五邑大学光电技术试题3

三、名词解释：1、传感器：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置;2、重复性：用本方法在正常和正确操作情况下,由同一操作人员,在同一实验室内,使用同一仪器,并在短期内,对相同试样所作多个单次测试结果,在95%概率水平两个独立测试结果的最大差值3、线性度：测试系统的输出与输入系统能否像理想系统那样保持正常值比例关系线性关系的一种度量;2、正压电效应答：压电效应：某些电介质物体在沿一定方向受到压力或拉力作用时发生变形,并且在其表面上会产生电荷,若将外力去掉,它们又重新回到不带电的状态;具有压电效应材料有石英晶体、人工制造的压电陶瓷、锆钛酸铅等;逆压电效应：是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象四、简答题1、解释什么是传感器传感器的基本组成包括哪两大部分这两大部分各自起什么作用答：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置;通常传感器由敏感元件和转换元件组成;敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分,转换元件是指传感器中将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分;2、什么是传感器的静态特性,描述静态特性的技术指标有哪些答：传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出—输入关系;与时间无关;主要性能指标有：线性度、灵敏度、分辨率、迟滞、重复性和量程等;3金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同答：金属电阻的应变效应主要是由于其几何形状的变化而产生的,半导体材料的应变效应则主要取决于材料的电阻率随应变所引起的变化产生的;4简要说明电容式传感器的工作原理;答：电容式传感能将被测量转换为传感器电容变化;传感器有动静两个板板,板板间的电容为;;;;;;当动板板运动或极板间的介质变化就会引起传感器电容值的变化,从而构成变极距式、变面积式和变介质型的电容式传感器;5、什么是电涡流效应答:根据法拉第电磁感应定律,块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时,导体内将产生呈漩涡状的感应电流,此电流叫电涡流,这种现象成为电涡流;6、石英晶体x、y、z轴的名称及其特点是什么X轴叫做电轴,y轴叫做机械轴,z轴叫做光轴;通常把沿电轴x方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效应”,而把沿机械轴y方向上的力作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效应”;沿z轴方向的力作用时不产生压电效应;7、画出压电元件的两种等效电路8、画出压电式传感器中采用电荷放大器的电路图,并分析证明输出电压几乎不受联接电缆长度变化的影响;9．试说明压电式传感器中,压电片并联和串联后对测量的影响;答：压电元件能够方便地组合应用,起到提高电压输出灵敏度的作用,这是压电式传感器的一个特点;组合的基本方式有串联和并联;并联的特点是：输出电压相等,电容相加,总电荷量相加,因此输出的电荷量增加,适用于电荷输出场合;串联的特点是总电荷量不变,电压相加,电容减小,因此,电灵敏度提高,适用于电压输出场合10. 什么是霍尔效应答：在置于磁场的导体或半导体中通入电流,若电流与磁场垂直,则在与磁场和电流都垂直的方向上会出现一个电势差,这种现象就是霍尔效应,是由科学家爱德文·霍尔在1879年发现的;产生的电势差称为霍尔电压;11．光电效应有哪几种与之对应的光电元件各有哪些答：光电效应有外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三种;基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管等；基于内光电效应的光电元件有光敏电阻、光敏晶体管等；基于光生伏特效应的光电元件有光电池等;12、什么是内光电效应列举几种基于内光电效应工作的光电器件不少于三个;答：在光线作用下,物体的导电性能电阻率发生变化或产生光生电动势的现象称为内光电效应;包括光电导效应和光生伏特效应13、什么是外光电效应什么是内光电效应在光线的作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应;当光照射在物体上,使物体的电阻率ρ发生变化,或产生光生电动势的现象叫做内光电效应;根据工作原理的不同,内光电效应分为光电导效应和光生伏特效应两类;。

