【正文】 種脈沖送入可逆計(jì)數(shù)器進(jìn)行可逆計(jì)數(shù)，即可得出測(cè)量鏡的真正位移量。7：試述多普勒測(cè)速原理。當(dāng)光（激光）照射運(yùn)動(dòng)物體或流體時(shí)，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(jìn)行混頻可測(cè)得物體或流體的速度。 第七章： 1：用射線理論簡(jiǎn)述光纖的導(dǎo)波工作原理。 NA定義為光纖的“數(shù)值孔徑”，為衡量光纖集光性能的主要參數(shù)。 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基本含義。功能型傳感器（即FF型光纖傳感器、傳感型光纖傳感器。）：是利用光纖本身的特性，把光纖作為敏感元件，即光纖與被測(cè)對(duì)象相互作用，使得光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化，使其傳光特性發(fā)生相關(guān)變化。非功能型傳感器（即NF型光纖傳感器、傳光型光纖傳感器）：是利用其他敏感元件感受被測(cè)量的變化，光纖僅作為光的傳輸介質(zhì)。3：什么是單模光纖？成為單模光纖的基本條件是什么？單模光纖只能傳輸一種模式，纖芯直徑僅幾個(gè)微米，接近波長(zhǎng)。單模光纖的有點(diǎn)是沒(méi)有模式散射，可利用波導(dǎo)色散抵消材料色散，以得到零色散。同時(shí)，信息容量極大，可進(jìn)行理論預(yù)測(cè)，可利用光的相位等。但缺點(diǎn)是，芯徑很小，因而使用不變。4：舉例說(shuō)明光纖中光波的各種調(diào)制技術(shù)。光調(diào)制分為：強(qiáng)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(diǎn)？分布式光纖傳感器：是將傳感光纖沿場(chǎng)排布，并采用獨(dú)特的檢測(cè)技術(shù)，對(duì)沿光纖傳輸路徑上場(chǎng)的空間分布和隨時(shí)間變化的信息進(jìn)行測(cè)量或監(jiān)控。分布式光纖傳感器能同時(shí)測(cè)量空間多個(gè)點(diǎn)的環(huán)境參數(shù)，甚至能測(cè)量空間連續(xù)分布的環(huán)境參數(shù)。 6：構(gòu)成分布式光纖傳感器的主要技術(shù)有哪些？一、反射法：即利用光纖在外部擾動(dòng)作用下產(chǎn)生的瑞利散射、拉曼散射、布里淵散射等效應(yīng)進(jìn)行測(cè)量的方法。二、波長(zhǎng)掃描（WLS）法：用白光照射保偏光纖，運(yùn)用快速付里葉算法來(lái)確定模式耦合系數(shù)的分布，當(dāng)高雙折射保偏光纖受到外部擾動(dòng)作用時(shí)，會(huì)引起相位匹配的模式耦合，即光由一種模式轉(zhuǎn)換為另一種模式（即波長(zhǎng)）。由于本征模以不同的速度在光纖中傳播，所以從兩個(gè)本征模的相對(duì)幅度的大小可以得到被測(cè)參數(shù)的信息。三、干涉法：利用干涉儀把被測(cè)量對(duì)干涉光路中光波的相位調(diào)制進(jìn)行解調(diào)，從而得到被測(cè)量信息。 第九章1：試列表比較所介紹的幾種微弱信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)與應(yīng)用場(chǎng)合。為什么說(shuō)微弱信號(hào)檢測(cè)基本要素是以時(shí)間為代價(jià)來(lái)?yè)Q取高靈敏度的測(cè)量。答：1 鎖相放大器特點(diǎn)：①要求對(duì)入射光進(jìn)行斬光調(diào)制，適用于調(diào)幅光信號(hào)的檢測(cè)；②為極窄帶高增益放大器；③是交流信號(hào)直流信號(hào)變換器。相敏輸出正比于輸入信號(hào)的幅度和它與參考電壓的相位差。④可以補(bǔ)償光檢測(cè)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(dá)1000倍。 2 取樣積分器3 光子計(jì)數(shù)器特點(diǎn)：①只適合于極弱光（ ）的測(cè)量，不能測(cè)量包含許多光子的短脈沖強(qiáng)度；②不論是連續(xù)的、斬光的、脈沖的光信號(hào)都可以使用，能取得良好的信噪比；③可直接提供數(shù)字輸出。 設(shè)輸入信號(hào)為 ，經(jīng)積分器 次積累后所得到的輸出電壓為： 輸出信號(hào)平均功率為： 噪聲電壓 是隨機(jī)量，則 也為隨機(jī)量，但 的數(shù)學(xué)期望 噪聲平均功率為： 通過(guò)積累后獲得的功率信噪比為： 經(jīng)過(guò) 次積累后，功率信噪比可提高 倍。信號(hào)噪聲幅值比（SNIR）為： 可見，取點(diǎn)測(cè)量次數(shù)越大，信噪比改善越明顯，但需要的積累時(shí)間也越長(zhǎng)。微弱信號(hào)檢測(cè)都是以犧牲時(shí)間為代價(jià)的。