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【精选】光电显示技术考卷一、选择题（每题2分，共20分）A. 液晶显示（LCD）B. 有机发光二极管显示（OLED）C. 等离子显示（PDP）D. 发光二极管显示（LED）2. 下列哪个参数是评价液晶显示器性能的重要指标？A. 响应时间B. 亮度C. 对比度D. 全部都是A. 硅B. 碳纳米管C. 有机发光材料D. 钙钛矿A. 电压调制B. 偏振光控制C. 色彩混合D. 亮度调节5. 下列哪种显示技术具有视角广、响应速度快的特点？A. LCDB. OLEDC. PDPD. LEDA. 超薄B. 超低功耗C. 高亮度D. 全部都是7. 下列哪种光电显示技术可以实现柔性显示？A. LCDB. OLEDC. PDPD. LEDA. 亮度B. 对比度C. 寿命D. 全部都是9. 下列哪种显示技术具有自发光、广视角、高对比度等特点？A. LCDB. OLEDC. PDPD. LEDA. LCDB. OLEDC. Mini LEDD. Micro LED二、填空题（每题2分，共20分）1. 光电显示技术按照发光原理可分为______发光显示技术和______发光显示技术。
2. 液晶显示器的基本结构包括______、______、______和______。
3. OLED显示技术的核心材料是______，其具有______、______等特点。
4. LED显示技术具有______、______、______等优点，但在______方面仍有待提高。
5. PDP显示器的工作原理是利用______放电产生的紫外线激发荧光粉发光，从而实现图像显示。
6. 在光电显示技术中，______技术是实现高亮度、低功耗的关键。
7. 柔性显示技术的主要特点是______、______和______。
8. 我国在______领域的研究取得了世界领先地位，为我国光电显示产业发展奠定了基础。
9. Mini LED和Micro LED是______显示技术的两个重要发展方向，具有______、______等优点。
光电技术与实验习题试卷答案复习资料第⼀章光辐射与光1.光电系统⼯作的电磁波波段，主动光电系统，被动光电系统光电系统⼯作的光波段（电磁波）可见光：0.38µm~0.78µm .(0.4µm~0.76µm )红外： 0.76µm~1000µm紫外：0.001 µm ~0.4µm光电系统（仪器）主动光电系统和被动光电系统。
使⽤⾃然光源的组成被动光电系统；使⽤⼈造光源的组成主动光电系统。
2、辐射度学量（辐射度单位体系）⽤能量描述光辐射能的客观物理量光度学量（光度单位体系）具有标准视觉特性的⼈眼对光辐射能的度量，具有主观性对于单⾊光： 3、维恩位移定律光谱匹配、和选探测器结合起来考虑4、已知照度，求光源的光辐射通量，或光源消耗的电功率（34页习题10）17页公式（1.3-1）和（1.3-2）5、求光源的光谱功率分布与⾊温、分布温度、相关⾊温的关系第⼆～六章光电探测器概述1、光⼦探测器与热探测器的主要区别:光电效应与热效应，对光谱响应有⽆选择性，响应的快慢哪些是光⼦探测器，哪些是热探测器？2、光⼦探测器：外光电效应内光电效应：光电导效应？代表探测器光⽣伏特效应？代表探测器3、长波限的计算：37页内光电效应公式（2.1－1）（2.1－2）（2.1－3）69页外光电效应公式（3.2—3）（3.2－4）表2－1，表2－24、光⼦探测器哪些具有内增益，哪些没有内增益。
5、光伏探测器有哪⼏种⼯作模式？⽤于信号检测有哪⼏种⼯作模式，该模式对应的伏安特性在第⼏象限，画出相应模式下的偏置电路，并标出光电流（光电动势）⽅向，负载电阻的数值⼤⼩如何选择。
光电池模式下有哪两种⽤途，负载电阻的数值⼤⼩如何选择。
6、根据伏安特性设计负载电阻，7、为什么PIN 光电⼆极管⽐PN 结光电⼆极管的频率响应要⾼？8、热探测器：热释电效应? 热释电探测器的频率特性9、由热释电探测器的频率特性怎样求热、电时间常数?170页习题210、光敏电阻和热敏电阻的区别？11、选择探测器时应考虑的主要因素有哪些？12、光电探测器的性能参数NEP 和D*的⽤途、关系? 46页公式(2.2-14)13、光电探测器响应度、灵敏度? 44页公式(2.2-1～4)14、光电探测器量⼦效率的的定义，量⼦效率与电流响应度、灵敏度之间的关系 47页公式(2.2-18)15、光电探测器的噪声有哪些，哪些可以消除，哪些不能消除第⼋章光辐射的调制调幅信号和调频信号的区别，其带宽特点（⽤某⼀频率的正弦信号对⾼频载波进⾏调制） ()()()X K X V V m e λλλ=I I R P =e e I P P h h c ηληυ==(,)0eb m M T λλ?=?()2897.8K m T m λµ=?调幅信号的频谱为调频波的频谱是由载频ω0和⽆数对边频ω0±n Ω（n=1、2、3…）组成，因此调频波占⽤频带较宽。