SI=0.15mA/lx，电阻RL=51kΩ，三极管9014的电流放大倍率β=120，
若要求该光电变换电路在照度变化为200 lx的范围情况下，输出电 压ΔUo的变化不小于2V，问： （1）电阻RB与RC应为多少？ （2）试画出电流I1、I2、IB和IC的方向. （ 3 ）当背景光的照度为 10 lx 时，电流 I1为多少？输出端的电位为多少？ (4) 入射光的照度为100 lx时的输出电 压又为多少？
显然，此题为多解题，可根据电路的应用特点，选择RC与RB。例 如，若对速度有要求， RC尽量小。 （3）当背景光的照度为10 lx时，电流I1为
I1= SφEV=0.15×10-3 ×10= 1.5(mA)
U0= Ubb－ IC RC= (4) 入射光的照度为100 lx时的输出电压为 U0= Ubb－ IC =
曲线的下方画出输出电压的波形图。
Ec 500 RL U0 400 300 200 100 0
I(μ A) 200lx 160 lx 120 lx 80 lx 40 lx 5 10 15 20 U(v)
解：此题可以用“图解法”解，
(1) 6V正弦信号的双峰值为Up~p= 17（V）
(2) RL=Δ U /Δ I =42.5( kΩ )
解：根据题目所给的已知条件和电路图，可以标定出各电流的方向。 再由电路，可找到输出电压与入射光照度的关系，即
I1RL U be I C I B RB
式中I1= SφEV， ΔI1= Sφ Δ EV， 输出电压变化量为ΔU=－ ΔICRC，即
U C Rc
Sφ EV RL U be RB
Ubb
R Rb U0
DW
U bb U w 12 4 Iw 9.8(mA) Rb 820

1、光电器件的基本参数特性有哪些?（响应特性噪声特性量子效率线性度工作温度）@响应特性分为电压响应度电流响应度光谱响应度积分响应度响应时间频率响应@噪声分类：热噪声散粒噪声产生-复合噪声 1/f噪声信噪比S/N 噪声等效功率NEP2、光电信息技术是以什么为基础，以什么为主体，研究和发展光电信息的形成、传输、接收、变换、处理和应用。

（光电子学光电子器件）3、光电检测系统通常由哪三部分组成（光学变换光电变换电路处理）4、光电效应包括哪些外光电效应和内光电效应）外光电效应：物体受光照后向外发射电子——多发生于金属和金属氧化物。

内光电效应：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。

内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应。

光电导效应：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。

光生伏特效应：光照在半导体PN结或金属—半导体接触面上时，会在PN结或金属—半导体接触的两侧产生光生电动势。

5、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？（光生伏特效应太阳能光电池和测量光电池）6、激光的定义，产生激光的必要条件有什么？（定义：激光是受激辐射的光放大粒子数反转光泵谐振腔）7、热释电器件必须在什么样的信号的作用下才会有电信号输出？（交变辐射）8、CCD是一种电荷耦合器件，CCD的突出特点是以什么作为信号，CCD的基本功能是什么？（电荷 CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。

）9根据检查原理，光电检测的方法有哪四种。

（直接作用法差动测量法补偿测量法脉冲测量法）10、光热效应应包括哪三种。

（热释电效应辐射热计效应温差电效应）11、一般PSD分为两类，一维PSD和二维PSD，他们各自用途是什么？（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。

）12、真空光电器件是基于什么效应的光电探测器，它的结构特点是有一个真空管，其他元件都在真空管中，真空光电器件包括哪两类。

光出射度 M v,
=
v,
d 2
2
= 0.4815/（π×（0.001/2）2）=6.13×105lx
（ 2 ） 激 光 投 射 到 10m 远 处 屏 幕 上 ， 可 得 接 受 面 半 径
r
10
tan
2
1
10 2
3
10
2
1
10 2
3
0.003366m
面积 A=r 2 =3.56105
屏幕的光照度为 Ev
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由维恩位移定律， m
2898 T
=9.36um
当发烧到
38.5
时，T=38.5+273=311.5K，此时 m
2898 T
=9.303um
峰值光谱辐射出射度 M e,s,m 1.309T 5 1015 =3.84 mW .cm2 .um1 11.解：依题意，由杂质吸收条件，则杂质吸收的长波限 L 1.24 Ei 所以杂质电离能 i 1.24 L =1.24/13=0.095ev 12.解：光照灵敏度 SV I V ，而辐射灵敏度 Se I e ，
发光强度 I v, = v, ，由空间立体角的定义， 将光束平面发散角转换 α= 0.02×10-3
由于这个角度很小，可以把其所对应的球面度近似的看作锥面圆的面积，且半径

