光电技术和光纤基础(复习一)
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1概论1、光纤通信的主要优点是什么?1频带宽、传输容量人;2损耗小、中继距离长;3重量轻、休积小;4抗电磁十扰性能好;5泄漏小、保密性好;6节约金属材料,有利于资源合理使用。
2、光纤通信系统有哪几个基木组成部分?点对点光纤通信系统通常由光发射机、光纤、光中继器和光接收机四部分组成3、什么是NRZ和RZ码?NRZ:非归零码RZ:归零码NRZ码的信号带宽仅为RZ的一半NRZ的占空比等于1, RZ的占空比小于或等于0.52光纤和光缆1、用光线光学方法简述光纤的导光原理。
光波从折射率较大的介质入射到折射率较小的介质时,当入射角大于临界角时,在边界处发生全反射。
2、光纤的种类有哪些?什么叫多模光纤?什么叫单模光纤?它们的尺寸及使用场合有什么不同?多模光纤有哪两种?单模光纤又有哪几种?种类:按折射率分布的变化来分为阶跃光纤和渐变折射率光纤;按其中传播的光波模式数量分为单模光纤和多模光纤。
多模单模:如果光纤只支持一个传导模式,则称该光纤为单模光纤。
支持多个传导模式的光纤称为多模光纤尺寸:单模光纤芯径小(10um左右),多模光纤芯径大(62.5um或50u m)。
单模光纤传输适合高速大容量长距离传输。
多模光纤适用于低速短距离传输。
多模光纤有阶跃多模光纤和渐变多模光纤。
单模光纤有G.652光纤、G653光纤、G654光纤、G.655光纤、全波光纤和色散补偿光纤3、光纤数值孔径的定义是什么?其物理意义是什么?用数值孔径NA表示光线的最大入射角()max;NA = sin 0 max= —2/NA =(2△庐,A =咗二阻=2nr n.NA表示光纤接收和传输光的能力。
NA(或()max)越人,光纤接收光的能力越强,从光源到光纤的耦合效率越高,纤芯对光能量的束缚越强,光纤抗弯曲性能越好。
但NA越大,经光纤传输后产生的输出信号展宽越大,因而限制了信息传输容量。
4、归一化频率的定义,光纤卩模传输的条件是什么?它表征光纤屮传播模式的数量。
光纤通信复习(各章复习要点)光纤通信复习(各章复习要点)第⼀章光纤的基本理论1、光纤的结构以及各部分所⽤材料成分2、光纤的种类3、光纤的数值孔径与相对折射率差4、光纤的⾊散5、渐变光纤6、单模光纤的带宽计算7、光纤的损耗谱8、多模光纤归⼀化频率,模的数量第⼆章光源和光发射机1、光纤通信中的光源2、LD的P-I曲线,测量Ith做法3、半导体激光器的有源区4、激光器的输出功率与温度关系5、激光器的发射中⼼波长与温度的关系6、发光⼆极管⼀般采⽤的结构7、光源的调制8、从阶跃响应的瞬态分析⼊⼿,对LD数字调制过程出现的电光延迟和张弛振荡的瞬态性质分析(p76)9、曼彻斯特码10、DFB激光器第三章光接收机1、光接收机的主要性能指标2、光接收机主要包括光电变换、放⼤、均衡和再⽣等部分3、光电检测器的两种类型4、光电⼆极管利⽤PN结的什么效应第四章光纤通信系统1、光纤通信系统及其⽹管OAM2、SDH系统3、再⽣段距离的设计分两种情况4、EDFA第五章⽆源光器件和WDM1、⼏个常⽤性能参数2、波分复⽤器的复⽤信道的参考频率和最⼩间隔3、啁啾光纤光栅4、光环形器的各组成部分的功能及⼯作原理其他1、光孤⼦2、中英⽂全称:DWDM 、EDFA 、OADM 、SDH 、SOA第⼀章习题⼀、单选题1、阶跃光纤中的传输模式是靠光射线在纤芯和包层的界⾯上(B)⽽是能量集中在芯⼦之中传输。
A、半反射B、全反射C、全折射D、半折射2、多模渐变折射率光纤纤芯中的折射率是(A)的。
A、连续变化B、恒定不变C、间断变换D、基本不变3、⽬前,光纤在(B)nm处的损耗可以做到0.2dB/nm左右,接近光纤损耗的理论极限值。
A、1050B、1550C、2050D、25504、普通⽯英光纤在波长(A)nm附近波导⾊散与材料⾊散可以相互抵消,使⼆者总的⾊散为零。
A、1310B、2310C、3310D、43105、⾮零⾊散位移单模光纤也称为(D)光纤,是为适应波分复⽤传输系统设计和制造的新型光纤。
