电子与通信技术：光电检测技术题库考点四

电子与通信技术：光电检测技术题库考点四1、名词解释

散粒噪声正确答案：光辐射随机起伏导致和光电流的随机起伏所造成的。2、问答题

为什么光敏电阻多采用N型半导体？正确答案：电极间距，受光面大小有何影响？因为N型半导（江南博哥）体中的电子的迁移率比P型的空穴迁移率大，与电极间距成反比，与受光面的平方成正比3、问答题

光纤传感器种类？正确答案：光纤传感器一般可分为两大类：一类是功能型传感器，又称FF型光纤传感器，它是利用光纤本身的特性，把光纤作为敏感元件，既感知信息又传输信息，所以又称传感型光纤传感器。另一类是非功能型传感器，又称NF型光纤传感器，它是利用其他敏感元件感受被测量的变化，光纤仅作为光的传输介质，用以传输来自于远处或难以接近场所的光信号，因此，也称为传光型光纤传感器。4、问答题

光电池是根据什么效应制成的将光能转换成电能的器件，按用途可分为哪几种？正确答案：光生伏特效应；太阳能光电池和测量光电池。5、多选

关于直接探测和外差探测下列说法正确的是（）A、外差探测基于两束光波在探测器光敏面上的相干效应。B、外差探测适宜弱光信号的探测，直接探测适宜强光信号的探测。C、与外差探测相比直接探测具有良好的滤波性能。D、外差探测具有高的转换增益。正确答案：A,B,D6、多选

线阵CCD的组成包括（）。A.IDB.IGC.ODD.OGE.MOS正确答案：A,B,C,D,E7、填空题

利用光电效应制成的红外探测器，简称（）。正确答案：光子探测器8、填空题

单位是W/m2，面辐射源单位面积上的辐射通量，表示面源表面不同位置的辐射特性，这种物理量称为（）。正确答案：辐射出射度9、填空题

以激光为载体，将信息加载到激光的过程，称为光束（）。正确答案：调制10、填空题

光敏电阻的亮电流是（）和（）之和。正确答案：光电流；暗电流11、单选

通过对半导体激光器采用（）来获得调制光信号A、外调制B、直接调制C、相位调制D、电光调制正确答案：B12、填空题

光敏电阻受（）影响大，通常工作在低温环境下。正确答案：温度13、名词解释

内光电效应正确答案：物体受到光照后所产生的光电子只在物质内部而不会逸出物体外部。多发生在半导体。14、名词解释

热释电效应正确答案：在某些绝缘物质中，由于温度的变化引起极化状态改变的现象称为热释电效应。15、问答题

光电倍增管的供电电路分为负高压供电与正高压供电，试说明这两种供电电路的特点，举例说明它们分别适用于哪种情况？正确答案：采用阳极接地，负高压供电。这样阳极输出不需要隔直电容，可以直流输出，一般阳极分布参数也较小。可是在这种情况下，必须保证作为光屏蔽和电磁屏蔽的金属筒距离管壳至少要有10～20mm，否则由于屏蔽筒的影响，可能相当大地增加阳极暗电流和噪声。如果靠近管壳处再加一个屏蔽罩，并将它连接到阴极电位上，则要注意安全。采用正高压电源就失去了采用负高压电源的优点，这时在阳极上需接上耐高压、噪声小的隔直电容，因此只能得到交变信号输出。可是，它可获得比较低和稳定的暗电流和噪声。16、单选

属于相干光源的是（）。A.气体放电灯B.黑体辐射器C.固体激光器D.发光二极管正确答案：C17、多选

光电倍增管的主要参数有（）。A.阴极灵敏度B.阳极灵敏度C.暗电流D.时间特性E.伏安特性正确答案：A,B,C,D,E18、填空题

光电检测技术研究的主要内容是（）、电信号处理技术。正确答案：信息变换技术19、填空题

CCD的基本功能就是电荷存储和（）。CCD的工作过程就是信号电荷的（）、（）、（）和检测的过程。正确答案：电荷转移；产生；存储；转移20、问答题

解释什么事单元光电信号？正确答案：由一个或几个光电转换期间构成的光电转换电路所产生的独立信号称为单眼光电信号。21、单选

最安全的成像是（）。A.CTB.IRC.X-RayD.THz正确答案：D22、问答题

简述内光电效应的分类？正确答案：内光电效应分为光电导效应和光生伏特效应。23、单选

ZnS的发光是（）。A.自发辐射B.受激辐射C.热辐射D.电致发光正确答案：D24、问答题

一般PSD分为两类，一维PSD和二维PSD，他们各自用途是什么？正确答案：一维PSD主要用来测量光点在一维方向的位置；二维PSD用来测定光点在平面上的坐标。25、问答题