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。
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。
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 ）。
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。
课程名称：实用光电技术专业年级：光机电考生准考证号：考生姓名：试卷类型： A 考试方式: 开卷一、填空题。
（每空1分，共20分）(1)半导体对光的吸收中，只有和能够直接产生非平衡载流子，引起光电效应。
(2)光敏电阻属于器件，广泛应用于信号的探测领域。
(3)光生伏特器件的偏置电路一般有、和等三种。
(4)光电倍增管是一种器件，它主要由光入射窗、光电阴极、电子光学系统、倍增极和阳极等部分组成。
(5) 属于热辐射探测器件的有、和。
(6)发光二极管按发光机理常分为与两种。
(7)光电信息变换和信息处理方法可分为两类：一类称为的光电信息变换；另一类称为的光电信息变换。
(8)在CCD中，电荷的注入方法归纳起来可分为和两类。
(9)单元光电信号的二值化处理方法有和。
若使光电检测系统不受光源的影响，应采用二值化处理电路。
二、选择最适当的填入括号中（只填写其中之一的符号, 每题2分，共5题10分）①以下（）不是光生伏特器件。
A．光电三极管B．硅光电池C．PSD D．PMT②当需要定量检测光源的发光强度时，应选用（）为光电变换器件。
A．光电二极管B．光电三极管C．热敏电阻D．硅光电池③发光二极管不能应用于（）场合。
A．数字、文字及图像显示B．指示、照明C．相干光源D．光电耦合④以下（）属于数字量的光电信息变换A．信息载荷于反射光的方式B．信息载荷于光学量化器的方式C．信息载荷于遮挡光的方式D．信息载荷于光源的方式三、问答题（每小题10分，共30分）1、热辐射探测器通常分为哪两个阶段？哪个阶段能够产生热电效应？2、为什么由发光二极管与光电二极管构成的光电耦合器件的电流传输比小于1？3、全辐射测温属于哪种光电信息变换的基本形式？在这种形式中应采用怎样的技术才能更好地将信息检测出来？四、计算题：1、在卫星上测得大气层外太阳光谱的最高峰值在0.465μm处，若把太阳作为黑体，试计算太阳表面的温度及其峰值光谱辐射出射度M e，s,λm。
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。
七、简述CCD的两种基本类型，画出用线阵CCD测量微小物体(小于100微米)原理简图，并分析测量原理。
(15分)
八、一InGaAs APD 管在倍增因子M=1，入射波长为1550nm时的量子效率 ＝60％，加偏置电压工作时的倍增因
子M=12。
(10分)
1. 如果入射功率为20nW，APD管的光电流为多少？
2. 倍增因子为12时，APD管的光谱响应度为多少？
光电技术 A 卷参考答案
一、 名词解释
1. 坎德拉(Candela,cd)：发光频率为540×10Hz 的单色辐射，在给定方向上的辐射强度为1/683Wsr -1时，在
该方向上的发光强度为1cd 。
2. 外光电效应：当光照射某种物质时，若入射的光子能量hv 足够大，它和物质中的电子相互作用，致使电
子逸出物质表面，这种现象称为光电发射效应，又称外光电效应。
3. 量子效率：一定波长的光子入射到光电阴极时，该阴极所发射的光电子数与入射的光子数之比值。
4. 象增强管：把微弱的辐射图像增强到可使人直接观察的真空光电成像器件。
5. 本征光电导效应：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。
二、 填空题
1. 信息载荷于光源的方式 信息载荷于透明体的方式、信息载荷于反射光的方式、信息载荷于遮挡光的方式、
信息载荷于光学量化器的方式和光通信方式的信息变换。
2. 光入射窗、光电阴极、电子光学系统、倍增极和阳极。
3. PN 结注入发光，异质结注入发光。
4. W mv h +=2
2
1ν 5.
