(完整word版)光电子技术复习题_考试用的

1、单项选择题1.光电转换定律中的光电流与A 温度成正比B 光功率成正比C 暗电流成正比D 光子的能量成正比2.发生拉曼一纳斯衍射必须满足的条件是A 超声波频率低，光波平行声波面入射，声光作用长度短B 超声波频率高，光波平行声波面入射，声光作用长度短C 超声波频率低，光波平行声波面入射，声光作用长度长D 超声波频率低，光束与声波面间以一定角度入射，声光作用长度短3.光束调制中，下面属于外调制的是A 声光调制B 电光波导调制 C 半导体光源调制4.红外辐射的波长为A 100-280nm B 380-440 nm C 640-770 nm5.激光具有的优点为相干性好、亮度高及A 多色性好B 单色性好C

2、 吸收性强D吸收性弱6 .能发生光电导效应的半导体是A.本征型和激子型B. 本征型和晶格型C.本征型和杂质型D.本征型和自由载流子型7 光敏电阻的光电特性由光电转换因子描述，在强辐射作用下A. =0.5B. =1 C. =1.5 D. =28.电荷耦合器件分A 线阵 CCD面阵 CCDB 线阵 CCD 和点阵 CCDC 面阵 CCD 和体阵 CCD D 体阵 CCD 和点阵 CCD9.光通亮$的单位是A 焦耳（J） B 瓦特（W）C 流明（Im）D 坎德拉（cd）10. 硅光二极管主要适用于A 紫外光及红外光谱区 B可见光及紫外光谱区C 可见光区D 可见光及红外光谱区13光视效能 K 为最大值

3、时的波长是A. 555nmB.666nm C . 777nmD.888nm14. 可见光的波长范围为A 200 300nmB 300 380nmC 380780nmD 7801500nm15. 电荷耦合器件的工作过程主要是信号的产生、存储、传输和A 计算 B 显示C 检测D 输出16. 辐射通亮$e的单位是A 焦耳（J）B 瓦特（W）C 每球面度（W/Sr） D 坎德拉（cd）二.填空题1.光在大气中传播，将会使光速的能量衰减，其主要因素来源于大气衰减、型。3. CCD 的工作过程就是产生、存储、传输、 检测的过程。4.实现脉冲编码调制，必须进行三个过程：抽样、量化、编码。6.光束调制按其调制

4、的性质可分为调幅、调频、调相、强度调制8. CCD 的基本功能为电荷存储、电荷转移。2.按照声波频率的高低以及声波和光波作用长度的不同，声光相互作用可以分为拉曼拉斯衍射和布喇格衍射两种类D 电光强度调制D 770-1000 nm大气湍流效应三.术语解释（ 补 ） 电磁波谱 : 按照波长或频率的顺序把电磁波排列成图表。1.色温 （P9）: 在规定两波长处具有与热辐射光源的辐射比率相同的黑体的温度。（ 补）大气窗口 : 对于某些特点的波长 ,大气呈现出极强的吸收 . 根据大气的这一特性 , 把近红外分成八个区段 , 将透过率较高的 的波段称为大气窗口 。2.半波电压 :当光波的两个垂直分量 Ex

5、,Ey 的光程差为半个波长 （相应的相位差为 180 度）时所需要加的电压。3.内调制： 加载信号是在激光振荡过程中进行的， 以调制信号改变激光器的振荡参数， 从而改变激光器输出特性以实现调制。4.光电发射效应：在光照下，物体向表面以外的空间发射电子（即光电子）的现象。光电发射效应条件：波长（nm）=1240/E（eV）5.非平衡载流子：光辐射照射端电压为u 的半导体，如果波长满足如下条件，Eg 是禁带宽度，Eg 是杂质能带宽度。那么光子将在其中激发新的载流子（电子和空穴），这就使半导体中的载流子浓度在原来平衡值上增加了一个量n 和 p,新增的部分半导体物理中叫非平衡载流子。6.视场光阑7吸收