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）。
缺点：显示视角小 响应速度慢 非主动发光
7)比较TN－LCD和STN－LCD的特点。
答：TN-LCD利用扭曲向列相液晶的旋光特性，液晶分子的扭曲角为90度，电光特性曲线不够陡峻，由于交叉效应，在采用无源矩阵驱动时，限制了其多路驱动能力。
STN-LCD的扭曲角在180-240度范围内，曲线陡度的提高允许器件工作在较多的扫描行数下，利用了超扭曲和双折射两个效应，是基于光学干涉的显示器件。
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。
4)试说明注入电致发光和高场电致发光的基本原理。
答：注入：利用少数载流子流入PN结直接将电能转换为光能
高场：将发光材料粉末与介质的混合体或单晶薄膜夹持于透明电极板之间，外施电压，由电场直接激励电子与空穴复合而发光。
4)光纤色散的主要危害是使脉冲信号展宽，限制了光纤的宽带或传输容量，多模光纤的色散主要有模色散、材料色散、波导色散
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。
2)磁光效应是指外加磁场作用所引起的材料光学各项异性，法拉第磁光效应的规律（1）对于给定的介质，光振动面的旋转角与样品的长度和外加的磁感应强度成正比（2）光的传播方向反转时，法拉第旋转的左右方向互换。

五邑大学试卷答案命题人：李阳审核人：试卷分类（A卷或B卷）B学期：2011至2012学年度第1学期课程：光电子技术课程代号：010A1860（30分，每小题3分）零1分。

2、常见的固体激光器有红宝石激光器、钕激光器或钛宝石激光器 1.5分（写出两种），常见的气体激光器有He-Ne激光器、CO激光器或Ar+激光器 1.5分（写出两2种）。

3、电致折射率变化是指晶体介质的介电系数与晶体中的电荷分布有关，当晶体被施加电场后，将引起束缚电荷的重新分布，并导致离子晶格的微小形变，从而引起介电系数的变化，并最终导致晶体折射率变化的现象。

3分4、光纤色散的主要危害是使脉冲信号展宽，限制了光纤的带宽或传输容量；1.5分多模光纤的色散主要有模色散、材料色散、波导色散。

1.5分5、光束扫描根据其应用的目的来可以分为模拟式扫描和数字式扫描2分两种；前者主要应用各种显示 1.5分后者主要应用于光存储 1.5分6、在电光调制器中，为了得到线性调制，在调制器中插入一个λ/4波片，波片的轴向取向为快慢轴与晶体的主轴x成45︒角3分时最好。

7、单片硅光电池的开路电压约为0.45～0.6V 1.5分，短路电流密度约为150～300A/m21.5分。

8、光子效应是指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1.5分，其主要特点有：对光波频率表现出选择性，响应速度一般比较快。

1.5分9、固体摄像器件主要有三大类，它们是电荷耦合器件、互补金属氧化物半导体图像传感器、电荷注入器件3分。

10、液晶是液态晶体的简称；1分，热致液晶可以分为近晶相、向列相和胆甾相三种2分二、问答题（50分，每小题10分）1、简述激光产生的条件、激光器的组成及各组成部分的作用。

（10分）得分必要条件：粒子数反转分布和减少振荡模式数。

2分充分条件：起振——阈值条件：激光在谐振腔内的增益要大于损耗。

1分稳定振荡条件——增益饱和效应（形成稳定激光）。

1分组成：工作物质、泵浦源、谐振腔。

光电技术练习题一、选择题1. 光电效应是指（）。

A. 光线经过媒质传播B. 光线不被媒质吸收传播C. 光线与物质相互作用产生电磁波D. 光线与物质相互作用产生电子运动2. 下列关于光电效应的说法错误的是（）。

A. 逸出功与金属种类无关B. 频率越高，逸出电子的动能越大C. 逸出电子动能与光强度成正比D. 光电效应只发生在金属上3. 当光频率不变时，通过光电效应逸出电子的动能与入射光的（）成正比。

A. 光强度B. 波长C. 速度D. 相位4. 下列关于光电效应的解释错误的是（）。

A. 光的粒子性表现为光子B. 光照射在金属上，金属中的电子受到能量转移而逸出C. 波动模型可以解释光电效应D. 逸出速度与光子的能量有关5. 关于光电管的说法正确的是（）。

A. 光电子发射是通过第一级光电倍增效应实现的B. 光电流的强度与入射光的频率无关C. 光电流的强度与入射光的光强度成正比D. 光电子发射是通过光电效应实现的二、填空题1. 光电效应在（）年被爱因斯坦解释。

2. 光电效应是电磁辐射与物质的（）相互作用的结果。

3. 光电效应起源于金属内的（）。

4. 入射光的频率达到临界频率时，逸出电子的动能为（）。

三、计算题1. 入射在铝金属上的光的波长为500nm，计算逸出的电子动能。

（已知铝金属的逸出功为4.08eV）（解答）根据能量守恒定律，光子的能量等于电子的逸出功加上电子的动能。

光子的能量: E = hc/λ，其中h为普朗克常数，c为光速，λ为入射光的波长。

电子的逸出功: W = 4.08 eV逸出电子的动能: K = E - W代入数值计算：E = (6.63e-34 J·s * 3e8 m/s) / (500e-9 m) ≈ 3.98 eVK = 3.98 eV - 4.08 eV ≈ -0.1 eV由于逸出电子动能为负数，说明电子无法逸出。

