光电子技术考题

一、名词解释（25’）1.双折射现象：2.等离子体：3.光无源器件：4.光热效应：5.光盘：二、简答题(25’)1.光的基本属性？2.什么是消逝波？3.什么叫磁光效应？4.简述光纤的基本结构？5.简述激光器的基本结构？三、论述题(20’)1.论述液晶的特点及其应用?2.论述根据什么现象可以检测出入射光的偏振态？3.论述光隔离器的基本结构与工作原理？4.论述光电子技术的发展历史？四、计算题(30’)1.He-Ne 激光器的反射镜间距为0.2m ，求最靠近632.8nm 跃迁谱线中心的纵模阶数、纵模频率间隔。

如果增益曲线宽度为9105.1⨯Hz ，则可能引起的纵模总数是多少？2.设有一平面介质波导，各层折射率分别为1,1.2,21.2n 321===n n ，波导层厚度d=4.6μm 。

若总反射相移为π23，则当入射光波长为1.31μm 时，问： （1）波导中能传输的模式总数是多少？（2）要想传输单模，波导厚度应如何设计？3.PIN 光电二极管，受波长为1.55μm 的12106⨯个光子的照射，其间输出端产生12102⨯个光子，计算量子效率和响应度。

四、计算题(30’)1.He-Ne 激光器的反射镜间距为0.2m ，求最靠近632.8nm 跃迁谱线中心的纵模阶数、纵模频率间隔。

如果增益曲线宽度为9105.1⨯Hz ，则可能引起的纵模总数是多少？2.某抛物线分布光纤，1n =1.5，∆=0.001，纤芯直径2a=50μm ，当用波长0λ=0.85μm 的光激励时，试求：（1）光纤的最大数值孔径;（2）光纤的截止波长。

解：（1）光纤的数值孔径067.0001.025.121=⨯⨯=∆=n NA（2）抛物线型3.某晶体在550nm 时的63γ=12105.5-⨯m/V,无外场时的主折射率为1.58，求其半波电压？。

光电子技术期末考试试卷及答案题目一：选择题（共10题，每题2分，共计20分）1. 光的波粒二象性是指：A. 光既可以看作电磁波，也可以看作光子；B. 光既可以看作电子，也可以看作波动；C. 光既可以看作光子，也可以看作粒子。

2. 下列器件中，能直接将光信号转换成电信号的是：A. 退化半导体；B. 光电二极管；C. PIN光电二极管；D. 功率光电二极管。

3. 一般情况下，LED在额定工作电流下的发光效率最高，约为：A. 50%；B. 60%；C. 70%；D. 80%。

4. 光路中可以用来调制光强的器件是：A. 光电晶体；B. 光致伸缩材料；C. 电调制器；D. 光盘（散射介质）。

5. 调制蓝光激光器的方法是：A. 直接调制法；B. 外差调频法；C. 电吸收调制法；D. 拉曼散射法。

6. 下列关于光纤损耗的说法，错误的是：A. 光纤中的散射损耗是连接损耗的主要来源；B. 光纤的折射率分布可以影响传导模态和传导损耗；C. 纤芯直径越小，聚光程度越高，散焦越少，损耗越小；D. 纤芯表面上越光滑，损耗越小。

7. 关于光器件中的H快捷开关，错误的说法是：A. 用于实现快速光学切换；B. 具有低损耗和短响应时间；C. 其中的H材料应保证具有高吸收，高速度和低色散；D. H快捷开关的部分实现需要利用量子效应。

8. 下列有关多层膜反射镜的说明中，正确的是：A. 多层膜反射镜是利用膜系构成的干涉层次来实现光反射的；B. 反射波的波峰和波谷能够分别叠加，加大反射效果；C. 多层膜反射镜在太赫兹波领域应用前景广阔；D. 多层膜反射镜将会淘汰传统的MgF2反射镜。

