光电技术试题

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以下是一些模拟试题，供参考和练习：一、单选题1. 光电效应是指光照射到物质表面时，物质表面会释放出电子的现象。

这种现象最早是由哪位科学家发现的？A. 爱因斯坦B. 牛顿C. 普朗克D. 麦克斯韦2. 下列哪个不是光电探测器的类型？A. 光电二极管B. 光电三极管C. 光电倍增管D. 光电电阻3. 光纤通信中，单模光纤的中心芯线直径一般是多少？A. 50μmB. 62.5μmC. 8.3μmD. 125μm4. 下列哪个是光电传感器的工作原理？A. 通过光电效应将光信号转换为电信号B. 通过热效应将光信号转换为电信号C. 通过磁效应将光信号转换为电信号D. 通过声波效应将光信号转换为电信号5. 在光电系统中，光束的发散角与什么有关？A. 光源的功率B. 光源的波长C. 光源的直径D. 光源的电压二、判断题1. 光电二极管在反向偏置条件下工作时，其灵敏度最高。

（）2. 光纤通信的信号传输不受电磁干扰的影响。

（）3. 光电倍增管的增益与入射光的强度成正比。

（）4. 光电传感器的响应时间与光信号的强度无关。

（）5. 激光器的工作原理是基于受激辐射。

（）三、简答题1. 简述光电传感器在工业自动化中的应用。

2. 解释什么是激光器，并简述其工作原理。

3. 光纤通信相比其他通信方式有哪些优势？四、计算题1. 假设一个光电二极管的量子效率为80%，入射光的功率为100mW，请计算该二极管产生的光电流。

2. 如果一个光纤通信系统的传输速率为10Gbps，传输距离为100km，求该系统的比特错误率（BER）为10^-9时，平均每秒发生的错误位数。

五、案例分析题某光电操作师在进行光纤熔接操作时，发现熔接后的光纤损耗异常高。

请分析可能的原因，并提出相应的解决方案。

请注意，以上题目仅供参考，实际考试内容可能会有所不同。

考生应根据官方发布的考试大纲和教材进行复习和准备。

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;。

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。

图1武汉理工大学考试试题纸（A 卷）课程名称光电技术一、 名词解释(每小题3分，总共15分)1.坎德拉(Candela,cd)2.外光电效应3.量子效率4. 象增强管5. 本征光电导效应 二、 填空题(每小题3分，总共15分)1. 光电信息变换的基本形式 、 、 、、 、 。

2.光电倍增管是一种真空光电器件，它主要由 、 、 、 和 组成。

3. 发光二极管(LED)是一种注入电致发光器件，他由P 型和N 型半导体组合而成。

其发光机理可以分为和 。

4. 产生激光的三个必要条件是 。

5. 已知本征硅的禁带宽度为g E ，要使该材料有光电子产生，其入射光波的最大波长为 。

三、如图1所示的电路中，已知R b =820Ω,R e =3.3K Ω,U W =4V ，光敏电阻为R p ,当光照度为压为6V ，80lx 是为9V 。

设光敏电阻在30~100之间的γ值不变。

试求：(1) 输出电压为8V 时的照度；（2）若e R 增加到6 K Ω，输出电压仍然为8V ，求此时的照度； (3) 输出电压为8V 时的电压灵敏度。

四、 如果硅光电池的负载为R L 。

(10分)(1)、画出其等效电路图；(2)、写出流过负载的电流方程及开路电压和短路电流； (3)、标出等效电路图中电流方向。

五、 简述PIN 光电二极管的工作原理。

为什么PIN 管比普通光电二极管好？ (10分)六、1200V 负高压供电，具有11级倍增的光电倍增管，若倍增管的阴极灵敏度S K 为20uA/lm ，阴极入射光的照度为0.1Lx ，阴极有效面积为2cm 2，各倍增极二次发射系数均相等(4=δ)，光电子的收集率为98.00=ε，各倍增极的电子收集率为95.0=ε。