2：以鎖相放大器為例，說(shuō)明去除噪音改善檢測(cè)信噪比的機(jī)理。答：設(shè)輸入到乘法器的輸入信號(hào)和參考信號(hào)分別為： 乘法器的輸出為： 為差頻成分；為和頻成分。經(jīng)低通濾波得到窄帶的差頻信號(hào)，輸出為： 在輸出信號(hào)中只是那些與參考電壓同頻率的分量才使差頻為0，即 ，輸出直流信號(hào)，即： 在輸入信號(hào)中，只有被測(cè)信號(hào)本身由于和參考信號(hào)有同頻鎖相關(guān)系而得到最大的直流輸出。其他噪聲和干擾信號(hào)或者由于頻率使得 （交流、被后低通濾除）、或 ，被相敏檢波器截止。 噪聲中那些與參考信號(hào)同頻率（即 ）、同相位（即 ）的噪聲分量也能夠輸出相應(yīng)的直流信號(hào)與被測(cè)信號(hào)相疊加，但這一部分噪聲占白噪聲的極小部分。鎖相放大器能以極高的信噪比由噪聲中提取出信號(hào)。3：說(shuō)明取樣放大器的去噪原理和工作過(guò)程。答：原理：是利用周期性信號(hào)的重復(fù)特性，在每個(gè)周期的同一個(gè)位處多次采集波形上某點(diǎn)的數(shù)值，算術(shù)平均值與該點(diǎn)處的瞬時(shí)值成比例，于是各周期內(nèi)取樣平均信號(hào)也為待測(cè)信號(hào)的波形。而噪聲多次重復(fù)的統(tǒng)計(jì)平均值為0。多周期同相位取值平均，可大大提高信噪比、再現(xiàn)被噪聲淹沒(méi)的信號(hào)波形。周期信號(hào)的取樣：滿足取樣定理（在這里要注意對(duì)取樣定理的理解） 取樣信號(hào)的積累平均 4：什么叫光子計(jì)數(shù)技術(shù)？試說(shuō)明光子計(jì)數(shù)系統(tǒng)可分為幾種類型，說(shuō)明各種類型的工作原理。答：光子計(jì)數(shù)器是利用光電倍增管能檢測(cè)單個(gè)光子能量的功能，通過(guò)光電子計(jì)數(shù)的方法測(cè)量極微弱光脈沖信號(hào)。光子計(jì)數(shù)器分為三種類型：基本型、輻射源補(bǔ)償型和背景補(bǔ)償型。5：電子開關(guān)有哪些應(yīng)用方式？試簡(jiǎn)述他們的應(yīng)用特點(diǎn)。答：光電開關(guān)分為主動(dòng)型光電開關(guān)和被動(dòng)型光電開關(guān)。 透射分離型主動(dòng)開關(guān)2反射型主動(dòng)開關(guān)：當(dāng)發(fā)光管發(fā)出的光遇到障礙時(shí)，在距離足夠近時(shí)，由障礙物反射回來(lái)的光被接收管接收而使開關(guān)運(yùn)作?？捎糜谖恢脗鞲小⑵嚨木o急制動(dòng)等。3光電耦合器: 若發(fā)光管接在低壓電路中，光電接收管接于高壓電路中，則可實(shí)現(xiàn)由低壓電路控制高壓電路。4編碼技術(shù)型主動(dòng)開關(guān): 發(fā)光管發(fā)出頻率確定的光脈沖；快門打開期間，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)此期間光電的脈沖數(shù)（ N），即可計(jì)算出快門的時(shí)間（ ）5被動(dòng)開關(guān): 利用自然光源的特性對(duì)光電開關(guān)提供信號(hào)。因此，被動(dòng)開關(guān)的接收器常用（熱電器件、紅外光敏電阻、紅外光電二極管等）。常用于自動(dòng)開門或報(bào)警系統(tǒng)的控制。6:電子轉(zhuǎn)速計(jì)在進(jìn)行正反向轉(zhuǎn)速測(cè)量時(shí)，如何進(jìn)行判向？給出一種設(shè)計(jì)方案。 7：試根據(jù)光電遙控框圖，說(shuō)明光電遙控原理。原理：發(fā)射出一束較寬的光束，所發(fā)的光束里含有控制功能的編碼信號(hào)。 8：試述條形碼識(shí)別原理，條形碼識(shí)別一般要經(jīng)過(guò)哪幾個(gè)環(huán)節(jié)？答：原理：利用計(jì)算機(jī)“0”、“1”比特流的概念，使用若干個(gè)與二進(jìn)制相對(duì)應(yīng)的寬窄條紋來(lái)表示數(shù)字或字符。條形碼系統(tǒng)由條形碼符號(hào)、符號(hào)載體、打印設(shè)備和掃描閱讀設(shè)備組成。環(huán)節(jié)：1要求建立一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)。2要求一個(gè)接受系統(tǒng)能夠采集到光點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)打在條形碼條符上反射回來(lái)的反射光，同時(shí)，要求這一接受系統(tǒng)對(duì)反射光具有一定的敏感系統(tǒng)。3要求一個(gè)電子電路將接受到的光信號(hào)不失真的轉(zhuǎn)換為電脈沖。9：針對(duì)基于調(diào)制盤的紅外方位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，試設(shè)計(jì)出仍一種調(diào)制圖案。