2009-2010-2光电检测试卷B

光电检测期末考试试题### 光电检测期末考试试题#### 一、选择题（每题5分，共40分）1. 光电检测技术中，光电效应是指（）。

A. 光能转化为热能B. 光能转化为电能C. 电能转化为光能D. 热能转化为光能2. 下列哪种材料不适合用作光电探测器的材料？（）A. 硅B. 锗C. 铜D. 硒3. 光电倍增管（PMT）的主要作用是（）。

A. 放大电流B. 放大电压C. 放大光信号D. 放大声音信号4. 在光电检测中，光敏电阻的电阻值随光照强度的增加而（）。

A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 先增加后减少5. 光电二极管的工作原理基于（）。

A. 光电效应B. 热电效应C. 光电导效应D. 光伏效应6. 光电检测技术在以下哪个领域应用最广泛？（）A. 通信B. 医疗C. 军事D. 所有以上7. 光电检测系统的灵敏度主要取决于（）。

A. 光源的亮度B. 探测器的响应速度C. 信号处理电路的增益D. 所有以上8. 在光电检测系统中，滤光片的主要作用是（）。

A. 改变光的强度B. 改变光的波长C. 改变光的方向D. 改变光的相位#### 二、简答题（每题10分，共40分）1. 简述光电效应的基本原理，并说明其在光电检测中的应用。

2. 描述光电倍增管（PMT）的工作原理，并解释其在提高光电检测灵敏度方面的优势。

3. 说明光敏电阻在不同光照条件下的电阻变化规律，并讨论其在光电检测中的作用。

4. 阐述光电二极管和光电晶体管的主要区别，并讨论它们在光电检测系统中的不同应用场景。

#### 三、计算题（每题10分，共20分）1. 假设一个光电二极管在无光照时的暗电流为10nA，光照强度增加后，其电流增加到1μA。

如果该二极管的光电流与光照强度成正比，求光照强度增加了多少倍？2. 在一个光电检测系统中，使用了一个增益为10^6的光电倍增管。

如果入射光信号产生的光电子数为100，计算经过光电倍增管放大后的信号电流（假设每个光电子产生一个电子-空穴对）。

1、一点辐射源辐射功率是 Pe,一半径为 R 的圆盘中心的到辐射源的 距离是 d（ d
R） ，盘面中心法线与光的传播方向相同，光在空间
传播的损失忽略不计；则盘面上的辐照照度 Ee= 2、为了提高光敏电阻的响应灵敏度，一方面 受光面积。
. 电极间的距离；另一方面
3、一块半导体样品，有光照时电阻为 100 ，无光照时电阻为 10000 ，求该样品的 光电导 ∆σ = 。 另一类是： 和 。 。 5、电荷耦合摄像器件，按结构可分为： 题号 二 得分 二、选择题（本题 10 分，每题 2 分） 选择题（ ） C.光出射度 D.光亮度 A.光强度 （ A. 热噪声 教务处印制 ） B. 散粒噪声 共 6 C. 产生-复合噪声 页 （第 1 页） D. 1/f 噪声 B.光照度 4、 硅光电池的用途大致可分为两类： 一类是：
题号 四（3） ）
得分
3、 （本题 8 分）已知硅光电池光敏面积为 10 × 10mm 2 ，环境温度 300k 时在 1000W / m 2 光照下，开路电压 uoc = 620mv ，短路电流
I sc = 30mA 。试求 300k 时在 (200 800)W / m2 光照下，保证线性电 压输出的最大负载电阻和电压变化值。 U m ≈ 0.6U oc , I m ≈ I sc ） （
季学期光电子技术基础试卷b命题教师命题小组系主任审核考试形式开卷考试类型学位课非学位课请在前面打选择考试班级应物081考试日期考试时间注意
2010 年 秋 季学期
命题教师 考试类型 考试班级 班 题 得 级 号 分 一 命题小组 学位课 应物 081
《光电子技术基础》
√ 非学位课
试卷（ 试卷（B）
开卷
阻 R = 8M Ω ,热释电器件的等效电容 C = 20 pF ，求该热释电探测器的电压灵敏度 Sv