6、比8辐照度 10 内调制 11反射比 12 辐射能 13 光子效应 14. 温差电动势 15光束漂移 16 光通量 7 视见函 数 18迁移率 19 热噪声 20 冷阻四、简答题1何为大气窗口 ?简单分析光谱位于大气窗口内的光辐射的大气衰减因素。2解释半波电压。半波电压由晶体的那些参数决定？3什么是光束的直接调制？请解释其中的脉冲编码调制过程 ?4光热效应的特点有哪些？5选用光敏电阻应当注意什么？6实际工作中,如何得出光电池的开路电压和短路电流值？如何操作？7材料对光激发的波长阈值要求至少应满足什么条件？8研究光电导弛豫时间的实际意义是什么？ 9如何解释光电导光谱分布中短波方向光电导下降现象？

7、10试述用光敏电阻检测光的原理。11. 简述激光器的组成及各组成部分的作用。12. 解释光波在大气中传播衰减的因素。13. 何为大气湍流效应,大气湍流对光束的传播产生哪些影响？14. 何谓帧时、帧速？二者之间有什么关系？15.选用光电探测器的一般原则。17.请说明光电检测装置由哪些部分组成,并对各部分输出信号类型进行说明。 18请说明光的基本度量中光度量与辐射度量两种单位制的区别,说明它们的换算关系。19什么是半导体材料的本征吸收 ？20光电发射效应与光电导效应相比有什么区别？21如何改善光敏电阻的时间响应特性？22光电池作为探测器件时,有哪些特点,可用于哪些方面？23如何解释光电导光谱分布中

8、短波方向光电导下降现象？ 24试述用光敏电阻检测光的原理。25. 试述光的调制原理五 判断说明题1 对本征半导体来说,导带的电子和价带的空穴是相等的。2. 光敏电阻一般采用禁带宽度 曰较大的材料。3. 使用热电偶测温度时,测试系统须加外电源。4. 光电耦合器件易受外界光的干扰。5. 光电二极管一般在反偏压下工作。六应用、计算题2.已知 cdse光敏电阻最大功耗 Pf40mw 光电导灵敏度 Sg=0.5x10-6/lx，暗电导 go=0,给光敏电阻加偏压为20V,问入射 cdse 光敏电阻的极限照度为多少lx?3.已知光电倍增管（GD 126 型）的光电阴极面积 A=2cmf 阴极灵敏度 Sk=

9、20Am,电流放大倍数 G=10：阳极额定电流 Ia=200 卩 A。求允许的最大光通量及光照度 E。（入=0.555 卩 m 时，1w=683lm）27.一硅光电池（2CR31）,受光面积 5X10 伽，在 100lx 光照下 LOc= 400mv,Isc= 30 卩 A。若输入光照度 e= （150 + 50sin co t）lx,求取最大功率输出条件下的Sqlm0和 Plm1）色温是指在规定两波长处具有与热辐射光源的辐射比率相同的黑体的温度布拉格衍射：声波频率较高，声光作用长度较大，光束与声波波面间以一定的角度入射，介质具有体光栅”的性质。衍射光各高级次衍射光将互相抵消，只出现0 级和+

10、1 级（或-1 级）衍射光。6）何为电光晶体的半波电压？半波电压由晶体的那些参数决定？答：当光波的两个垂直分量 Ex、Ey的光程差为半个波长时所需要加的电压，称为半波电压。V十，由波长，2n0心30 光折射率，电光系数共同决定1）光束调制按其调制的性质可分为调幅，调频，调相，强度调制。要实现脉冲编码调制，必须进行三个过程：抽样、量化、编码。2）光束扫描根据其应用的目的来可以分为模拟扫描、数字扫描两种；前者主要应用各种显示，后者主要应用于光存储_。3）在电光调制器中，为了得到线性调制，在调制器中插入一个 /4 波片，波片的轴向取向为_快慢轴与晶体的主轴成 45 度角时最好。4）根据调制器与激光器