第1章光电技术及光电器件基础一、光电技术及其特点、应用与发展1、光电子技术是光子技术与电子技术相结合而形成的一门技术P12、光电器件的主要用途:两个P13、信息传递的各个环节,光源、信息加载、光传输、光信号接收、处理存储P34、光电技术的应用范围:P5二、半导体物理基础1、三种类型的半导体:P72、平衡载流子P83、载流子运动的三种形式:P114、PN结空间电荷区、电流电压特性(正向、反向偏置)、电容:P14-175、PN结的击穿:P186、半导体吸收:本征、杂质吸收、载流子吸收、激子和晶格吸收P22三、光电效应1、光电效应的定义。
P252、光电效应的分类P26-30四、光电器件的分类1、按不同的方式进行划分P31-322、光电器件的主要特性P32-483、积分响应率(灵敏度)P334、噪声及其类型P39-40一、电致发光原理1、三种跃迁方式P532、电致发光的三种类型P533、三种输送类型P534、辐射复合、非辐射复合P545、量子效率的定义P556、量子效率的计算P56二、发光二极管1、发光二极管的工作模式:正向偏置P572、发光二极管选择的原则P583、发光二极管的特性P59-62三、半导体激光器1、激光的4个特点。
P643、激光产生的条件。
P65一、光电导型光电探测器1、光电导的三个主要参数P762、光电导的增益P77二、光敏电阻1、光敏电阻的符号P852、光敏电阻的特性P85-873、光敏电阻的噪声特性P884、光敏电阻负载两端的电压变化求解方法P895、光敏电阻的应用P93三、势垒型光电探测器件1、势垒型光电探测器的原理。
P942、势垒型光电探测器的分类。
P943、势垒型光电探测器与均质型光电探测器的主要区别。
P94四、光电池1、光电池的符号P972、PN结光电池分类P953、光电池的光谱响应特性曲线P98五、光电二极管1、光电二极管的符号、主要类型P101-1062、光电二极管的电压偏置特性P1063、光电二极管的性能参数六、光电三极管1、光电三极管的符号、主要类型P1092、光电三极管的电压偏置特性P1093、光电三极管的性能参数P1104、光电三极管与二极管的主要区别P112第4章真空光电器件1、常见的真空光电器件类型?P1152、二次电子发射?P1173、真空光电管主要由哪几部分组成?P1194、真空光电管的主要特性?P1215、真空光电管的产生暗电流的原因?P1236、充气光电管中充入的气体是什么?原因是?P1257、充气光电管较之真空光电管明显的优点是什么?P1278、光电倍增管主要应用于哪些方面?P1289、光电倍增管由哪几部分组成?P129各部分的主要功能是什么?10、倍增系统的几种觉结构形式是什么?各种形式有什么优缺点?P13211、光电倍增管的主要特性参数?P13412、光电倍增管的放大倍数?P1351、常见的光电成像器件P1442、变像管的主要功能?P1443、像管成像的三个过程P1464、像管中常用的电子光学系统有哪两种类型?P1495、光纤面板的选择要求?P1516、多级串联的像增强器的优缺点?P1637、离子反馈?P1708、摄像管的主要任务P1709、摄像管的基本工作过程P17110、摄像管的动态范围的含义?P1771、MOS电容器三种工作状态?P179-1802、CCD工作条件及要求?P1803、表面沟道?体内沟道?P1844、二相、三相、四相、二位、三位,N沟道?P184-1855、CCD的电荷转移效率P1896、造成电荷损失的主要原因?P1927、CCD的主要噪声P1928、MTF值的高低意味着什么?P195引起CCD的MTF下降的主要原因是什么?9、线阵、面阵CCD?P19810、构成微光CCD方法?P20711、CMOS与CCD的比较,最主要的区别是什么?P2121、光电耦合器件的优点、特点是什么?P2072、CTR?最高工作频率?P216.2173、光电耦合器件的主要应用场所?P221.2224、光电耦合器件应用实例。
光电系统设计复习提纲基本概念1.根据系统工作的基本目的,通常光电系统可以分为哪两大类?1.信息光电系统。
例如:光电测绘仪器仪表、光电成像系统、光电搜索与跟踪系统、光电检测系统、光通信系统。
2.能量光电系统。
例如:激光武器、激光加工设备、太阳能光伏发电、“绿色”照明系统。
2.光电系统的研发过程需要哪些学科理论与技术的相互配合?光电系统的研发需要多种学科互相配合,它是物理学、光学、光谱学、电子学、微电子学、半导体技术、自动控制、精密机械、材料学等学科的相互促进和渗透。