9. 下列器件中，主要应用于光纤通信系统中的是：B. 可调谐（Filter Tunable）半导体激光器；C. 狭缝（Slit）可调谐半导体激光器；D. 光放大器（EDFA）。

10. 下列关于宽带光通信技术说法，不正确的是：A. 宽带光通信技术可以实现对高速宽带信号的直接检测；B. 宽带光通信技术克服了复杂信号处理的难点，提高了数据传输速度；C. 宽带光通信技术是指通过改善光学传输模式、增大光传输载荷和使通信信号便于处理等手段来实现提高通信带宽；D. 宽带光通信技术是指利用空间光调制器等器件来提高通信带宽。

光电子技术试题1）某光纤传输的波段为0.8 0.9µm。

若每一路电话带宽为4kHz ，每套彩电节目带宽10MHz，则该光纤理论上可传送多少路电话或多少套彩电节目？2）波长为1.3µm 的光射入单模阶跃折射率光纤，其芯区与包层折射率分别为n1 =1.52 ，n2 =1.42⑴若将其至于空气（折射率1）中，则其数值孔径、最大入射角及芯径分别为多少？3）PIN光电二极管，受波长为1.55µm 的126⨯个光子的照射，其间输出端10产生122⨯光子。

计算量子效率和响应度。

104）内光电效应和外光电效应的差别5）简单叙述下面纵向电光调制原理6）简述p-n结电致发光原理答案1）某光纤传输的波段为0.8µm 0.9µm 。

若每一路电话带宽为4kHz ，每套彩电节目带宽 10MHz ，则该光纤理论上可传送多少路电话或多少套彩电节目？ 光纤传输的频率 λc =f ,故它传输波段为1410333.3⨯，141075.3⨯， 1410417.0f ⨯= 能传播的电话数目1031411004.110410417.0⨯=⨯⨯=N 能传播的彩电数目661411017.4101010417.0⨯=⨯⨯=N 2) 波长为1.3µm 的光射入单模阶跃折射率光纤，其芯区与包层折射率分别为n1 =1.52 ，n2 =1.42若将其至于空气（折射率1）中，则其数值孔径、最大入射角及芯径分别为多少？数值孔径542.042.152.1n n .222221=-=-=A Nmax 0sin n .ϕ=A N 得542.0arcsin max =ϕ，由于是单模传输，V<2.405m 836.1n n 1405.2a 222210μπλ=-<3) PIN 光电二极管，受波长为1.55µm 的 12106⨯个光子的照射，其间输出端产生12102⨯光子。

计算量子效率和响应度。

光电子技术考试试题一、选择题（每题 3 分，共 30 分）1、以下哪种材料不是光电子技术中常用的半导体材料？（）A 硅B 锗C 铜D 砷化镓2、光电子技术中，实现电光调制的关键元件是（）A 光电探测器B 发光二极管C 液晶D 电光晶体3、下列哪种光源的相干性最好？（）A 白炽灯B 激光C 日光灯D 发光二极管4、光在光纤中传输时，其主要传输模式是（）A 多模传输B 单模传输C 自由空间传输D 波导传输5、光电探测器的量子效率是指（）A 输出光电流与输入光功率之比B 输出光电流与入射光子数之比C 入射光子数与输出光电流之比D 入射光功率与输出光电流之比6、以下哪种不是常见的光存储技术？（）A CDB DVDC 蓝光光盘D 磁带7、在光通信系统中，用于放大光信号的器件是（）A 光衰减器B 光隔离器C 光放大器D 光滤波器8、以下哪个波长范围属于可见光？（）A 100 400nmB 400 760nmC 760 1000nmD 1000 2000nm9、光电子技术中，CCD 是指（）A 电荷耦合器件B 互补金属氧化物半导体C 发光二极管D 激光二极管10、以下哪种显示技术不属于主动发光显示？（）A 等离子显示B 液晶显示C 有机发光二极管显示D 电子纸显示二、填空题（每题 3 分，共 30 分）1、光的本质是一种_____。