可编辑修改精选全文完整版A卷B卷2009 ~2010学年 第二期开课学院： 光电工程学院课程号： 12001025考试日期：考试方式：开卷闭卷 其他 考试时间：120分钟 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总 分 得 分一、 概念题（３分/每小题，共4５分）1. 远离辐射源环境下麦克斯韦方程组的微分形式是：E=0 H=02. 电场与磁场振幅呈（ 比例 ），相位（ 相等 ）3. 产生激光的必要条件是：粒子数反转 增益大于阈阀值4. 与三能级激光器相比，四能级激光器有什么显著特点：所需的泵浦的能量较低，产生激光的效率高，5. 粒子数的反转分布是指：高能级的粒子数多于低能级的粒子数6. 构成激光器的几个主要部件是：工作物质，谐振腔，泵浦7. 要探测快速变化的光信号，PIN 必须采用（ 反偏 ）接法，这种接法的主要缺点是（ 暗电流明显 ）8. 光纤的数值孔径描述了光纤对入射光的（ 捕捉能力 ），请问光纤出射光线的发散角与数值孔径有什么关系？9. 声光调制可以调制光波的哪些参量?公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊封线密频率，振幅，相位，强度10.PIN光电二极管探测的红限是（ 1.24/E g）11.影响光纤通信系统最大无中继距离的主要因素是（反射机的效率）、（接受器的灵敏度）和（传输的损耗）12.PMT增益的稳定性主要受（温度）和（电压）影响。

13.取样积分法，累加次数与信噪比有什么关系？次数越多，信噪比越大，积分M次，信噪比增加倍14.光纤通信系统与传统的电通信系统的差别（至少写出三个）：保密性好，速度快，频带宽，抗干扰能力强15.零差探测和外差探测的主要区别在（差频是否为零）二、简述题（3０分）１．半导体光源与光纤耦合时，采用透镜有焦点耦合法和离焦耦合法，简述这两种方法的优缺点（１5分）２．一个光电子系统中，如何根据光源的参数和信号的特点来选择光电探测器？（１5分）三、分析、计算题（1０分）购买一声光调制器，预定的参数是针对氦氖激光器的（波长为0.6328微米），入射角标准是3度，现准备对0.65微米的半导体激光器进行调制，欲得到最大的衍射效率，试问需如何调整系统？（１０分）四、设计题（１５分）设计一个光纤声音探测系统，要求采用强度调制方式，要求画出原理框图，给出计算公式（提示：考虑光纤与光纤的耦合）。

光电传感技术及应⽤试卷A（答案）浙江师范⼤学《光电传感技术及应⽤》考试卷（20 09----2010学年第 2 学期）考试形式闭卷使⽤学⽣光信息07136⼈考试时间2010-6-14分钟120分钟出卷时间2010年6⽉8⽇课程编号：6204031说明：考⽣应将全部答案都写在答题纸上，否则作⽆效处理。

⼀、填空题（每空1分，共16分）1、依据传感器的⼯作原理，传感器分敏感元件，转换元件，测量电路三个部分组成。

2、在应变计设计过程中，为了减少横向效应，可采⽤直⾓线栅式应变计或箔式应变计。

3、光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，根据光电效应可以分为外光电效应，内光电效应，热释电效应三种。

4、数值孔径作为光纤的⼏个重要参数，根据光纤纤⼼折射率n和包层折射1率n，数值孔径可以定义为：NA=。

25、根据热敏电阻的三种类型，其中临界温度系数型最适合开关型温度传感器。

6、依据光纤传感器的原理，可以分为强度型(振幅型)光纤传感器与⼲涉型光纤传感器。

7、依据⼲涉型光纤传感器的基本原理，⽬前光纤传感器中采⽤四种不同的⼲涉测量结构。

它们分别是迈克尔孙、马赫-泽德、萨格奈克和法布⾥-珀罗等四种结构。

⼆、判断题（每题2分，共14分）1、⼀个复杂的⾼阶系统总是可以看成是由若⼲个零阶、⼀阶和⼆阶系统并联⽽成的。

（错）2、在阶跃型光纤中，数值孔径越⼤“V值”越⼤。

（对）3、半导体⾊敏传感器可以⽤来直接测量从可见光到红外波段内单⾊的波长，它有两个深度相同的PN结构成。

（错）4、电阻应变计的第⼀对称形式的直流电桥的电压灵敏度不但与供电电压U有关⽽且与电桥电阻有关。

（错）5、⼊射光强改变物质导电率的物理现象,叫光电导效应。

为使电⼦从价带激发到导带,⼊射光⼦的能量E0应⼤于禁带宽度E g,即光的波长应⼩于某⼀临界波长λ0。

（对）6、光⽣伏特效应就是半导体材料吸收光能后,在PN结上产⽣电动势的效应。

（对）7、若光电倍增管⽤来监控连续光源,电容可以省去。