2. 光照射在钠金属上的波长为400 nm的入射光，计算逸出的电子动能。

光电技术考试试题一、选择题（每题 3 分，共 30 分）1、以下哪种材料不是常见的光电发射材料？（）A 金属B 半导体C 绝缘体D 碱金属化合物2、光电二极管在反向偏置时，其电流主要是（）A 扩散电流B 漂移电流C 复合电流D 热电流3、下列哪个不是影响光电倍增管增益的因素？（）A 倍增极材料B 倍增极级数C 入射光波长D 工作电压4、对于 PIN 光电二极管，其结电容与（）有关。

A 反向偏压B 光照强度C 温度D 材料电阻率5、在 CCD 器件中，电荷的转移是依靠（）实现的。

A 电场B 磁场C 扩散D 漂移6、能将光信号直接转换为电信号的器件是（）A 发光二极管B 光电二极管C 激光二极管D 液晶显示器7、以下哪种光源的相干性最好？（）A 白炽灯B 日光灯C 激光D 发光二极管8、光电耦合器的作用是（）A 实现光电转换B 隔离输入输出信号C 放大电信号D 滤波9、下列哪种探测器的响应速度最快？（）A 热电偶B 热敏电阻C 光电导探测器D 热释电探测器10、在光纤通信中，常用的光源是（）A 半导体激光器B 发光二极管C 白炽灯D 氦氖激光器二、填空题（每题 3 分，共 30 分）1、光电效应分为外光电效应、内光电效应和（）效应。

2、常见的光电探测器有（）、（）、（）等。

3、光的波长与频率的关系为（）。

4、太阳能电池的工作原理是基于（）效应。

5、发光二极管的发光颜色取决于（）。

6、光电倍增管由（）、（）和（）组成。

7、电荷耦合器件的基本单元是（）。

8、光纤的主要参数有（）、（）和（）。

9、激光的特点有（）、（）、（）和（）。

10、图像传感器分为（）和（）两类。

三、简答题（每题 10 分，共 20 分）1、简述光电导效应的工作原理。

答：光电导效应是指在光照下，半导体材料的电导率发生变化的现象。

当半导体材料受到光照时，光子能量大于材料的禁带宽度，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，形成自由电子和空穴，从而使材料的电导率增加。

《光电检测技术》题集一、选择题（每题2分，共20分）1.光电检测技术是基于哪种物理效应来实现非电量到电量的转换？（）A. 压电效应B. 光电效应C. 磁电效应D. 热电效应2.在光电检测系统中，光电传感器的主要作用是什么？（）A. 将光信号转换为电信号B. 将电信号转换为光信号C. 放大电信号D. 储存光信号3.下列哪种光电元件是利用外光电效应工作的？（）A. 光电二极管B. 光电三极管C. 光电池D. 光敏电阻4.光电检测系统中，为了提高信噪比，常采用哪种技术？（）A. 滤波B. 放大C. 调制与解调D. 编码与解码5.在光电耦合器中，光信号是如何传递的？（）A. 直接通过导线传递B. 通过空气传递C. 通过光导纤维传递D. 通过发光元件和受光元件之间的空间传递6.下列哪项不是光电检测技术的优点？（）A. 非接触式测量B. 高精度C. 易受环境干扰D. 响应速度快7.光电倍增管的主要特点是什么？（）A. 高灵敏度B. 低噪声C. 无需外部电源D. 体积小，重量轻8.在光电检测系统中，为了消除背景光的影响，可以采取哪种措施？（）A. 增加光源亮度B. 使用滤光片C. 提高检测器灵敏度D. 增大检测距离9.光电二极管在反向偏置时，其主要工作特性是什么？（）A. 电阻增大B. 电容减小C. 光电流与入射光强成正比D. 输出电压稳定10.下列哪种光电传感器适用于测量快速变化的光信号？（）A. 热释电传感器B. 光敏电阻C. 光电二极管D. 光电池二、填空题（每题2分，共20分）1.光电检测技术是______与______技术相结合的一种检测技术。