g
E hc ≤
λ
三、
根据图示为恒流偏置电路，流过稳压管的电流
mA R U U I b w bb w 8.9820
8
≈=-=
满足稳压管的工作条件
(1) 当=w
U 4V 时，mA R U U I e be w e 110*3.37
.043
=-=-=
由
e
bb p I U U R 0
-=
得输出电压为6伏时电阻=1
R 6K Ω，
输出电压为9伏时电阻=2
R 3K Ω，故1221
lg lg lg lg R R r E E -=
-=1；
输出电压为8V 时，光敏电阻的阻值为e
bb p
I U U R 0
-=
=4K Ω，带入1221
lg lg lg lg R R r E E -=
-，解得E=60lx
（2）与上面（1）中类似，求出照度E=34lx (3) 电路的电压灵敏度)/(1.040
606
8lx v E U S v =--=∆∆=
四、
(1) 光电池的等效电路图
(2) 流过负载电阻的电流方程)1(/0--=-=kT qV p D p L
e I I I I I
短路电流的表达式E S I I E p sc
⋅==
开路电压的表达式)1ln(0
+=
I I q kT V p
oc
(3) 电流方向如图所示
五、当光照射p －n 结，只要人射光子能量大于材料禁带宽度，就会在结区产生电子－空穴对。
这些非平衡载流子在内建电场的作用下，空穴顺电场方向运动，电子逆电场方向运动，在开路状态，最后在n 区边界积累光电子，p 区积累光生空穴，产生一个与内建电场方向相反的光生电场。
光电二极管在正偏置时，呈单向导电性，没有光电效应产生，只有在反偏置或零偏置时，才产生明显的光电效应。
其基本结构就是一个p-n 结， 属于结型光生伏特效应。
当光照射时，满足条件
hv>E g ,则在结区产生的光生载流子将被内建电场拉开，于是在外电场的作用下形成了以少
数载流子漂移为主的光电流，显然，光电流比无光照射时的反向饱和电流大的多，如果光照越强，表示在同样条件下产生的光生载流子越多，光电流就越大，反之，则光电流越小。
对于PIN 管，由于I 层的存在，使扩散区不会到达基区，从而减少了或根本不存在少数载流子通过扩散区的扩散时间，而I 层工作在反向，实际是一个强电场区，对少子起加速的作用。
即使I 层较厚，对少子的度越时间影响也不大，即提高了频率响应。
同时，反偏下，耗尽层较无I 层时要大的多，从而使结电容下降，也提高了频率响应。
六（1）放大倍数G=ε0(εσ)n
=0.98*(0.95*4)11
=2.34*106
G ＝
K
P
I I
I P ＝GI K S K ＝
Φ
K I
I K ＝S K φ＝20uA/1m*(0.1*2*10-4
)=4*10-4
uA I P =GI K =9.35*102
uA
等效微变电路
i p
R s
R L
(2)
V 0=R f I P
R f
===-p
p I I V 3010*200 2.14*102
Ω
七、CCD 有两种基本类型：一种是电荷包存贮在半导体与绝缘体之间的界面，并沿界面传输，这类器件称为表面沟
道电荷耦合器件（SCCD ）；另一种是电荷包存贮在离半导体表面一定深度的体内，并在半导体内沿一定方向传输，这类称为体内沟道或埋沟道电荷耦合器件（BCCD ）。
原理： 当满足远场条件L ﹥﹥d 2
/λ时，根据夫琅和费衍射公式可得到 d=K λ/Sin θ (1)
当θ很小时（即L 足够大时）Sin θ≈tg θ= X k /L 代入（1）式得 d=
K X L K λ=K X L K /λ=S
L
λ …………..(2) S ——暗纹周期，S=X K /K 是相等的，则测细丝直径d 转化为用CCD 测S 测量简图
八、
PMT1
I P
R f
C f
V
- +
(1) Solution The responsivity at M=1 in terms of the quantum efficiency is
(2) If I
pho is the primary photocurrent and φ0 is the incident optical power then by definition 0
φpho
I S =
so that
A
MI I pho ph 71080.1-⨯==。
