脑中的刺激
C:图像是景物在印刷物表面上的灰度分布或者色彩明度分布
D:图像是打印在纸上的景物
E:图像是二维的不同灰阶或颜色组成的点阵
答案: 【图像是客观景物在人大脑皮层中的反映;
图像是二维分布的光强在人脑中的刺激;
图像是景物在印刷物表面上的灰度分布或者色彩明度分布;
图像是二维的不同灰阶或颜色组成的点阵】

4、 问题:下面哪些是描述光电成像器件或系统成像能力的参数？
选项：
A:分辨力
B:点扩散函数
C:光学传递函数
D:图像对比度
E:图像信噪比
答案: 【分辨力;
点扩散函数;
光学传递函数】

5、 问题:光电成像包含了两方面的光辐射利用：可见光及近红外等环节的成像利用的是来自景物的反射信息；中、长波红外等环节成像利用的是来自景物的辐射信息。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

6、 问题:光电倍增管不能用来成像，因为光电成像与光电探测的差异是探测器原理上的不同。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】

7、 问题:请给出描述光电成像器件或系统性能好坏的特性的指标有（  ）类
答案: 【4】

8、 问题:描述光学成像系统性能好坏的特性指标类型是（）特性
答案: 【(以下答案任选其一都对)成像分辨;
成像;
分辨】

2021第二周 2021第二周测验

1、 问题:光电发射型摄像管的主要部件包括___
选项：
A:光电阴极
B:靶
C:电子枪
D:场网
答案: 【光电阴极;
靶;
电子枪;
场网】

2、 问题:关于热释电靶，以下说法正确的是___
选项：
A:晶体在没有外加电场和应力的情况下，具有自发的或永久的极化强度
B:当温度降低时晶体电极化强度降低
C:热释电晶体的表面束缚面电荷密度等于自发电极化强度
D:热释电靶工作时，靶上的自发极化强度随靶温变化相应地改变
答案: 【晶体在没有外加电场和应力的情况下，具有自发的或永久的极化强度;
热释电晶体的表面束缚面电荷密度等于自发电极化强度;
热释电靶工作时，靶上的自发极化强度随靶温变化相应地改变】

3、 问题:通常热释电摄像管采用的图像入射方式有如下几种__
选项：
A:凝视型
B:平移式
C:摄全景
D:斩光式
答案: 【平移式;
摄全景;
斩光式】

4、 问题:光电发射型摄像管的光电变换采用光阴极，其与信号存贮靶分开，中间有移像区。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

5、 问题:摄像管视频信号形成的过程包含充电和放电过程，放电过程中在靶的扫描面上像元的电位是降低的。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】

6、 问题:电视摄像的本质是将二维空间分布的光学图像转换为（      ）变化的视频电信号。
答案: 【(以下答案任选其一都对)一维时间;
时间;
随时间】

7、 问题:摄像管分辨力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衡量，简称（        ）。
答案: 【(以下答案任选其一都对)电视线;
TVL;
电视线或TVL;
电视线（TVL）】

8、 问题:在热释电摄像管中，通过外加电场作用使铁电体产生较强的均匀自发极化强度的过程叫作（      ）。
答案: 【单畴化】

【作业】2021第三周 第三章作业（第三四两周的互评作业）

1、 问题:陈述电子光学系统能够称之为电子透镜的本质在哪里？如何判断旋转对称静电透镜在某处属于正透镜还是负透镜？
评分规则: 【 指出电子光学系统作为电磁场，对于进入到场内的电子束在库仑力和洛伦兹力的作用下具有类似于光学透镜对光线类似的会聚和发散的能力。
指出电子光学系统的轴上电位的二阶偏导的正负可以直接决定对场内电子束的会聚还是发散。
因为光学透镜对光束的会聚时为正透镜，起发散作用为负透镜，所以当旋转对称静电场的电子光学系统的轴上点位二阶偏导数为正则是正透镜，反之为负透镜
】

2、 问题:荧光屏的转换效率与哪些因素有关，为什么说图像分辨力和转换效率对荧光粉颗粒度的要求是相互矛盾的
评分规则: 【 指出转换效率与荧光粉材料有关
指出转换效率与荧光粉颗粒度有关
指出转换效率与粉层厚度有关
指出转换效率与电子加速电压大小有关
指出图像颗粒度越小，粉层厚度越薄分辨力越高
指出图像颗粒度越大，粉层厚度越厚整个屏电光转换效率越高
指出发光材料的禁带宽度和掺杂情况（杂质能级的情况）决定发光效率
】