叙述实现光外差检测必须满足的条件？正确答案：信号光波和本振光波的波前在整个光混频面上必须保持相同的相位关系。光外差检测只有在下列条件下才可能得到满足：①信号光波和本征光波必须具有相同的模式结构，这意味着所用激光器应该单频基模运转。②信号光和本振光束在光混频面上必须相互重合，为了提供最大信噪比，它们的光斑直径最好相等，因为不重合的部分对中频信号无贡献，只贡献噪声。③信号光波和本振光波的能流矢量必须尽可能保持同一方向，这意味着两束光必须保持空间上的角准直。④在角准直，即传播方向一致的情况下，两束光的波前面还必须曲率匹配，即或者是平面，或者有相同曲率的曲面。⑤在上述条件都得到满足时，有效的光混频还要求两光波必须同偏振，因为在光混频面上它们是矢量相加。总之，要满足时间，空间条件外，还有满足频率条件和偏振条件。26、问答题

简述光生伏特效应与光电导效应的联系？正确答案：同属于内光电效应。27、填空题

NEA与PEA的区别在于经特殊处理后，其（）电子亲和势为负值正确答案：有效的28、问答题

两种高速的光电二极管的结构特点和原理？（PIN、APD）正确答案：PIN光电二极管结构特点：P层和N层之间增加了一层很厚的高电阻率的本征半导I增加I区优点：（1）因为I区相对的P区和N区是高阻，在反偏的工作情况下，它承受极大部分电压降，使耗尽区增大，这样展宽了光电转换有效工作区，使灵敏度增大（2）又因为PIN结光电二极管的工作电压是很高的反偏电压，使PIN结的耗尽层加宽，电场强光生电流加速因而大幅度减少了载流子在结构内漂移时间元件的响应速度加快。电路特点：反偏电压高。APD光电二极管结构特点：在光照时P+层受光子能量激发的电子从所带电跃迁到导带，在高电场作用下，电子从高速通过P层产生碰撞电离，形成大量新生电子空穴对，并且它们也从电场中获得高能量与从P+层来的电子一起再次碰撞P区的其他原子，又产生大批新生电子。29、问答题

简述红外分析仪工作原理，工作过程及各部分作用？正确答案：1）工作原理：利用物质在红外波段的吸收特性进行分析2）工作过程：待测气体经采气装置，使之分别通过标准气室和测量气室，用干涉滤光片滤光，分别发出两束红外辐射，红外探测器交替接收两道红外辐射后，发出一个交变电信号，经过电子系统处理，则可以根据输出信号判定待测气体中的某种气体浓度30、单选

光电倍增管的高压模块，其输出电压一般为直流（）。A.1000VB.100VC.10000VD.15V正确答案：A31、问答题

为什么功能型光纤传感器在结构上是连续的？正确答案：功能型传感器利用光纤本身的特性，把光纤作为敏感元件既感知信息又传输信息，光纤与被测对象相互作用时光纤本身的结构参量（尺寸和形状）发生变化，光纤的传光特性发生相关变化，光纤中的光波参量受到相应控制即在光纤中传输的光波受到了被测对象的调制，空载波变为调制波，携带了被测对象的信息，另一层意思，光纤与被测对象作用时，光纤自身的结构参量并不发生变化，而光纤中传输的光波自身发生了某种变化，携带了待测信息。32、填空题

为了表示一个热辐射光源所发出光的光色性质，常用到（）这个量，单位为K。这个量是指在规定两波长具有与热辐射光源的（）相同的黑体的温度。正确答案：色温；辐射比率33、单选