3.光学系统设计基本要求包括哪些?基本要求包括:性能、构型选择、和可制造性三个方面。
4.光学系统设计技术要求包括哪些?技术要求包括:基本结构参数(物距、成像形式、像距、F数或数值孔径、放大率、全视场、透过率、焦距、渐晕);成像性质要求(探测器类型、主波长、光谱范围、光谱权重、调制传递函数、RMS波前素衰减、能量中心度、畸变);机械和包装要求;其他具体要求。
5.望远物镜设计中需要校正的像差主要是哪些?球差、慧差和轴向色差6.目镜设计中需要校正的像差主要是哪些?像散、垂轴色差和慧差7.显微物镜设计中需要校正的像差主要是哪些?球差、轴向色差和正弦差,特别是减小高级像差8.几何像差主要有哪些?几何像差主要有七种:球差、慧差、象散、场曲、畸变、轴向色差和垂轴色差。
9.用于一般辐射测量的探头有哪些?光电二极管10.可用于微弱辐射测量的探头有哪些?光电倍增管11.常用光源中哪些灯的显色性较好?常用光源中,白炽灯、卤钨灯、氙灯的显色性较好;12.何谓太阳常数?太阳常数——在地球-太阳的年平均距离,大气层外太阳对地球的的辐照度(1367±7) W·m-213.太阳对地球的辐照能量在哪个光谱区比例最大?太阳对地球的辐照度值在不同光谱区的比例为:紫外区6.46%;可见区46.25%;红外区47.29%14.对用于可见光和近红外的光学系统,主要是什么因素影响其像质?因波长较短,影响像质的主要是各种像差;15.对用于中远红外的光学系统,主要是什么因素影响其像质?用于中远红外的光学系统,影响像质的主要因素是衍射可见光和近红外的光学系统,16.对非线性光电探测器件的电路设计计算常用的方法有哪些?由于光电检测器件伏安特性是非线性的,一般采用非线性电路的图解法和分段线性化的解析法来计算。
光电技术复习大纲本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March光电技术复习大纲1. 光电技术特征是什么它的核心是什么它的最基本的理论是什么(1)光电技术的特征:利用光电结合的原理和方法,实现信息的获取、发送、探测、传输、变换、存储、处理和重现等。
(2)核心:光与电之间的转换机理体现于光电器件之中最基本的理论:光的波粒二象性。
2. 什么是光电器件它的分类有哪些举例说明.3.(1)凡能完成光电或电光转换及在光电系统中能对光路传输,光电转换起到调节或控制作用的器件,都应归入光电器件。
(2)电光信息转换:1.发光二极管2.半导体激光器3.液晶显示器4.阴极射线管5.等离子体显示板光电信息转换:光电发射效应器件:光电倍增管;光电导效应器件:光敏电阻;光生伏特效应器件:光敏二极管;热释电效应器件:热释电探测器。
4. 光学具有哪些学说几何光学和波动光学它们研究内容主要是什么5.(1)光的粒子性,光的波动性,光的电磁学说,光的量子学说,几何光学,物理光学,量子光学,应用光学。
(2)几何光学是几个实验得来的基本原理出发的,来研究光的传播问题的学科。
用波动光学可以圆满的解释光的干涉和衍射现象,也能解释光的直线传播,在进一步研究中观察到了光的偏振和偏振光的干涉。
6. 什么是光程发生全发射的条件是什么7.(1l 与该介质的折射率 n 的乘积(2)(n n <')8.(1)1`频率相同;2.相位差恒定;3光矢量振动方向平行。
(2)光的衍射是指光波在传播过程中遇到障碍物时,所发生的偏离直线传播的现象;(3)光的衍射现象与光的干涉现象其实质都是相干光波叠加引起的光强的重新分布;9. 辐射度量与光度量的根本区别是什么可见光的波段是多少10.(1)辐射度学: 对电磁辐射能量进行客观计量的学科称辐射度学;是用能量单位描述光辐射能的客观物理量。
光纤技术基础复习提纲1 概论1、光纤通信的主要优点是什么?1频带宽、传输容量⼤;2损耗⼩、中继距离长;3重量轻、体积⼩;4抗电磁⼲扰性能好;5泄漏⼩、保密性好;6节约⾦属材料,有利于资源合理使⽤。
2、光纤通信系统有哪⼏个基本组成部分?点对点光纤通信系统通常由光发射机、光纤、光中继器和光接收机四部分组成3、什么是NRZ 和RZ 码?NR Z :⾮归零码 RZ :归零码NRZ 码的信号带宽仅为RZ 的⼀半NRZ 的占空⽐等于1,RZ 的占空⽐⼩于或等于0.52 光纤和光缆1、⽤光线光学⽅法简述光纤的导光原理。