(提示增益可以表示为N G )(0εδε=) (15分)(1) 计算光电倍增管的放大倍数和阳极电流。

(2)设计前置放大电路，使输出的信号电压为200mV，求放大器的有关参数，并画出原理图。

应用光学与光电技术考试试题1. 选择题1. 在光学系统中，以下哪个元件负责将平行光线聚焦到焦点上？A. 透镜B. 棱镜C. 反射镜D. 光纤2. 光纤传感器通过利用光纤传输的信号来检测和测量各种物理量。

以下哪个物理量无法通过光纤传感器测量？A. 温度B. 压力C. 光强度D. 电流3. 以下哪个现象是光电效应的基础？A. 光的折射B. 光的散射C. 光的衍射D. 光的电离4. 多层薄膜的干涉是由于什么原理引起的？A. 折射定律B. 光的波动性C. 光的电离D. 光的衍射5. CCD（电荷耦合器件）是一种常见的光电转换技术，它的主要作用是什么？A. 产生激光B. 生成电流C. 检测光强度D. 调制光波长2. 简答题1. 光学薄膜是如何实现对光的干涉效应的控制的？2. 请解释光纤传感器的工作原理，并提供一个实际应用案例。

3. 举例说明光电效应在实际生活中的应用。

4. 请解释CCD（电荷耦合器件）的工作原理及其在数码相机中的应用。

3. 计算题1. 一束光波以45°角射入折射率为1.5的介质中，求反射光束与折射光束之间的角度差。

2. 一根长为2m的光纤被扭曲后，发现光线从一端射入后无法充分传输到另一端。

如果设定传输损耗小于0.5dB/m，则最大允许的扭曲角度是多少？4. 应用题请你根据实际应用场景，针对以下问题提出解决方案，并详细说明原理：1. 如何利用光学技术解决城市道路交通监控摄像头夜晚拍摄质量下降的问题？2. 如何利用光电技术实现无线充电设备与充电器的有效对接和充电监控？总结：本文针对应用光学与光电技术考试试题进行了解答，涵盖了选择题、简答题、计算题和应用题。

通过对这些问题的回答，希望读者能够加深对光学与光电技术的理解，并能在实际应用中灵活运用。

光学与光电技术在现代科学和技术领域具有广泛应用，对于推动科技进步和社会发展起到重要作用。

电子与通信技术：光电检测技术考试试题四1、填空题输入脉冲在光纤中，由于光波的群速度不同而出现的脉冲展宽现象，称为（）正确答案：色散2、填空题受主获取电子的能量状态，处于禁带中价带顶附近，称为（）。

正确答案：受（江南博哥）主能级3、单选半导体中受主能级的位置位于（）中。

A.禁带B.价带C.导带D.满带正确答案：A4、名词解释电流响应率正确答案：光电探测器件输出电流与入射光功率之比5、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6、单选Sb－Cs材料，主要用于（）变像管光阴极。

A.红外B.紫外C.可见D.X射线正确答案：B7、问答题根据检查原理，光电检测的方法有哪四种？正确答案：直接作用法；差动测量法；补偿测量法；脉冲测量法。

8、填空题摄像管的工作原理是先将输入的光学图像转换成（），然后通过电荷的积累和存储构成（），最后通过（）把电位图像读出。

正确答案：电荷图像；电位图像；电子束扫描9、单选材料的禁带宽度，最大的是（）A.金属；B.杂质半导体；C.绝缘体；D.本征半导体；正确答案：C10、名词解释本征光电导效应正确答案：本征半导体价带中的电子吸收光子能量跃入导带，产生本征吸收，导带中产生光生自由电子，价带中产生光生自由空穴，使得材料的电导率发生变化的现象。

11、填空题CCD中电荷的存储和传输是通过改变各电极上的（）来实现的。

正确答案：电压12、名词解释下降时间正确答案：入射光遮断后，光电探测器输出下降到稳定值所需要的时间。

13、多选属于非相干光源的是（）。

A.气体放电灯B.黑体辐射器C.固体激光器D.发光二极管E.气体激光器正确答案：A, B, D14、填空题受光照射，使PN结产生电动势，将光能转化为电能的效应称为（）效应。

