南理工研究生工程光学复试

1、填空1.光电传感器的作用（）2光电效应的光电探测器（）（）（）（）等3具有光电倍增的器件有（）（）等4半导体对光的吸收有（）（）（）（）等半导体对光的吸收主要是（）5热电探测器是将辐射能转化为（）能，然后再把它转化为（）能的器件6光外差法的物理机理是（）7光电探测器中主要的固有噪声有（）（）（）（）等8简单光学目标的形位检测方法：几何中心法和（）二概念说明1、积分响应率2、外光电效应3、等效噪声功率4、黑体三简述、计算题1 一种光电材料的逸出功为0.67Ev,试计算该材料的红限波长。（普朗克常数 h = 6.626*10-34（J.s）,光速 C = 2.998*108（m/s）,电子电量 e

2、= 1.6*10-19库仑）2、光敏电阻R与RL= 20kQ的负载电阻串联后接于Vb= 12V的直流电源上， 无光照时负载上的输出电压为 V1= 20mV有光照时负载上的输出电压为 V2= 2V, 求 光敏电阻的暗电阻和亮电阻值若光敏电阻的光电导灵敏度Sg= 6X 106s/lx,求光敏电阻所受的照度.3、简述发光二极管的发光原理，发光二极管的外量子效率与哪些因素有关。4、简述光盘存储工作原理。5、为什么要引入胖零电荷？胖零电荷属于暗电流吗？能通过对CCD器件制冷消除胖零电荷吗？6、利用光电信息技术测量速度有几种方法？为什么说激光多普勒测速技术的精度高，可信度也高?05年试题1 .LED的优点

3、（）A寿命短 B体积大C功耗大D发光效率高2 .光电检测的核心（）A处理电路 B发光管C透镜D光电传感器3 .可作为单色光源的有（）Ahe-ne激光B发光二级管C日光灯D卤鸨灯4 .内光电效应的光电探测器（）A热释电探器B光电管C光电倍增管 D雪 崩二极管5 .具有光电倍增的器件有（）A光电管B光电倍增管C光电二极管D光敏 电阻6 .响应频率较高的探测器（）A雪崩二极管B光敏电阻C硒光电池D热释 电器件7 .对于微弱的光信号的探测，采用的方法是（）A单电路直读法 旦双光路比较法C指零法D光外差法8 .热释电探器的工作的物理机理是 （）A光伏特效应 旦光电导效应C热电效 应D外光电效应9 .光外

4、差法的物理机制是（）A光的反射旦光的偏振C光的干涉D光的折射10 .光电探测器的主要作用是（）A光信号的放大B光信号转换成电信号C 电信号转换成光信号D光信号的调制概念说明（30）1 .光电导效应2 .光谱响应率3 .CCD转移效率4 .等效噪声功率5 .相干探测原理说明（60）1 .介绍光电检测的5种基本形式2 .说明雪崩二极管的工作原理3 .说明CCD器件的工作原理4 .说明激光器的工作原理5 .说明光电倍增管的工作原理6 .为什么光外差探测法有利于探测微弱光信号 设计题1 .设计一套测量材料透过率的光电测试自动装置，要求消除光源的不稳定性的因素的影响，说明工作原理画出原理框图2 .设计一

5、台有合作目标的光电测距装置，说明工作原理画出原理框图06年填空1 .光电检测的核心（）A处理电路B光电管C透镜D光电传感器2 .光的能量（）A与光的频率成反比B与光的波长成反比C与光的频率无关D 与光的波长无关3 .可用作干涉光源的有（）Ahe-ne激光B发光二级管C钠灯D卤鸨灯4 .内光电效应的光电探测器（） A光电池B光电管C光电倍增管DLED5 .具有光电倍增的器件（）A光电管B光电二极管C雪崩二极管D光敏电阻6 .响应频率较高的探测器（）A雪崩二极管B光敏电阻C硒光电池D热释电器 件7 .可消除光源的影响，采用的方法有（）A单光路直读法B双光路差动法C指零 法D双光路补偿法8 .热释电

6、探器的探测是（）A光强度B温度的变化C电压D温度的大小9 .光外差法的可检测（）A光的相位B光的强度C光电流D光电压10 .光电探测器的主要作用是（）A光信号的放大B光信号转换成电信号C电信 号转换为光信号D光信号的调制概念1 .光伏效应2 .光电导效应3调制4 .光学多普勒效应5 .萨那克效应原理说明1 .说明光电倍增管的工作原理2 .为什么光外差探测法有利于探测微弱光信号3 .说明热释电探测器的工作原理4 .说明莫尔条纹检测的工作原理5 .说明但光路指零法的工作原理6 .举例说明为什么光学干涉仪可以看做是光载波的光学调制和解器的结合，从信号调制的角度看，光学信息可做怎样的分类（求画图说明）

7、设计题 要求（1）绘出工作原理图（2）绘出原理框图（3）说明工作原理1 .设计一套测量材料透过率的光电测试自。不稳定性的因素的影响。2 .设计一台激光测距装置选择1 .可做单色光源（）Ahe-ne激光B发光二级管C日光灯D卤鸨灯2 .硅光电池在（）情况下有最大的功率输出A开路B旦偏置C零伏偏置D反向偏置3 .用光电法测量某高速转轴（15000r/min）的转速时 最好选用（）光电接收 器A PMT B Cds光敏电阻C 2CR42硅光电池D 3DU型光电三极管4 .内光电效应的光电探测器（） A光电二极管B光电管C光电倍增管D雪 崩二极管5 .具有光电倍增的器件（）A光电管 B PSD C雪崩