彩色CCD有（）种。A.1B.2C.3D.4正确答案：C34、填空题

FTCCD指的是（）CCD。正确答案：帧转移型35、问答题

说明两种类型光敏电阻的用途和原因。正确答案：本征半导体光敏电阻与杂质半导体光敏电阻。本征半导体光敏电阻的长波长要短于杂质半导体光敏电阻的长波长，因此，本征半导体光敏电阻常用于可见光长波段的检测，而杂质型半导体光敏电阻常用于红外波段光辐射甚至于远红外波段光辐射的检测。36、多选

CCD的种类有（）A.黑白CCDB.可见光CCDC.X射线CCDD.彩色CCDE.微光CCD正确答案：A,B,C,D,E37、填空题

THz波的局限性是无法透视（）和（）。正确答案：金属；强极性液体38、填空题

光伏效应器件中，有电流内增益效应的是（）管和（）管。正确答案：光电三极；雪崩光电二极39、单选

激光是通过（）产生的。A.受激辐射B.自发辐射C.热辐射D.电流正确答案：A40、单选

光电池电流滞后于光照，属于光电池的（）特性。A.频率；B.伏安；C.光谱；D.温度；正确答案：A41、名词解释

半导体分类正确答案：本征半导体、N型半导体、P型半导体42、单选

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。A、光照度B、光亮度C、色温D、光视效率正确答案：C43、问答题

光热效应应包括哪三种？正确答案：热释电效应；辐射热计效应；温差电效应。44、填空题

允许被电子占据的能带称为（）。正确答案：允带45、单选

某台测温仪表的测温范围是200～600℃，而该仪表的最大绝对误差为±3℃，该仪表的精度等级是（）。A.0.5级B.0.75级C.0.8级D.1.0级正确答案：D46、填空题

为了提高光电二极管的响应频率，应适当加大（）。正确答案：反向偏压47、填空题

对于结型光电器件、结的种类主要包括（）结、（）结、和（）结。正确答案：PN；PIN；肖特基48、多选

固体发光器件有（）。A.LCDB.PDPC.ECDD.EPDE.VFD正确答案：A,B,C,D,E49、单选

辐通量相同时，光通量最小的光的波长是（）nm。A.555B.590C.620D.780正确答案：D50、填空题

吸收量M与投射的辐射线量E的比率称为（）。正确答案：吸收系数51、问答题

根据检查原理，光电检测的有哪几种基本方法？正确答案：直接作用法、差动测量法、补偿补偿法、脉冲测量法52、单选

任何温度下对任何波长的入射辐射能的吸收比都小于1，称为（）。A.黑体B.灰体C.黑洞D.绝对黑体正确答案：B53、问答题

光电检测系统通常由哪三部分组成？正确答案：光学变换；光电变换；电路处理。54、名词解释

直接检测系统（光强调制）正确答案：莫尔条纹测长仪、激光测距仪、激光准直、环境污染检测系统55、问答题

说明光子效应和光热效应各自特点？正确答案：1.光子效应：指单个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。探测器吸收光子后，直接引起原子或分子的内部电子状态的改变。光子能量的大小，直接影响内部电子状态的改变。特点：光子效应对光波频率表现出选择性，响应速度一般比较快。2.光热效应：探测元件吸收光辐射能量后，并不直接引起内部电子状态的改变，而是把吸收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升，温度上升的结果又使探测元件的电学性质或其他物理性质发生变化。特点：原则上对光波频率没有选择性，响应速度一般比较慢。56、问答题

简述光生伏特效应与光电导效应的区别？正确答案：光生伏特效应是少数载流子导电的光电效应，而光电导效应是多数载流子导电的光电效应。57、单选

发光效率的单位（）。A.流明每瓦B.无量纲C.流明D.瓦特每球面度正确答案：A58、填空题

允带之间不允许被电子占据的范围称为（）。正确答案：禁带59、问答题

光纤多普勒测速系统的工作原理？正确答案：激光沿着光纤投射到测速点时，被测物体的散色光和光纤面的反射光一起沿着光纤返回。反射回来的频率不同光信号同时作用在光电探测器上，差生差拍，形成光电流经频谱分析处理求出频率变化进一步得出物体的速度。60、填空题