2、半导体材料的禁带宽度决定了其能吸收的_____。

3、光通信中常用的复用技术有_____复用和_____复用。

4、常见的光电探测器有_____、＿____和_____等。

5、激光的三个特性是_____、＿____和_____。

6、光纤的主要组成部分包括_____、＿____和_____。

7、光电子技术在_____、＿____和_____等领域有广泛应用。

8、发光二极管的发光原理是_____。

9、太阳能电池的核心材料通常是_____。

10、光的折射定律表达式为_____。

三、简答题（每题 10 分，共 20 分）1、简述光的波粒二象性。

光电子技术考试试题一、选择题1. 下列关于光电子技术的定义，哪个是正确的？a. 光电子技术是一种应用光和电子学原理研究和开发的技术b. 光电子技术是一种利用光的性质进行信息处理和传输的技术c. 光电子技术是一种利用电子器件产生光信号的技术d. 光电子技术是一种利用光和电子相互作用的技术2. 光电子技术在以下哪个领域应用最广？a. 能源领域b. 通信领域c. 医疗领域d. 农业领域3. 下列光电子元器件中，哪个被广泛应用于传感器和显示器件中？a. 激光二极管b. 光电二极管c. 红外线发射二极管d. 光敏电阻4. 光电子技术中的光学器件主要用于？a. 光信号调制b. 光信号放大c. 光信号传输d. 光信号转换5. 光电子技术的发展对社会有哪些影响？a. 提高通信速度和质量b. 促进医疗器械发展c. 节约能源d. 扩大农业产能二、填空题1. 光电效应是指材料受到光照后产生的_________。

2. 光纤通信的传输介质是_________。

3. 太阳能电池的原理是利用_________转化为电能。

4. CCD传感器中最重要的元件是_________。

5. 激光诱导等离子体光谱技术是识别_________元素的重要手段。

三、简答题1. 什么是光通信？光通信有哪些优势？2. 简述光电二极管的工作原理。

3. 请简要说明CCD传感器的应用领域和优势。

4. 光电子技术在医疗领域中有哪些应用？5. 请简述激光技术的原理和应用领域。

四、综合题光电子技术是一门跨学科的技术，它在通信、医疗、能源等领域都有广泛的应用。

请结合实际案例，从以下两个方面进行论述：1. 光电子技术在通信领域中的应用和优势。

2. 光电子技术在医疗领域中的应用和优势。

【注意】在论述中，请尽量举例说明，但请勿使用具体的网址链接。

（正文内容根据试题需求进行论述，分为选择题、填空题、简答题和综合题四个部分，由于没有具体的题目和要求，在这里无法完成对应的写作任务，请根据真实的试题需求进行详细的论述和阐述。