2.光电效应分为______、______和______三种类型。

3.在光电检测系统中，______是将光信号转换为电信号的关键元件。

4.光电倍增管的工作原理是基于______效应，具有极高的______。

5.为了提高光电检测系统的抗干扰能力，常采用______和______技术。

光电技术复习题光电技术复习题光电技术是一门涉及光与电的相互转化的学科，广泛应用于光电子器件、光通信、光储存等领域。

它是现代科技的重要组成部分，对于推动科学技术的发展起到了关键作用。

下面是一些光电技术的复习题，希望能够帮助大家温故知新。

1. 什么是光电效应？它的基本原理是什么？光电效应是指当光照射到某些物质表面时，会引起电子的发射现象。

其基本原理是光子能量与物质中的电子相互作用，光子的能量被电子吸收后，使电子获得足够的能量从而跃迁到导带中，形成电流。

2. 光电效应的应用有哪些？光电效应广泛应用于光电子器件中，如光电二极管、光电倍增管等。

此外，光电效应还被用于光通信、光储存等领域。

在光通信中，光电效应被用于接收光信号，将光信号转化为电信号；而在光储存中，光电效应被用于读取和写入信息。

3. 光电二极管是什么？它的工作原理是什么？光电二极管是一种能够将光信号转化为电信号的器件。

它的工作原理是基于光电效应，当光照射到光电二极管的P-N结上时，光子的能量被电子吸收，使电子从价带跃迁到导带中，形成电流。

通过测量这个电流的大小，可以得到光信号的强度。

4. 光电倍增管是什么？它的工作原理是什么？光电倍增管是一种能够将光信号放大的器件。

它的工作原理是基于光电效应和电子倍增效应。

当光照射到光电倍增管的光阴极上时，光子的能量被电子吸收，使电子从光阴极发射出来。

这些电子经过电子倍增管的电子倍增过程，最终形成大量的电子，从而放大光信号。

5. 光通信的基本原理是什么？光通信是一种利用光信号传输信息的通信方式。

其基本原理是将信息转化为光信号，通过光纤传输光信号，再将光信号转化为电信号进行接收和处理。

在发送端，使用激光器将电信号转化为光信号；在接收端，使用光电二极管将光信号转化为电信号。

6. 光储存的基本原理是什么？光储存是一种利用光信号存储信息的技术。

其基本原理是利用光电效应，将信息转化为光信号并写入储存介质中。

在读取时，使用激光器将光信号照射到储存介质上，通过光电效应将光信号转化为电信号进行读取。

思索题及其答案习题01一、填空题1.一般把对应于真空中波长在（0.38 ）到（0.78 ）范围内旳电磁辐射称为光辐射。

2、在光学中, 用来定量地描述辐射能强度旳量有两类, 一类是（辐射度学量）, 另一类是(光度学量)。

3、光具有波粒二象性, 既是（电磁波）, 又是（光子流）。

光旳传播过程中重要体现为（波动性）, 但当光与物质之间发生能量互换时就突出地显示出光旳（粒子性）。

二、概念题1.视见函数: 国际照明委员会（CIE）根据对许多人旳大量观测成果, 用平均值旳措施, 确定了人眼对多种波长旳光旳平均相对敏捷度, 称为“原则光度观测者”旳光谱光视效率V(λ),或称视见函数。

2.辐射通量: 辐射通量又称辐射功率, 是辐射能旳时间变化率, 单位为瓦(1W=1J/s), 是单位时间内发射、传播或接受旳辐射能。

3、辐射亮度: 由辐射表面定向发射旳旳辐射强度, 除于该面元在垂直于该方向旳平面上旳正投影面积。

单位为(瓦每球面度平方米) 。

4、辐射强度：辐射强度定义为从一种点光源发出旳, 在单位时间内、给定方向上单位立体角内所辐射出旳能量, 单位为W／sr(瓦每球面度)。

三、简答题辐射照度和辐射出射度旳区别是什么？答: 辐射照度和辐射出射度旳单位相似, 其区别仅在于前者是描述辐射接受面所接受旳辐射特性, 而后者则为描述扩展辐射源向外发射旳辐射特性。

四、计算及证明题证明点光源照度旳距离平方反比定律, 两个相距10倍旳相似探测器上旳照度相差多少倍？ 答:2224444R I R I dA d E R dA d E R II===∴=ππφπφφπφ＝的球面上的辐射照度为半径为又＝的总辐射通量为在理想情况下，点光源设点光源的辐射强度为 ()122222222211221211001001010E E L IE L I L I L I E R I E L L L L =∴====∴== 又的距离为第二个探测器到点光源，源的距离为设第一个探测器到点光 习题02一、填空题1.物体按导电能力分（绝缘体）（半导体）（导体）。