正确答案：光生伏特15、单选属于成像的器件是（）。

A.LDB.LEDDD.PMT正确答案：C16、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。

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）1、锁定放大器是基于A. 自相关检测理论B. 互相关检测理论C. 直接探测量子限理论D. 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A. 照相机自动曝光B. 飞行目标红外辐射探测C. 激光陀螺测量转动角速度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A. 光电二极管B. 光电三极管C. 光电倍增管D.光电池4、对于P型半导体来说，以下说法不正确的是GA. 空穴为多子，电子为少子cB. 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输岀光调制频率为1kHz，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1kHz，带宽为100Hz。

这样，检测系统可以消除光敏电阻哪些噪声的影响？nA. 1/f 噪声，热噪声nB. 产生-复合噪声，热噪声C. 产生-复合噪声，热噪声D. 1/f 噪声，产生-复合噪声6、在非相干探测系统中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rB. 检测器只响应入射其上的平均光功率oC. 具有空间滤波能力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-空穴对B. 杂质半导体本材料不会发生本征吸收C. 半导体对光的吸收与入射光波长有关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A. 热电堆的测量误差比热电偶小cB. 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A. 热电偶B. 碲镉汞红外探测器C. PMTD. 热释电探测器10、克尔盒工作的基础是某些光学介质的简答题（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。

第一部分自测题一、多项选择题1.下列选项中的参数与接收器有关的有（）A．曝光量 B.光通量 C.亮度 D.照度答案：AD2.光电探测器中的噪声主要包括（ABCDE ）A．热噪声 B.散粒噪声 C.产生复合噪声 D.1/f噪声E 温度噪声3.光电技术中应用的半导体对光的吸收主要是（AB ）A．本征吸收 B.杂质吸收 C.激子吸收 D.自由载流子吸收E 晶格吸收二、单项选择题1.被光激发产生的电子溢出物质表面，形成真空中的电子的现象叫做（）A．内光电效应 B. 外光电效应 C.光生伏特效应 D.丹培效应答案：B2.当黑体的温度升高时，其峰值光谱辐射出射度所对应的波长的移动方向为（）A.向短波方向移动B.向长波方向移动C.不移动D.均有可能答案：A3.已知某He-Ne激光器的输出功率为8mW，正常人眼的明视觉和暗视觉最大光谱光是效能分别为683lm/W和1725lm/W，人眼明视觉光谱光视效率为0.24，则该激光器发出的光通量为（）A.3.31lxB.1.31lxC.3.31lmD.1.31lm答案：D4.半导体（）电子吸收光子能量跃迁入（），产生电子—空穴对的现象成为本征吸收。

A.价带，导带B.价带，禁带C.禁带，导带D.导带，价带答案：A5.一个电阻值为1000欧姆的电阻，在室温下，工作带宽为1Hz时，热噪声均方电压为答案BA 3nVB 4nVC 5nVD 6nV6.用照度计测得某环境下的照度值为1000lx，该环境可能是（B）A阳光直射B阴天室外 C 工作台 D 晨昏蒙影7.已知某辐射源发出的功率为1W，该波长对应的光谱光视效率为0.5，则该辐射源辐射的光通量为（B）A 683lm B341.5lm C 1276lm D 638lm8.为了描述显示器的每个局部面元在各个方向的辐射能力，最适合的辐射度量是（D ）A 辐射照度B 辐射强度C 辐射出度D 辐射亮度9. 电磁波谱中可见光的波长范围为A0.38~0.78um B 0.38~1um C 1~3um D 8~12um答案：A10. 已知一束激光功率为30mW 、波长为0.6328um ，普朗克常数S h ⋅⨯=J 10626.634-则该激光束的光子流速率N 为（A ）。

1、当物质中的电子吸收足够高的光子能量，电子将逸出物质表面成为真空中的自由电子，这种现象称为（B）P20A、内光电效应rB、外光电效应rC、光磁电效应rD、光子牵引效应2、已知某种光电器件的本征吸收长波限为1.4um，则该材料的禁带宽度为（A）rA、0.886eVrB、1eVrC、2eVrD、1.3eV3、电磁波谱中可见光的波长范围为（A）rA、0.38~0.78umrB、0.38~1umrC、1~3umrD、8~12um4、光通量的单位是坎德拉（X）r正确r不正确5、黑体的发射率是一个小于1的常数。