光波从折射率较⼤的介质⼊射到折射率较⼩的介质时,当⼊射⾓⼤于临界⾓时,在边界处发⽣全反射。
2、光纤的种类有哪些?什么叫多模光纤?什么叫单模光纤?它们的尺⼨及使⽤场合有什么不同?多模光纤有哪两种?单模光纤⼜有哪⼏种?种类:按折射率分布的变化来分为阶跃光纤和渐变折射率光纤;按其中传播的光波模式数量分为单模光纤和多模光纤。
多模单模:如果光纤只⽀持⼀个传导模式,则称该光纤为单模光纤。
⽀持多个传导模式的光纤称为多模光纤尺⼨:单模光纤芯径⼩(10um 左右),多模光纤芯径⼤(62.5um 或50u m )。
单模光纤传输适合⾼速⼤容量长距离传输。
多模光纤适⽤于低速短距离传输。
多模光纤有阶跃多模光纤和渐变多模光纤。
单模光纤有G.652光纤、G .653光纤、G .654光纤、G.655光纤、全波光纤和⾊散补偿光纤3、光纤数值孔径的定义是什么?其物理意义是什么?⽤数值孔径NA 表⽰光线的最⼤⼊射⾓θmax ;θsin 0n NA =max=fd 2 221121221211(2),2n n n n NA n n n --=??=≈ NA 表⽰光纤接收和传输光的能⼒。
NA(或θmax)越⼤,光纤接收光的能⼒越强,从光源到光纤的耦合效率越⾼,纤芯对光能量的束缚越强,光纤抗弯曲性能越好。
但NA越⼤,经光纤传输后产⽣的输出信号展宽越⼤,因⽽限制了信息传输容量。
光电技术复习题
1. 光电效应的基本原理是什么?请简述其发现过程。
2. 描述光电效应的方程式,并解释其中各参数的物理意义。
3. 什么是光生伏打效应?它与光电效应有何不同?
4. 简述光电倍增管的工作原理及其在实验中的应用。
5. 何为光敏电阻?其工作原理是什么?
6. 列举几种常见的光电传感器,并说明它们的应用领域。
7. 描述光纤通信的基本原理,并解释光纤的传输特性。
8. 光纤通信中,如何实现信号的编码和解码?
9. 简述光通信系统中的光放大器的作用及其工作原理。
10. 何为激光?激光的产生原理是什么?
11. 描述激光器的基本结构,并解释各部分的功能。
12. 激光在医学领域的应用有哪些?请举例说明。
13. 简述激光在工业加工中的应用,如切割、焊接等。
14. 描述光通信系统中的光调制技术及其重要性。
15. 何为光纤布拉格光栅?其工作原理是什么?
16. 简述光纤传感器的工作原理及其在环境监测中的应用。
17. 描述光电子器件在信息存储技术中的应用。
18. 何为光子晶体?它在光电子学中有何应用?
19. 简述光电子学在能源转换和传输中的应用。
20. 论述光电技术在现代通信技术中的重要性及其发展趋势。
光电技术复习题1. 定义与原理- 什么是光电效应?请简述其基本原理。
- 光电二极管和光电晶体管的主要区别是什么?2. 光电探测器- 列举几种常见的光电探测器,并简要说明它们各自的工作原理。
- 什么是雪崩二极管(APD)?它在哪些应用中具有优势?3. 光纤通信- 描述光纤的基本结构,并解释光是如何在光纤中传播的。
- 解释单模光纤和多模光纤的区别。
4. 光电传感器- 光电传感器有哪些类型?它们各自适用于哪些测量场景?- 什么是光电编码器?它如何工作?5. 光电显示技术- 液晶显示(LCD)和有机发光二极管(OLED)显示技术有何不同? - 简述LED的工作原理及其在显示技术中的应用。
6. 光电信号处理- 什么是锁相环(PLL)?它在光电信号处理中起什么作用?- 解释光电混频器的工作原理及其在信号处理中的应用。
7. 光电技术的应用- 光电技术在医疗领域有哪些应用?请举例说明。
- 描述光电技术在工业自动化中的应用场景。
8. 问题解决- 如果一个光电探测器的响应速度不够快,可能是什么原因?如何解决?- 在光纤通信中,信号衰减的原因有哪些?如何减少信号衰减?9. 实验与实践- 描述一个简单的光电效应实验,并解释如何通过实验结果来验证光电效应。
- 设计一个实验来测量光纤的衰减系数。
10. 前沿技术与发展趋势- 目前光电技术领域的一些前沿技术有哪些?- 预测光电技术在未来可能的发展趋势。
结束语:光电技术是一个不断发展的领域,它在多个学科和技术中扮演着重要角色。
通过复习这些题目,希望能够加深对光电技术原理和应用的理解,为进一步的学习和研究打下坚实的基础。
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。