光电技术试题和答案文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]三、名词解释：1、传感器：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。

2、重复性：用本方法在正常和正确操作情况下，由同一操作人员，在同一实验室内，使用同一仪器，并在短期内，对相同试样所作多个单次测试结果，在95%概率水平两个独立测试结果的最大差值3、线性度：测试系统的输出与输入系统能否像理想系统那样保持正常值比例关系（线性关系）的一种度量。

2、正压电效应答：压电效应：某些电介质物体在沿一定方向受到压力或拉力作用时发生变形，并且在其表面上会产生电荷，若将外力去掉，它们又重新回到不带电的状态。

具有压电效应材料有石英晶体、人工制造的压电陶瓷、锆钛酸铅等。

逆压电效应：是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象四、简答题1、解释什么是传感器传感器的基本组成包括哪两大部分这两大部分各自起什么作用答：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。

通常传感器由敏感元件和转换元件组成。

敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分，转换元件是指传感器中将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。

2、什么是传感器的静态特性，描述静态特性的技术指标有哪些答：传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出—输入关系。

与时间无关。

主要性能指标有：线性度、灵敏度、分辨率、迟滞、重复性和量程等。

3金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同答：金属电阻的应变效应主要是由于其几何形状的变化而产生的，半导体材料的应变效应则主要取决于材料的电阻率随应变所引起的变化产生的。

4简要说明电容式传感器的工作原理。

答：电容式传感能将被测量转换为传感器电容变化。

传感器有动静两个板板，板板间的电容为。

当动板板运动或极板间的介质变化就会引起传感器电容值的变化，从而构成变极距式、变面积式和变介质型的电容式传感器。

光电技术试题.doc光电技术自动成卷系统单选题（10题，20分）；简答题（5题，40分）；综合题（1题，15分）；计算题（1题，10分）；设计题（1题，15分）选择题（共10道，每题2分）1、锁定放大器是基于C A.自相关检测理论° B.互相关检测理论C C.直接探测量子限理论C I）.相干探测原理2、下列哪一种应用系统为典型的相干探测应用实例C A.照相机自动曝光C B.飞行目标红外辐射探测C C.激光陀螺测量转动角速度C D.子弹射击钢板闪光测量3、依据光电器件伏安特性，下列哪些器件不能视为恒流源：C A.光电二极管C B.光电三极管C C,光电倍增管C D.光电池4、对于P型半导体来说，以下说法不正确的是C A.空穴为多子，电子为少子B.能带图中费米能级靠近价带顶C.光照时内部不可能产生本征吸收J D.弱光照时载流子寿命与热平衡时空穴浓度成反比5、在飞轮转速和方向的光电测量系统中，若光源采用激光二极管，激光波长632nm,输出光调制频率为lkl【z,探测器为CdSe光敏电阻,后接的检测电路为带通滤波放大器,其中心频率为Ikllz,带宽为lOOIlz。

这样，检测系统可以消除光敏电阻哪些噪声的影响？J A. 1/f噪声，热噪声C B.产生-复合噪声，热噪声° C.产生-复合噪声，热噪声C D. 1/f噪声，产生-复合噪声6、在非相干探测系统中J A.检测器能响应光波的波动性质，输出的电信号间接表征光波的振幅、频率和相位C B.检测器只响应入射其上的平均光功率° C.具有空间滤波能力C D.具有光谱滤波能力7、关于半导体对光的吸收，下列说法正确的是A.半导体非本征吸收时，产生电子一空穴对C B.杂质半导体本材料不会发生本征吸收C C.半导体对光的吸收与入射光波长有关C D.非本征吸收时，吸收的能量全部转换为材料的热能8、下列关于热电偶和热电堆的说法不正确的是C A.热电堆的测景误差比热电偶小° B,热电堆的测量分辨率比热电偶高C.热电堆的光电灵敏度比热电偶高D.两者均基于光热效应9、下列哪一种探测器的积分灵敏度定标时，要用到色温2856K 的白炽灯标准光源C A.热电偶C B.硫镉汞红外探测器C C. PMTc【）.热样电探测器10、克尔盒工作的基础是某些光学介质的C A.电光效应C B.磁光效应° c,声光效应C D.以上都不是简答题（共5道，每题8分）1、光电探测器的物理效应主要有哪几:类？每类有哪些典型效应？2、试说明热释电摄像管中的斩光器的作用。