光电倍增管是在光电管的基础上研制出来的一种真空光电器件在结构上增加了（）和（）正确答案：电子倍增极；电子光学系统61、填空题

红外气体分析仪的基本原理是根据物质（）特性进行工作的。正确答案：分子吸收62、填空题

热敏电阻按其温度系数可分为（）、（）、（）三大类。正确答案：正；负；临界63、填空题

为使电荷包实现定向转移，需要控制好相邻栅极上的（），从而调节其下对应势阱的深浅，电压的绝对值越大，势阱就越（），电荷包总是从较浅势阱流向深势阱。正确答案：电压；深64、填空题

吸收比是物体吸收量与投射的（）的比值。正确答案：辐射能量65、问答题

光电探测器的特性参数有哪些？简述如何合理选择光电探测器正确答案：1）特性参数：响应率，光谱响应率，等效噪声规律，探测率与比探测率，时间常数，线性，量子效率2）选择应根据以下条件：探测器的动态范围，探测器和光源光谱的匹配度，响应时间或频率的范围，输出信号的线性程度等66、多选

热效应相对较大的三个光和物体是（）。A.紫光B.红光C.高温物体D.低温物体E.低频率的光正确答案：B,C,E67、名词解释

光电导效应正确答案：半导体受光照后，内部产生光生载流子，使半导体中载流子数显著增加而电阻减少的现象。68、多选

光电传感器的常用光电元件（）。A.普通光电二极管B.雪崩光电二极管C.光电晶体管D.肖特基光电二极管E.光电耦合器件正确答案：A,B,C,D69、填空题

P型半导体和N型半导体均可制作光敏电阻，但是通常使用N型半导体材料，这是由于电子的（）比空穴大。正确答案：迁移率70、填空题

激光的形成必须满足粒子数反转、谐振腔共振、（）。正确答案：阈值条件71、问答题

什么事光电直接检测系统？正确答案：所谓光电直接检测是将测光信号直接入射带光检测器光敏面上，光检测器响应于光辐射强度而输出相应的电路或者电压。72、填空题

波长在800nm处视见函数值为（），将辐通量换算成光通量时，比例系数为（）lm/W。正确答案：0；68373、名词解释

热噪声正确答案：或称约翰逊噪声，即载流子无规则的热运动造成的噪声。74、单选

IRCCD表示的是（）CCD。A.增强型B.时间延迟型C.电子轰击模D.红外正确答案：D75、单选

下边哪一项可作为光电耦合器件的发光件（）。A.光电三极管B.光电池C.光敏电阻D.半导体激光器正确答案：D76、问答题

什么是热光源？正确答案：物体由于温度较高而向周围温度较低环境发射热量的形式称为热辐射，这种物体称为热辐射源。77、填空题

在N型材料的PN结光伏效应中，光生电动势与内建电场的方向（）。正确答案：相反78、填空题

S（λ）＝U（λ）/Ф（λ），S（λ）称为光电器件的（）正确答案：光谱灵敏度79、填空题

光电倍增管加高压的目的是，保证（）和电子有效收集。正确答案：电流放大80、单选

光纤中光传播的条件是（）。A.光入射角大于临界角B.光入射角小于临界角C.光入射角等于临界角D.光入射角大于等于临界角正确答案：D81、单选

辐通量是光通量的（）倍。A.683B.1/683C.863D.1/863正确答案：B82、单选

太阳光经过大气，其中100nm～200nm的光被（）吸收。A.氧分子B.臭氧C.二氧化碳D.氮原子正确答案：A83、填空题

辐射源所呈现的颜色与某一温度时的黑体颜色相同，则将黑体的这一温度称为该辐射体的（）。正确答案：色温84、填空题

信息载荷于光源的方式信息载荷于透明体的方式、信息载荷于反射光的方式、信息载荷于遮挡光的方式、信息载荷于光学量化器的方式和（）方式的信息变换。正确答案：光通信85、单选

目前最好反隐身战术主要通过（）来实现。A.红外技术B.微波技术C.THz技术D.微光技术正确答案：B86、问答题

除光电变换之外有放大作用的光电探测器有哪些？其中结型器件有哪些？正确答案：1）光电三极管光电倍增管雪崩二极管2）光电三极管雪崩87、单选

紫外线频率的范围