3、 问题:如何看待光纤面板、微通道板、电子亲和势阴极成为像管从零代管进步到一代管，进而进步到二代管、三代管的重要标志。
评分规则: 【 针对光纤面板，指出其因具备全反射传光特点，传光效率高；指出其可制成平面及准球面双面面型，以保证单管内的理想电子光学系统和级联的工艺便捷；指出其光纤致密，故传像过程中不增加像差，几乎不降低分辨力。
指出单管增益有限，多管级联后像管可以工作在更低的照度下，或在同等照明条件下获得更明亮的图像，所以光纤面板的应用使像管从零代管走向一代管
针对微通道板，指出每个通道内壁有二次电子发射和连续倍增的作用。
指出每个通道非常细小，所以把微通道板至于电子光学系统的像面处，电子束流构成的图像在每个通道内的倍增不会增加新的像差，通道板后方紧接着就是荧光屏。
指出使用了微通道板之后，因为电子束流密度的强烈倍增，可以使轰击荧光屏的电子流密度达到近1000倍的增加，荧光屏亮度足以不逊于多级级联后的像管，而使像管不再需要级联，其小型化，轻型化，便捷性都得到明显提升。
指出负电子亲和势阴极因达到导带底的电子均可出射到阴极材料之外，参与发射的电子数量比常规阴极材料大很多，具有极高的光电灵敏度；
指出负电子亲和势阴极因光电发射的电子主要来自导带底且逸出深度大，造成初始能量和角度集中利于获得更高的电子光学成像效果，像差小成像质量高。
指出在原有二代管的基础上使用了负电子亲和势阴极，像管的灵敏度得到数量级上的提升，且图像质量更好，光谱响应范围还更宽。
】

4、 问题:试从静电场的高斯轨迹方程出发讨论其理想成像性质
评分规则: 【 给出高斯方程的表达式，并依据其线性齐次特点，找到通过建立两个特解的线性组合来求解所有近轴轨迹的通解的思路
将两个特解的物理意义（轴上点入射斜率为1的轨迹，轴外点入射高度为单位1的轨迹）陈述清楚，并根据其物理意义，写出两条特解的边界条件，
并由此推导出通解表达式的两个系数，能够正确陈述两个系数的物理与意义。（任意轨迹的入射高度和入射斜率）
从上式首先成功推导并证明所有轴上同一点入射的电子无论斜率怎样，都会落在轴上同一点处；
进一步成功证明轴外同一高度处入射的电子，无论斜率如何，均会落在轴外同一点上，且该点的轴向坐标与前面轴上点落点的轴向坐标一致，证明都落在了像面上
能够指出轴外点在像面的径向高度与入射时的高度成固定比例，该比例与入射高度无关，是系统横向放大率
能够结合理想成像的概念（点成点像，几何相似）去归纳总结上述推导结论，得出理想成像结论成立的结果。
】

2021第四周 第三章（2021第三章）学习效果测验

1、 问题:请根据摄像管和像管的工作原理确定下面正确的说法。
选项：
A:摄像管和像管都是电真空成像器件，且都可以对光学图像进行探测成像和发光显示
B:像管是直视型成像器件，所有的工作环节都在一个真空结构里完成；摄像管是电视型成像器件，相关的真空结构只能将光学图像转换为一维的时间序列电信号；
C:二者进行光电转换的物理机理不同，像管使用外光电效应摄像管使用内光电效应；
D:二者进行光电转换的物理机理相同，均使用外光电效应。
答案: 【像管是直视型成像器件，所有的工作环节都在一个真空结构里完成；摄像管是电视型成像器件，相关的真空结构只能将光学图像转换为一维的时间序列电信号；】

2、 问题:实用光电阴极多采用如下的哪一种半导体结构：
选项：
A: P型半导体N型表面态，二者形成统一费米能级后，表面的N型区会导致表面处的能带向下弯曲，使结构整体的电子亲和势（表面势垒）等效降低，有利于光电子的逸出； 
B: N型半导体P型表面态，二者形成统一费米能级后，表面附件会形成尖薄的表面势垒，形成隧穿效应，有利于光电子的逸出。 
C:P型半导体N型表面态，二者形成统一费米能级后，表面附件会形成尖薄的表面势垒，形成隧穿效应，有利于光电子的逸出。
D: N型半导体P型表面态，二者形成统一费米能级后，表面的N型区会导致表面处的能带向下弯曲，使结构整体的电子亲和势（表面势垒）等效降低，有利于光电子的逸出；
答案: 【 P型半导体N型表面态，二者形成统一费米能级后，表面的N型区会导致表面处的能带向下弯曲，使结构整体的电子亲和势（表面势垒）等效降低，有利于光电子的逸出； 】

3、 问题:哪个关于电子光学系统的说法更符合电子光学系统的定义和作用。
选项：
A:电子光学系统是在电真空环境中控制电子束聚焦成像在确定位置上的电极结构及其上电压。
B: 电子光学系统是由描述电子在电磁场中运动的运动方程和轨迹方程。
C:电子光学系统是在发生光电变换的场所。
D:电子光学系统是将电子转变成光的系统。