光电技术期末复习题绪论0-1．依据光电科学与光机电一体化技术之树的根、干、枝、果关系，自己列举两个光电技术的应用例子。

第一章光电器件的物理基础1-1．可见光的波长、频率和光子的能量范围是多少1-2．一块半导体样品，有光照时电阻为50Ω，无光照时电阻为5000Ω，求该样品的光电导。

1-3．用PN结简图表示出光生电压的极性和光生电流的方向。

若光电PN结在照度E1下的开路电压为Uoc1，求照度E2下的开路电压Uoc2。

1-4．为什么光电阴极都是用P型半导体材料制作的第二章光电探测器件2-1．试述光电倍增管的原理。

设管中有n个倍增极，每个倍增极的二次电子发射系数均为δ，试推导电流增益M＝δn。

2-2．试述光电池的工作原理，以及开路电压、短路电流与光照度的关系。

2-3．为什么结型光电器件只有反偏置或零偏置时才有明显的光电效应。

2-4．2CR、2DR和2CU、2DU在结构上有何主要区别。

2DU管设环极的目的何在，使用时应如何接电。

2-5．PIN管的频率特性为什么比普通光电二极管好。

第三章热电探测器件3-1．热电探测器与光电探测器比较，在原理上有何区别3-2．热电探测器与普通温度计有何区别第四章光电成象器件4-1．CCD器件中的电荷包为什么会沿着半导体表面转移，以三相或二相CCD为例具体研究一下它的转移过程。

4-2．为什么CCD必须在动态下工作其驱动脉冲的上、下限受哪些条件限制，应如何估算第五章发光器件与光控器件5-1．半导体激光器和发光二极管的时间响应如何使用时以什么方式（连续或脉冲）驱动为宜5-2．克尔盒和泡克耳斯盒的基本结构如何Uλ/2与o、e光的相差φ有何关系5-3．声光调制器的基本原理如何在什么条件下是声光调制器，在什么条件下是声光偏转器5-4．磁光效应与物质的天然旋光性有何区别磁光调制器的基本结构如何第六章光电检测电路的设计6-1．光电检测电路的设计应注意满足哪些技术要求怎样衡量一个检测电路的好坏6-2．为什么要进行检测电路的静态计算要解决哪些问题有哪些计算方法6-3．光电二极管有哪些可能实现的电路方式各种工作状态有什么特点对检测电路有什么要求6-4．光电检测电路的动态计算包括哪些内容它们对检测电路的工作有何要求6-5．决定光电检测电路的频率特性有哪些因素什么是截止频率有什么参数决定第七章非相干光光电信号变换方法7-1．对于形式多样的各种光信号，为了进行分析比较，应该进行怎样地分类和概括7-2．举例说明缓慢变化的光信号有哪些检测方法。

三 简答题
1 辐射度学和光度学有何区别与联系？如何转换？可见光 的波长范围为多少？ 2 黑体的定义，简述一种黑体模型的制作方法。 3 光子探测器与热探测器的优缺点比较 4 简述光电倍增管的原理。 5 光电倍增管由哪几部分组成。 6 简述热释电探测器的原理。 7 光调制的目的是什么？有哪些方法 8 光电倍增管的主要噪声是什么？在什么情况下热噪声可 以被忽略? 9 写出硅光电二极管的全电流方程，并说明其物理意义。 10 影响光生伏特器件频率响应的主要因素有哪些？ 11 为什么光照度增加到一定强度以后，光电池的开路电 压不再随光强增大 12 光电系统由哪些部分构成，简述每部分的作用。
要求，找到入射光通量
的最大值与最小值
φmax=55+40=95 lm φmin=55－40=15 lm 在特性曲线中画出光通 量的变化波形，补充必 要的特性曲线。
再根据题目对输出信号电压的要求，确定光电三极管集电 极电压的变化范围，本题要求输出5V，指的是有效值，集电极电 压变化范围应为双峰值。即
4 4 3 Φv Ev A 5.0 10 5000(lm) 5 1.25 10
第一章第2题、某输出功率为6mW的氦氖激光器，发出波长为 0.6328μ m的光束，均匀地投射到0.8cm2的白色屏幕上。已知屏幕 的反射系数为0.96，设光速C= 3108m/s，普朗克常数 h = 6.62610-34j· ，氦氖激光的视见函数V(6328) = 0.268， s
由于G N ，N=8，因此，每一级的增益δ =4.227，另外， SbCs倍增极材料的增益δ 与极间电压UDD有， 0.2(U DD )0.7 ， 可以计算出δ =4.227时的极间电压UDD 0.7
U DD 0.2 78V

