光电子技术题库

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。只是在高空处，其余衰减因素都已很弱，才考虑他们的吸收作用。H2O和CO2分子，特别是H2O分子在近红外区有宽广的振动-转动与纯振动结构，因此是可见光和红外区最重要的吸收分子，是晴天大气衰减的主要因素。

2．解释半波电压

当光波两个垂直分量Ex和Ey的光程差为半个波长时所需要的电压，称为半波电压。3．什么是光束的直接调制？请解释其中的脉冲编码调制过程。

直接调制就是内调制，内调制是指加载信号实在激光振荡过程中进行的，以调制信号改变激光器的振荡参数，从而改变激光器的输出特性，以实现调制。数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM，即脉冲编码调制，抽样过程将连续时间模拟信号变为离散时间、连续幅度的数字信号，编码过程将量化后的信号编码称为一个二进制码组输出。这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生，简单说就是模/数转换。

4．光热效应的特点有哪些？

探测元件吸收光辐射能量后，并不直接引起内部电子状态的变化，而是把吸收的光能转

化为晶格的热运动能量，引起探测元件温度的上升，温度上升是探测元件的光学性质火其他物理性质发生变化。光热效应对光波频率没有选择性，其速度比较慢。光热效应有温差电效应、热释电效应。

5. 选用光敏电阻应当注意什么？

用于测光的光源光谱特性必须与光敏电阻的光敏特性匹配；要防止光敏电阻受杂散光的

影响；要防止光敏电阻的点参数（电压，功耗）超过允许值；根据不同用途，选用不同特性的光敏电阻。

7. 研究 光电导弛豫时间的意义是什么？

光敏电阻受脉冲光照射时，光电流并不立刻上升到最大饱和值，而光照去掉后，光电流也立刻下降到零。这说明光电流的变化对于光的变化，在时间上有一个落后，这就是光电导的弛豫现象。

8. 简述激光器的组成及各组成部分的作用。

组成：工作物质、泵浦源、谐振腔。作用：工作物质：在这种介质中可以实现粒子数反转。泵浦源：将粒子从低能级抽运到高能级态装置。谐振腔：（1）使激光具有极好的方向性（沿轴线）。（3）增强光放大作用（延长了工作物质）。（3）使激光具有极好的单色性。

9. 选用光电探测器的一般原则：

用于测光的光源光谱特性必须与光电探测器的光谱响应特性匹配，考虑时间响应特性，考虑光电探测器的线性特性等。

10. 何为大气湍流效应？

大气的折射率随空间和时间做无规则的变化，这种湍流状态是激光辐射在传播过程中随机的改变其光波参量，使光束质量受到严重影响，出现所谓的光束截面内的强度闪烁、光束的弯曲和漂移、光束弥散畸变以及空间相干性退化等现象，这些统称为大气湍流效应。

11. 光波在大气中传播衰减的因素

大气分子的吸收 大气分子的散射 大气气溶胶的衰减。

12. 光电发射效应与光电导效应的区别

13. 何为电光晶体的半波电压？半波电压由晶体的那些参数决定？

答：当光波的两个垂直分量'x E 、'y E 的光程差为半个波长（相应的相位差为π）时，所需要加的电压，称为“半波电压”，通常以V π或2V λ表示。

30632V n πλ

γ=

半波电压是表征电光晶体的一个重要的参数，这个电压越小越好，特别是在宽频带高频率的情况下，半波电压越小，需要的调制功率越小。晶体的半波电压是波长的函数。 由上式可知，半波电压还跟n 0和63γ有关。

14. 若取vs=616m/s ，n=2.35， fs=10MHz ，λ0=0.6328μm ，试估算发生拉曼-纳斯衍射所允许

的最大晶体长度Lmax=?

解：由公式计算。

0204λλs

n L L ≈<