11、的关系，光束的调制方法可以分为内调制和外调制两种。内调制是指加载信号是在激光振荡过程中进行的，以调制信号改变激光器的振荡参数，从而改变激光器输出特性以实现调制。5）利用纵向电光效应和横向电光效应均可实现电光强度调制，纵向电光调制和横向电光调制各有什么优缺点？答：纵向：优点：结构简单、工作稳定、不存在自然双折射的影响缺点：半波电压太高、调频较高时，功耗较大横向：优点：可降低半波电压缺点：存在自然双折射产生的固有相位延迟6）简述光束调制的基本原理。答：应用某种物理方法改变光波的振幅、频率、相位、强度、偏振等参数之一，使其按调制信号的规律变化，达到运 载”信息的目的尸10 61）一纵向运用的 KDP

12、 电光调制器，长为 2cm,折射率为 2.5，工作频率为 1000kHz，则此时光在晶体中的渡越时间为 =_1.67ns _ 。2）光热效应是指_材料受光照后，光子能量与晶格相互作用，振动加剧，温度升高，材料的性质发生变化_3）本征型光敏电阻一般在室温下工作，适用于 可见光和近红外辐射_探测；非本征型光敏电阻通常在低温条件下工作，常用于中远红外辐射_探测。4）单片硅光电池的开路电压约为_0.45V-0.6V_，短路电流密度约为_150-300A/m2_。5）光子效应是指单个光子的性质对产生的光电子起直接作用_，其主要特点有：_光子能量的大小能直接影响内部电子状态改变的大小。6）光电二极管是指以

13、光导模式工作的结型光伏探测器_常见的光电二极管有_Si 光电二极管、PIN 光电二极管、雪崩光电二极管等类型（写出两种）。7）光热探测器由热敏元件、热链回路、大热容量的散热器三部分构成，常见的光热探测器有_热敏电阻、热释电探测器（写出两种）。8）简述光电探测器的主要特性参数。答：1、积分灵敏度 2、光谱灵敏度 3、频率灵敏度 4、量子效率5、用量阀 6、噪声等效功率 7、归一化探测度等9）简述光子效应和光热效应。（看上面 2、5 两填空题）10）总结选用光电探测器的一般原则。答：按照光电探测器的性能参数评价探测器性能的优劣，比较不同探测器之间的差异，从而达到根据需要合理选择和正 确使用光电探测

14、器的目的。1） CCD 的基本功能为_电荷存储和电荷转移，CCD 按结构可分为线阵 CCD、面阵 CCD。2）固体摄像器件主要有三大类，它们是电荷耦合器件（CCD、互补金属氧化物半导体图像传感器（CMOS）、电荷注入器件（CID）3） CCD 的基本工作过程包括信号电荷的产生，存储，传输，检测。CCD 摄像器件的基本工作原理是依靠半导体的光电特性，用光注入的办法产生4）简述带像增强器的 CCD 的特点。（看下面（6） 5）简述电荷耦合摄像器件的主要特性参数。答：1、转移效率 2、不均匀度 3、暗电流 4、灵敏度 5、光谱响应6、噪声 7、分辨率 8、动态范围与线性度7）红外成像系统 A 的 N

15、ETD 小于红外成像系统 B 的 NETD,能否认为红外成像系统 A 对各种景物的温度分辨能力高于红 外成像系统 B,试简述理由。答：不能。NETD 放映的是系统对低频景物的温度分辨率，不能表征系统用于观测较高频率景物时的温度分辨率性能1）液晶分为两大类：热致液晶、溶制液晶_作为显示技术应用的液晶都是 _热致液晶 _。2）液晶是_各项同性液体与完全有序晶体之间的一种中间态，是一种取向有序的流体热致液晶可为_是温度引起的，并且只能在一定温度范围内存在，一般是单一组成或均匀化合物。3）等离子体是以电子、离子及未电离的中性粒子的集合组成，整体呈中性的物质形态，是固、液、气外，物质的第4 态一.填空题