光电技术考试题库及答案一、选择题1. 光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会释放出电子的现象。

以下哪项不是光电效应的类型？A. 外光电效应B. 内光电效应C. 光热效应D. 光化学效应答案：C2. 下列哪种材料不适合用作光电探测器？A. 硅B. 锗C. 硫化铅D. 石墨答案：D3. 光电二极管的工作原理是什么？A. 利用PN结的整流作用B. 利用PN结的光电效应C. 利用PN结的隧道效应D. 利用PN结的霍尔效应答案：B二、填空题4. 光电倍增管的工作原理是基于________效应。

答案：二次电子发射5. 光电传感器的灵敏度通常与________成正比。

答案：光强度6. 光纤通信中，信号的传输是通过________实现的。

答案：全内反射三、简答题7. 简述光电二极管与光电池的主要区别。

答案：光电二极管主要用于检测光信号，其输出为电流信号，而光电池则用于将光能转换为电能，输出为电压信号。

8. 描述光纤的组成及其在通信中的应用。

答案：光纤由内芯和包层组成，内芯通常由高折射率材料制成，而包层由低折射率材料制成。

在通信中，光纤用于传输光信号，具有传输距离远、带宽大、抗干扰能力强等优点。

四、计算题9. 假设一个光电探测器的响应度为0.5 A/W，当入射光的功率为2 W 时，求探测器的输出电流。

答案：根据响应度的定义，输出电流 I = 响应度× 入射光功率= 0.5 A/W × 2 W = 1 A。

10. 已知光纤的数值孔径（NA）为0.2，折射率为1.5，求光纤的临界角。

答案：临界角θc 可以通过公式NA = n1 / sin(θc) 计算，其中 n1 为光纤包层的折射率。

解得sin(θc) = n1 / NA = 1.5 / 0.2，因此θc = arcsin(0.75)。

五、论述题11. 论述光电技术在现代工业中的应用及其重要性。

答案：光电技术在现代工业中有广泛的应用，包括但不限于自动化控制、精密测量、医疗设备、通信系统等。

第1篇一、基本概念题1. 请简述光电信息技术的定义及其在现代社会中的应用。

2. 什么是光电转换？请列举两种光电转换的应用实例。

3. 简述光通信系统的基本组成及其工作原理。

4. 请简述光纤的分类及其特点。

5. 什么是激光？请列举激光的三个特点。

6. 请简述光电子器件的基本工作原理。

7. 什么是光电探测？请列举三种光电探测技术。

8. 简述光电信息系统的基本组成及其工作原理。

二、光学原理题1. 请简述光的波动性、粒子性和几何光学的基本原理。

2. 什么是光的干涉？请简述光的干涉现象及产生干涉的条件。

3. 什么是光的衍射？请简述光的衍射现象及产生衍射的条件。

4. 什么是光的偏振？请简述光的偏振现象及产生偏振的条件。

5. 请简述全息照相的基本原理及特点。

6. 什么是光纤通信中的色散现象？请简述其产生的原因及解决办法。

7. 请简述光纤通信中的非线性效应及其影响。

8. 什么是光学成像？请简述光学成像的原理及影响因素。

三、光电子器件题1. 请简述光电二极管的工作原理及其应用。

2. 什么是光敏电阻？请简述光敏电阻的工作原理及其特点。

3. 请简述光电耦合器的工作原理及其应用。

4. 什么是光电探测器？请列举三种光电探测器的类型及其特点。

5. 请简述激光二极管的工作原理及其应用。

6. 什么是光放大器？请简述光放大器的工作原理及其应用。

7. 请简述光开关的工作原理及其应用。

8. 什么是光调制器？请简述光调制器的工作原理及其应用。

四、光纤通信题1. 请简述光纤通信的基本原理及特点。

2. 什么是光纤通信中的传输损耗？请列举影响光纤传输损耗的因素。

3. 请简述光纤通信中的色散现象及其影响。

4. 什么是光纤通信中的非线性效应？请简述其产生的原因及解决办法。

5. 请简述光纤通信系统的基本组成及其工作原理。

6. 什么是光纤通信中的光接口？请简述光接口的作用及类型。

7. 请简述光纤通信中的传输介质及其特点。

8. 什么是光纤通信中的传输网络？请简述传输网络的基本组成及其功能。