8、二极管D光敏电阻6 .对于微弱的光信号的探测，采用的方法是（） A单电路直读法B双光路比 较法C指零法D光外差法7 .若要检测脉宽为10-7光脉冲，应选用（）的光电变换器件 A PIN型光电 二极管B光敏电阻C PN结型光电二极管D 2CR11硅光电池8 .热释电探器的工作的物理机理是（） A光伏特效应B光电导效应C热电 效应D外光电效应9 .光外差法的物理机理是（）A光的反射B光的偏振C光的干涉D光的折 射10 .光电探测器的主要作用是（）A光信号的放大B光信号转换成电信号 C 电信号转换成光信号D光信号的调制原理说明1 .说明光电倍增管的工作原理，说明其阴极灵敏度和阳极灵敏度的区别和关 系

9、，以及短波限和长波限由于什么因素决定光电倍增管由阴极K,光电子发射光学系统 倍增系统和阳极a构成。其工作原 理为，当光照射到光电阴极上，阴极 K发出光电子，在聚焦极D的作用下会聚 成一束高速电子束，打在第一倍增极 D1上，在D1上激发出许多二级电子，在 电场作用下，电子作用下，电子束又会聚到倍增极 D2上，再次激发出更多的二 级电子。最后被阳极a接收，即输出放大了的电流，并在负载上形成电压信号2 .比较2CU型光电二极管和2DU型硅光电二极管的结构特点，说明引入环 级意义雪崩光电二极管是利用雪崩效应而制成的，当外加反向电压后，光照射到 P-N 结时，激发出光电子并进入到 P-N结内在外加的强电

10、场作用下与品格原子发生 碰撞，电离出电子空穴对，这些新电离的电子空穴对在电场的作用下，加速向相反方向运动。并获得能量，又激发出新的电子空穴对，重复上述过程，在 P-N 结的内部将产生较大的经放大的电流， 这就使雪崩效应。雪崩二极管有较大的内 增益，其工作电压略小于击穿电压3 .说明CCD器件的驱动频率上限和下限的限制因素电荷耦合器件（CCD）由金属栅极，氧化物层，P-N结构成，当金属栅极P-N结加上正向电压，金属费米能级相对于P-N结能带下降，形成耗尽层，电压越大势阱越深，点喝酒存储于势阱中，在相邻两个势阱中，利用电压的高低来抵制电 荷的移动，电压小，势阱浅的电子流向电压高，势阱深的地方，从而

11、达到电荷按 一定方向转移4 .热释电器件的工作原理，为什么他不能在直流状态下工作1(1)决定工作频率下限因素f>一3.t少数载流子的平均寿命工作频率的上线t从一个电极转移到另一个电极所需 的时间t,热电晶体是电压晶体中的一种，具有非中心对称的晶体结构自然状态 下，在某个方向上正负电荷中心不重合，从而晶体表面存在着一定量的极化电荷， 称之为自发极化，晶体温度变化时，可引起晶体的正负电荷中心发生位移，因此表面上的极化电荷即随之变化温度恒定时，因晶体表面吸附有来自于周围空气中的异性电荷，而观察不到的自发极化现象，当温度变化时，晶体表面的极化电荷随之变化，而他周围的吸附电 荷因跟不上他的变化，失

12、去电的平衡，这时即显现出晶体的自发极化现象。这一过程的平均作用时间为，式中，名为晶体中的介电常数仃为晶体的电导率，1所以，所探测的辐射是必须变化的，而且只有辐射的调制频率f> 1才有输出5 .与非相干探测相比，光外差探测法具有哪些优点，为什么能测微弱信号6 .叙述光盘存储和读出的工作原理计算1 .本征半导体材料Ge在297k下其禁带宽度Eg=0.67(eV)先将其掺入杂质Hg, 错掺入汞后其成为电离能Ei=0.09(eV)的非本征半导体，试计算本征半导体Ge和 非本征半导体错汞所制成的光电探测器的截止波长2 .已知硅光电二极管2DU的灵敏度Si=0.5仙A/mw,节间电导G=0.005

13、s,转折点电压 Vm=10V,输入光通量，=0 + m sinwt=5 n+3 n wsinwt,电源电压Vh=40V,求取得最大输出功率时直流偏置电阻和输入放大器的电压。电流。功 率设计(电脑复试资料3 )1 .设计用一维PSD作为距2 .右图，给出了一维直线扫描原理图和信号变换过程示意图，同时包括了图 像采集和显示两个部分，试定量说明图像扫描实现时空和光电双重变换的过程和 关系填空1 .作为一个完整的检测系统应包括信息的获得，变换处理和显示几个部分，因此 光电检测系统由（光电传感器 ）（处理电路）（显示控制）等三个部分组成2 .光电变换结构形式有（反射式）（透射式）（辐射式）（遮挡式）（干涉式）3 .时变光信号的直接测量有直读法（指零法）（差动法）（补偿法）4 .激光打印光的六个过程是（硒鼓带电）（扫描曝