16、1.声光相互作用可以分为拉曼-纳斯衍射 和布喇格衍射两种类型。2.激光器的三个主要组成部分是：工作物质，泵浦源，谐振腔3.彩色阴极射线管（CRT）主要由 电子枪、偏转线圈、荫罩 、荧光粉层和玻璃外壳五部分组成。4.1917 年，爱因斯坦提岀了受激辐射可实现光放大的概念，为激光的发明奠定了理论基础。1960 年 7 月，美国休斯公司实验室梅曼制成世界上第一台红宝石固态激光器5.要实现脉冲编码调制，必须进行三个过程:6.光纤通信系统的三个传输窗口包括短波长的 应用的液晶都是 热致液晶8. 常见的固体激光器有 红宝石激光器,掺钕钇铝石榴石激光器（写岀两种），常见的气体激光器有He-Ne 激光器, C

17、Q 激光器或 A 叶激光器（写岀两种9. 氦-氖（He-Ne）激光器的工作物质是 氦氖混合气体,激光由 氖 发射.10. 光电探测器的物理效应通常分为两大类：光电效应和光热效应。11. 光纤色散主要有 模式色散,材料色散, 波导色散三种。12. 光电池是根据光伏效应效应制成的将光能转换成电能的一种器件13.激光器按按工作物质分类可分为：固体激光器,液体激光器,和气体激光器14. 半导体的载流子是电子和空穴。15. 在彩色电视中，通常选用红、 绿、蓝 作为三种基色光。16. CCD 的基本功能为 电荷存储 和 电荷转移；CCD 按结构可分为 线阵 CCD 和 面阵 CCD。17. 热致液晶可以分

18、为近晶相、向列相和 胆甾相 三种。18.波分复用器分为发端的合波器 器和收端的 分波器 器。19. 开放式光学谐振腔（开腔）通常可以分为 稳定腔和 非稳定腔,共轴球面腔的稳定性条件是：0 丄11R1R220.光波在大气中传播时，由于大气气体分子及气溶胶的吸收和散射会引起光束的能量衰减;由于空气折射率不均匀会引起光波的振幅和相位起伏。,标志着激光器诞生。扌由样, 量化, 编码。850 nm 波段，长波长的1300 nm 及 1550 nm 波段。7 按照形成条件液晶可分为溶致液晶 和 热致液晶，作为显示技术2）固体摄像器件主要有三大类，它们是电荷耦合器件（CCD、互补金属氧化物半导体图像传感器（

19、CMOS）、电荷注21. 液晶分为两大类：溶致液晶和热致液晶；作为显示技术应用的液晶都是热致液晶。22. 光纤主要由 纤芯,包层，涂覆层 三部分组成.23.彩色三要素是指亮度、色调和饱和度，由这三个参量可以确切地表示任何一种彩色光。24. 光与物质的三种相互作用过程包括自发辐射,受激辐射,受激吸收。2） 自发跃迁是指_处于高能级的粒子自发地跃迁到低能级上。受激跃迁是指_由于外界辐射场作用而产生的粒子能级间的跃迁。3）受激辐射下光谱线展宽的类型分为均匀展宽和非均匀展宽，其中均匀展宽有_自然展宽、碰撞展宽、热振动展宽，非均匀展宽有_多普勒展宽、残余应力展宽 _。4）常见的固体激光器有红宝石激光器、

20、钕激光器、钛宝石激光器（写出两种），常见的气体激光器有He-NeHe-Ne 激光器、ArAr 激光器、C02C02 激光器（写出两种）。5）光是一种以光速运动的光子流，光子和其它基本粒子一样，具有能量、 动量 禾口质量； 其静止质量为 _ 零_ 。6）激光与普通光源相比具有如下明显的特点：方向性好、单色性好、相干性好、强度大7）简述光子的基本特性。答：1、光子能量 E 与光波频率 v 对应：E=hv2、光子具有运动质量 m , m=E/c2 3 4 5 6 7 8=hv/c23、 光子的动量与单色平面波矢对应：P=?k4、光子具有两种可能的独立偏振状态，对应于光波场的两个独立偏振方向5、光子具有自旋性，并且自旋量子数为整数8）简述激光产生的条件