填空1.光在大气中传播，将会使光束的能量衰减，其主要原因来源于大气衰减、大气湍流效应。

2.按照声波频率的高低以及声波和光波作用长度的不同，声光相互作用可以分为拉曼拉斯衍射和布喇格衍射两种类型。

D的工作过程就是产生，存储，传输，检测的过程。

4.实现脉冲编码调制，必须进行三项过程：抽样，量化，编码。

5.光束调制按其调制的性质可以分为调频，调幅，调相，强度调制。

D的基本功能为电荷存储，电荷转移。

名词解释1.电磁波谱：按照波长或频率的顺序把电磁波排列成图表。

2.色温：在规定两波长处具有与热辐射光源的辐射比率相同的黑体的温度。

3.光电发射效应：在光照下，物体向表面以外的空间发射电子的现象。

4.辐照度：辐射接受面上的辐射强度Ee定义为照射在面元上的辐射通量d与该面元的面积dA之比。

5.辐射能：一辐射能形式发射或传输的电磁波（紫外光，可见光，和红外辐射）能量。

6.光子效应：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。

7.温差电动势：当两种不同的配偶材料（金属，半导体）两端并联熔断时，如果两个接头的温度不同，并联回路就会产生电动势，即温差电动势。

8.热噪声：光电探测器本质上可用一个电流源来等价，即他有一个等效电阻R，电阻中自由电子的随机热（碰撞）运动将在电阻器两端产生起伏电压，称为热噪声。

9.暗电流：CCD成像器件在既无光注入有没点注入的情况下的输出信号称为暗信号，称为暗电流。

简答题1.何为大气窗口？简单分析大气衰减因素。

对于某些特定的波长，大气呈现出极为强烈的吸收，光波几乎无法通过，根据大气的这种选择吸收特性，一般把红外区分为八个区段，将透过率较高的波段称为大气窗口。

大气中N2、O2含量最多，但他们在可见光和红外区几乎不表现吸收，对红外和微波才呈现出很大的吸收。

因此，在可见光和红外区，一般不考虑其吸收作用。

大气中除包含上述分子外，还包含有其他的稀有气体等，这些分子在可见光和近红外有很可观的吸收谱线，但因他们在大气中的含量很少，一般也不考虑其吸收作用。

光电子技术部分考题一、选择、填空。

1. 按照调制方式分类，光调制可以分为：强度调制、相位调制、波长调制、频率调制、偏振调制。

2. 半导体激光器发光是由能带之间的电子空穴对复合产生的。

3. 激励过程是使半导体中的载流子过程从平衡态激发到非平衡态。

4. 固体激光器是以固体为工作物质的激光器，也就是以掺杂的离子型绝缘晶体和玻璃为工作物质。

5. 光纤传感器中常用的光电探测器：光电二极管、光电倍增管、光敏电阻。

6. 红外探测器的响应波长范围参数指探测器电压响应率与入射的红外波长之间的关系。

7. 光子探测原理是指利用半导体在入射光的照射下产生光子效应。

8. 利用温差电势制成的红外探测器称为热电偶。

9. 红外辐射在大气中传播时由于大气中水分子、蒸汽等吸收和散射使辐射在传播过程中衰减。

10. 当红外辐射照在热敏电阻上时，使温度上升，内部粒子无规则运动加剧，自由电子数随温度而上升，所以电阻会减小。

11. 辐射出射度：辐射体单位面积向半空间发出的辐射通量。

12. 光电磁是利用光生伏特效应将光能变成电能。

13. 任何物质只要温度高于0K就会向外辐射能量。

14. 红外无损检测是通过测量热流或热量来检测。

15. 内光电探测器可分为光电导、光伏特、光电磁三种探测器。

16. 红外探测器的性能参数：电压响应率、噪声等效功率、时间常数。

17. 光束扫描根据其应用的目的可分为模拟扫描和数字扫描。

模拟扫描用于显示，数字扫描用于光存储。

18. 固体摄像器件主要有：CCD、CMOS、CID。

19. 声光相互作用分为：拉曼—纳斯衍射和布喇格衍射。

20. 磁光效应：外加磁场作用引起材料光学各向异性的现象。

21. CCD的基本功能：电荷存储、电荷转移。

按结构分为线阵CCD和面阵CCD。

22. 液晶分为溶致液晶和热致液晶两大类。

23. 光辐射照射在半导体表面，材料中电子和空穴由原来的不导电状态转化为导电状态，这种现象称为光电导。

24. 光束调制按其调制的性质可分为调幅、调频、调相及强度调制等。

光电子技术试题一、选择题（12分，2分/题）1、光电子技术主要应用在（A、B、C、D）A.激光加工B. 光纤通信C. 光电调制D. 光电探测2、描述时间相干性的等效物理量是（A、B、C）A. 相干时间B. 相干长度C. 谱线宽度D. 简并度3、按照调制方式分类，光调制可以分为（B、C、D）等，所有这些调制过程都可以归结为将一个携带信息的信号叠加到载波光波上。

