光电技术试题及答案

1、中国海洋大学命题专用纸（首页）2005-2006学年第2学期试题名称：光电技术（A卷）共4页第1页专业年级：学号姓名授课教师名分数（请将计算题的答案写在答题纸上，其余直接作在试卷上）一、填空（50分每题2分）一个光源发出频率为540X101Hz的单色辐射，在此方向上的辐强度为（1/683）TOC o 1-5 h zW/sr，则该光源在该方向上发光强度为。光度量和辐射度量之间的关系可以用和表示。掺钕石榴石（Nd：YAG）激光器属于能级系统，振荡波长通常为。常用的彩色胶卷一般分为日光型和灯光型，这是按照区分的。半导体激光器的发光属于辐射，发光二极管发光属于辐射，两种辐射最根本的区别在于。大气分子散

2、射中，若辐射波长远大于分子的线度，则称为散射。若辐射波长远小于分子的线度，则称为散射。光波在大气中传播时，大气分子的固有吸收频率是由决定的。横向电光调制中，略去自然双折射的影响，若半波电压是1000V，要产生/2的位相差需加电压为。一般利用大气在近红外区对光具有的几个共振吸收波长，将近红外区分为八个区段，将透过率较高的波段称为。黑白显象管由、和组成。授课教师命题教师或命题负责人签字院系负责人签字年月曰中国海洋大学命题专用纸（附页）2005-2006学年第2学期试题名称：光电技术（A卷）共4页第2页硅光电池在偏置时，其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系，且动态范围较大。TOC o 1-5 h

3、z纵向电光效应的电场方向的特点。光机扫描方式中存在三种多元扫描方式：、光热效应是指的一种效应。半波电压是表征电光晶体性能的一个重要参数，这个电压越（大、小）越好，特别是在宽频带高频率情况下，半波电压越小，需要的调制功率就越（大、小）。调制方式主要应用于半导体光源。这种调制方式又可分为和两种。外光电效应指现象。光热效应与单光子无关，因而没有选择性，响应速度慢。热致液晶可分为、和三种类型，其中液晶是目前显示器的主要材料。光束调制根据调制参量的不同可以分为、和调制。2005-2006学年第2学期试题名称：光电技术（A卷）共4页第3页声光调制就是利用将信息加载到光载波上的物理过程。调制信号是以电信号形

4、式作用在上，其将电信号转变为，光载波通过超声波场时，由于声光效应使光载波受到调制，带有信息。光电导效应是效应。是目前应用最为广泛的一种光子效应，只发生在某些材料中，材料没有光电导效应。TOC o 1-5 h z23红外成像中信号处理的基本任务（无需测温的情况下）是。接受系统对被探测景物的分解方式决定了光电成像系统的类型，基本上可以分为三种：、。液晶分为两大类：和。二、计算题（10分）已知一个Si光电二极管的灵敏度S=0.5yA/yW,结电导g=0.005yS，屈膝电压u=10V,入射光信号功率P=5+3sinet（yW）,反向偏置电压V=40V。求（1）画出此时的基本电路图（2）计算电信号输出

5、的最大功率，以及送到放大器时最大功率对应的直流电阻Rp和放大器的输入电阻Rj。三、问答分析题（40分）（6分）声光相互作用中，产生布喇格衍射的条件以及布喇格衍射的特点是什么？（6分）根据电光强度调制的原理，请说出图1中电光晶体在激光器中的作用和工作类型（根据两个偏振片通光方向的相互位置）及工作过程。中国海洋大学命题专用纸（附页）2005-2006学年第2学期试题名称：光电技术（A卷）共4页第4页图1（7分）简述像管的结构以及像管和摄像管的区别。（8分）在图2中所示为一种真空探测器，在图中标出其组成的三大部分，并叙述其工作原理。（13分）（1）判断图3中所示为哪种探测器，具体是哪种类型并写出图中

