考研试题3-答案及评分标准.doc-国防科学技术大学.doc

一、单选（每题2分，共10题，共20分） 1. C； 2. A； 3. C； 4.B； 5. A； 6. C； 7. D； 8. C； 9.A； 10. C 二、简答（每题10分，共8题，共80分） 1. 热电晶体材料因吸收光辐射能量、产生温升，导致晶体表面电荷发生变化的现象，称为热释电效应。（5分） 光谱量是该辐射量在波长λ处单位波长间隔内的大小，又称为量的光谱密度，是量随波长的变化率2. P型半导体和N型半导体的能带图 施主能级和受主能级N型半导体施主能级五价的磷用四个价电子与周围的硅原子组成共价键，尚多余一个电子。这个电子受到的束缚力比共价键上的电子要小得多，很容易被磷原子释放，跃迁成为自由电子，该磷原子就成为正离子，这个易释放电子的原子称为施主原子由于施主原子的存在，它会产生附加的束缚电子的能量状态。这种能量状态称为施主能级，用Ed表示，它位于禁带之中靠近导带底的附近。P型半导体受主能级硼原子的三个电子与周围硅原子要组成共价键，尚缺少一个电子。于是，它很容易从硅晶体中获取一个电子而形成稳定结构，这就使硼原子变成负离子而在硅晶体中出现空穴。这个容易获取电子的原子称为受主原子，或受主（Accepter）。由于受主原子的存在，也会产生附加的受主获取电子的能量状态。这种能量状态称为受主能级，用Ea表示，它位于禁带之中靠近价带顶附近。受主能级表明，B原子很容易从Si晶体中获取一个电子形成稳定结构，即电子很容易从价带跃迁到该能级（不是导带），或者说空穴跃迁到价带。．．噪声等效功率 假定光电探测器件的量子效率η为1，测量带宽Δf为1Hz，检测的最小光功率为2hν，此结果接近单个光子的能量hν。．定位误差（或称为“空间分辨率”） 与哪些因素有关采样频率如果采样频率足够高，激光脉宽时，系统具有的空间分辨率为． CCD存储电荷包：CMOS 电容结构 （5分） P型Si-CCD转移电荷包：电压调节势阱深度、时钟配合势阱耦合（5分） 8．斯蒂芬－玻尔兹曼定律 测量辐射量，求出辐射温度，确定是否为‘孔雀蓝’(称标识色) （5分） 三、计算（共25分） 1. （10分） 光通量3W*683*0.608=1245.8lm 光照度0.2cm2=6.2*106 lx 光出度0.8=4.96*106 lm/m2 2. （15分） 解： 偏置电路（偏置电压和偏置电阻）要在负载上得到不小于5V的有效值输出电压，那么输出电压的最大值为； 所以输出电压的峰峰值为； 合理选择拐点电压； 由于 ； 所以选择； 作图如下： 四、系统分析（10分） 1. 探测器4上的信号光和参考光两束激光（5分） 2. 正/反向移动角锥棱镜探测器输出信号探测器。将探测器信号放大后判别角锥棱镜的移动方向1. 解释反向散射率：反向散射光功率/总入射光功率（5分） 2．画出你选择的测量方法检测框图（5分） 注：只要测量原理正确，检测框图可以与上图不同！ 3. 简述工作原理 （5分） 该积分散射仪中，氦氖激光器出射的激光束经分镜后成为Ⅰ和Ⅱ两束光。其中，反射光Ⅰ作为光源参考信号直接被光电池接收，转变成电压信号后送入数字电压表，再由数字电压表传送至计算机。透射光Ⅱ被斩波器斩成方波信号，经聚焦系统聚焦后积分球入射至高反射片的待测面上（入射点在焦点上）。反射光Ⅲ通过小孔射出后进入反射光吸收筒，透射光Ⅳ进入透射光吸收筒，二者对散射仪的测量不产生影响。反射散射光由涂有均匀漫反射材料的积分球内表面收集，最后由光电倍增管PMT接收。反射散射光被积分球内表面多次漫反射使积分球内表面各处照度均匀。因此，由PMT测得内表面上小面元D的照度，即可求得反射散射光功率。 参考电源输出两路频率相同的方波信号：一路方波信号控制斩波器；另一路方波信号和PMT的输出信号分别送入锁定放大器，以实现相关检测。将锁相放大器的输出信号和光源参考信号送入计算机进行比较，可消除激光器输出功率的起伏对测量结果的影响。扫描装置由计算机自动控制以实现二维扫描测量。实验表明，该积分散射仪相对测量精度为±11 % ，积分散射率灵敏度优于3 ×10 6。 共4页-1