A. 位移调制B. 位相调制C. 强度调制D. 角度调制4、掺杂型探测器是由（D）之间的电子-空穴对复合产生的，激励过程是使半导体中的载流子从平衡状态激发到非平衡状态的激发态。

A.禁带B.分子C.粒子D.能带二、判断题（8分，2分/题）5、任意一种朗伯体的辐射亮度都是均匀的，与辐射的方向角没有关系。

（∨）6、KDP晶体沿Z（主）轴加电场时，由双轴晶变成了单轴晶体。

（×）7、布拉格型声光调制器只限于低频工作，同时具有有限的带宽。

（×）8、当光辐射照在某些材料的表面上时，若入射光的光子能量足够大，就能使材料的电子逸出表面，向外发射出电子，这种现象叫内光电效应或光电子发射效应。

（∨）三、填空题（9分，3分/题）9、红外线，它是一种人眼看不见的光线，但实际上它与其他任何光线一样，也是一种客观存在的物质。

任何物质，只要它的温度高于__ O K __，就会有红外线向周围空间辐射。

10、磁光效应包括法拉第旋转效应、克尔效应和磁双折射效应等。

其中最主要的是法拉第旋转效应，它使一束线偏振光在外加磁场作用下的介质中传播时，其偏振方向发生旋转。

11、光照增强的同时，载流子浓度不断的增加，同时光敏电阻的温度也在升高，从而导致载流子运动加剧，因此复合几率也增大，光电流呈饱和趋势。

四、简答题（45分，15分/题）12、何为大气窗口，试分析光谱位于大气窗口内的光辐射的大气衰减因素。

答：对某些特定的波长，大气呈现出极为强烈的吸收。

光波几乎无法通过。

根据大气的这种选择吸收特性，一般把近红外区分成八个区段，将透过率较高的波段称为大气窗口。

一．单项选择题1.光电转换定律中的光电流与A温度成正比B光功率成正比C暗电流成正比D光子的能量成正比2.发生拉曼—纳斯衍射必须满足的条件是A超声波频率低，光波平行声波面入射，声光作用长度短B超声波频率高，光波平行声波面入射，声光作用长度短C超声波频率低，光波平行声波面入射，声光作用长度长D超声波频率低，光束与声波面间以一定角度入射，声光作用长度短3.光束调制中，下面属于外调制的是A声光调制B电光波导调制C半导体光源调制D电光强度调制4.红外辐射的波长为[]A100-280nm B380-440nm C640-770nm D770-1000nm5.激光具有的优点为相干性好、亮度高及[]A多色性好B单色性好C吸收性强D吸收性弱6．能发生光电导效应的半导体是A.本征型和激子型B.本征型和晶格型C.本征型和杂质型D.本征型和自由载流子型7．光敏电阻的光电特性由光电转换因子γ描述，在强辐射作用下A.γ=0.5B.γ=1C.γ=1.5D.γ=28.电荷耦合器件分[]A线阵CCD和面阵C CD B线阵CCD和点阵CCDC面阵CCD和体阵CCD D体阵CCD和点阵CCD9.光通亮φ的单位是[]A焦耳(J)B瓦特(W)C流明(lm)D坎德拉(cd)10.硅光二极管主要适用于[]A紫外光及红外光谱区B可见光及紫外光谱区C可见光区D可见光及红外光谱区13．光视效能K为最大值时的波长是λA．555nm B.666nm C．777nm D.888nm14.可见光的波长范围为[]A200—300nm B300—380nmC380—780nm D780—1500nm15.电荷耦合器件的工作过程主要是信号的产生、存储、传输和[]A计算B显示C检测D输出的单位是[]16.辐射通亮φeA焦耳(J)B瓦特(W)C每球面度(W/Sr)D坎德拉(cd)二.填空题1.光在大气中传播，将会使光速的能量衰减，其主要因素来源于大气衰减、大气湍流效应。