6、的电极名称。（2）叙述该探测器的组成和工作原理。光电技术试卷A参考答案一、填空（每题2分）1坎德拉（或led）光视效能光视效率四能级1064nm色温受激自发相干性瑞利米氏分子内部的运动形态500V大气窗口电子枪、偏转系统、荧光屏和玻璃外壳反向电场方向与所加磁场方向相同串连扫描并联扫描串并混和扫描物体吸收光引起温度升高小小直接（内）模拟数字发生在物质表面上的光电转换现象能量h大小（频率/波长）频率（波长）近晶相向列相胆甾相向列相调幅调相调频强度声光效应电-声换能器上超声波场强度内光电半导体金属材料形成与景物温度相应的视频信号光机扫描电子束扫描固体自扫描溶致液晶热致液晶二、计算题（10分）解：C图

7、2分放大器往往是光电探测器的直接下级，探测器的输出电阻就是放大器的输入电阻（rl=r）。从题Li目可知是已知输入功率前提下，求最佳负载电阻的问题。光功率P0=5（uW）,P=（uW）,根据公式0二0.11X10-6(S)2分）.S(P+P)+2guo2(V-u)1R二二9.09x106(沁9.09(M0)(1分)PGP光电二极管的结电导g=0.005ys.GL=Gp+g,GL=0.115ys，放大器的输入电阻为:1分)R二R二丄沁8.7(M0)iLGuHMLS(P-P)0-G+G+gPL沁6.52(V)P二1Gu2沁2.44(RW)H2LHM分)分)(1分)三、问答分析题（35分）1、（6分）

8、产生布喇格衍射条件:声波频率较高，声光作用长度L较大，光束与声波波面间以一定的角度斜入射。（3分）特点:衍射光各高级次衍射光将互相抵消，只出现0级和+1级（或-1级）衍射光（3分）。2、（6分）答:（分析:电光调制器和偏振片构成了电光开关，根据两个偏振片通过的方向的相互垂直，电光开关可分为两种类型:加压式（加上电压开关接通）和退压式（不加压开关接通）。本题属于退压式（1分）。电光开关在激光技术中主要用作激光器的Q开关，与激光器组合成电光调Q激光器，可用来产生脉宽为纳秒量级的巨脉冲激光。激光通过偏振器成为线偏振光，激光经过电光晶体，当不加电压时，由反射镜反射的偏振光经电光晶体后，偏振态不变，光可

9、以通过；当电压接通时，由全反镜反射的光再经电光晶体时，线偏光的偏振态受到调制，方向与原来垂直从而不能经过偏振器，此时开关处于关闭状态（即实现了强度调制），腔内损耗很大，激光无法形成振荡，泵浦光能量只能通过亚稳态粒子数反转储存在工作物质中，当反转数达到最大时，不加电压即开关打开，储能以高功率的激光巨脉冲释放出来。（5分）3、（7分）像管结构:光电变换部分（光电阴极）、电子光学部分（电子透镜）、电光变换部分（荧光屏）。象管和摄象管的主要区别是，象管内部没有扫描机构，不能输出电视信号，对它的使用就跟使用望远镜去观察远处景物一样，观察者必须通过它来直接面对着景物。4、（8分）a.阴极b.阳极c.玻壳当

10、入射光透过真空型光电管的入射窗照射到光电阴极面上时，根据光电效应原理，光电子就从阴极发射出去，在阴极和阳极之间形成的电场作用下，光电子在极间作加速运动，被高电位的阳极收集，从而形成光电流。其光电流的大小主要由阴极灵敏度和入射辐射的强度决定。（对于充有惰性气体的光电管，原理基本一样，区别是电子在运动途中与惰性气体原子碰撞而电离，电离又产生新的电子，它与光电子一起都被阳极收集，形成数倍于真空型光电管的光电流。）5、（13分）光电倍增管（1分）瓦片静电聚焦型（1分）a.（半透明）阴极b.聚焦电极c.阳极（3分）光电倍增管主要由光入射窗、光电阴极、电子光学系统、倍增极和阳极等部分组成。（3分）光电倍增管由光窗、光电阴极、电子光学系统、电子倍增系统和阳极五个主要部分组成。光电倍增管的工作原理：（1）光子透过入射