（X）正确r不正确6、当热辐射发射的总辐通量与黑体的总辐通量相等时，以黑体的温度标度该热辐射体的温度，这种温度称为色温。

（乂）P11r正确r不正确7、发生本征吸收的条件是光子能量必须大于半导体的禁带宽度。

（A）P19正确不正确8、被光激发所产生的载流子（自由电子或空穴）仍在物质内部运动，使物质的电导率发生变化或产生光生伏特的现象，称为内光电效应。

（A）正确r不正确9、光敏电阻的主要作用是（D）rA、光电探测rB、红外探测rC、光电开关rD、光电探测与控制10、以下选项中哪个不是光敏电阻的主要噪声（D）rA、热噪声rB、产生复合噪声rC、低频噪声rD、散粒噪声11、对于同一种型号的光敏电阻来讲，在不同的光照度和不同环境温度下，其光电导灵敏度与时间常数（），如果照度相同而温度不同时，二者（B）rA、相同，不同rB、不同，不同rC、不同，相同rD、相同，相同12、本征光电导器件在越微弱的辐射作用下，时间响应越（），灵敏度越（A）rA、长，高rB、长，低rC、短，高rD、短，低13、光敏电阻是（）器件，属于（口）rA、光电导器件，外光电效应rB、光电发射器件，外光电效应rC、光生伏特器件，内光电效应rD、光电导器件，内光电效应14、光敏电阻的前列效应是由于被光照过后所产生的光生电子与空穴的复合需要很长的时间，而且，随着复合的进行，光生电子与空穴的浓度与复合几率不断减小，使得光敏电阻恢复被照前的阻值需要很长时间这一特性的描述。

光电面试题及答案一、选择题1. 下列哪项不是光电效应的基本条件？A. 入射光的频率大于金属的极限频率B. 入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大C. 发生光电效应的金属表面必须干净D. 发射光电子的时间不超过10^-8秒答案：B2. 关于光电管，以下说法错误的是：A. 光电管由光阴极和阳极组成B. 光电管的光阴极主要作用是发射光电子C. 光电管工作时必须在两极间加反向电压D. 光电管的光阴极材料必须是半导体材料答案：D二、填空题1. 光电效应现象是指___________照射到金属表面时，金属会___________电子的现象。

答案：光；发射2. 光电倍增管是一种能够将微弱光信号转换成___________信号的光电探测器件，它通过___________倍增的方式提高灵敏度。

答案：电；二次发射三、简答题1. 简述光电效应的实验规律。

答案：光电效应的实验规律包括：(1) 入射光的频率大于金属的极限频率时，才会发生光电效应；(2) 发生光电效应的时间极短，一般不超过10^-9秒；(3) 入射光的强度越大，单位时间内发出的光电子数目越多，但不影响光电子的最大初动能；(4) 光电子的最大初动能与入射光的频率有关，频率越高，最大初动能越大。

2. 描述光电倍增管的工作原理。

答案：光电倍增管的工作原理基于光阴极和阳极之间的电子倍增效应。

光阴极在受到光照射时会发射光电子，这些电子被加速并撞击到第一级阳极上，产生二次电子。

这些二次电子被加速并撞击到下一级阳极，再次产生更多的二次电子。

这个过程在多个级联的阳极之间重复，从而实现电子数量的倍增，最终在阳极收集到的电子流远大于原始的光电子数目，从而提高了信号的灵敏度。

四、计算题1. 某光电管在550nm的光照射下，测得光电子的最大初动能为0.6eV。

假设金属的逸出功为2.5eV，试计算入射光的光子能量。

答案：首先，根据光电效应方程 E_k = E_0 - W_0，其中 E_k 是光电子的最大初动能，E_0 是入射光子的能量，W_0 是金属的逸出功。