(完整word版)《光电子技术》期末考试试卷及答案(B卷)

西南科技大学2009—2010学年第1学期
《光电子技术》期末考试试卷（B卷）
课程代码 1 6 3 1 4 0 3 6 0 命题单位理学院：应用物理教研室
学院： ___ 班级: 姓名：学号： ___________
一、选择题（20分，2分/题）
1、光电子技术的主要特征是（）
A.光源激光化
B.传输波导化
C.手段电子化
D.模式和处理方法光学化
2、光电子技术突飞猛进的时代标志是（）
A.第一台激光器问世
B.微电子技术出现
C.光纤通信应用
D. CCD摄相机生产
3、激光的性质主要有（）
A.波粒二象性
B.偏振性
C.费米粒子
D.空间相干性
4、光辐射按照波长分为（）
A.紫外辐射
B.可见光辐射
C.红外辐射
D.X射线辐射
5、大气衰减主要与（）有关
A.分子吸收
B.离子散射
C.气溶胶吸收
D.电子散射
6、电光晶体的线性电光效应主要与（）有关
A.外加电场
B.晶体性质
C.光波波长
D.晶体折射率变化
7、激光调制按其调制的性质可以分为（）
A.调幅
B.调频
C.调相
D.调强
8、拉曼-纳斯衍射的特点有（）
A.形成与入射方向对称分布的多级衍射光
B.衍射效率与附加相位延迟有关
C.只限于低频工作，只具有有限的带宽
D.声光介质可视为“平面相位栅”
9、光敏电阻适于作为（）
A.光的测量元件
B.光电导开关元件
C.加热元件
D.发光元件
10、2009年10月6日授予授予博伊尔和史密斯诺贝尔物理学奖，CCD 摄像器件的电荷存储是（）
A.在瞬态和深度耗尽状态下进行的
B.在势阱形成后才实现
C.在电子定向移动下进行
D.在MOS电容器中出现
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《光电子技术》期末考试试卷（B）
二、判断题（20分，2分/题，对用“√”、错用“×”标记）
11、光电子技术的特征主要是光源激光化和光传输波导化。

( )
12、在光度学中，光强是基本的能量单位，用J(焦耳)来度量。

( )
13、在电光晶体介质中，电场可以是变化的，也可以是恒定的，但一般小于15伏特。

( )
14、一般声光调制器中的声波是由超声发生器直接作用在光波上实现的。

( )
15、光的模拟式扫描，它能描述光束的连续位移，主要用于各种显示。

( )
16、和光电导探测器不同，光伏探测器的工作特性要复杂一些。

通常有光电池和光电二极管之分，也就是说，光伏探测器有着不同的工作模式。

( ) 17、为了改善环境，国家大力发展光伏行业中，最主要原因是生产LED等成本低。

( )
18、第三代像增强器是则采用了负电子亲和势（NEA ）GaAs 光电阴极，使夜视距离提高
1.5-2倍以上。

( )
19、注入电致发光显示器就是在半导体PN 结加正偏压时产生少数载流子注入，与多数载流子复合发光。

( )
20、光电子器件体现在光的发射、传输、扫描、探测、存储、处理和显示等中。

( )
三、填空题（10分，1分/题）
21、激光器中出现的受激辐射是指 。

22、激光束可以在 等介质中传输。

23、在t J t
P t E E ∂∂-∂∂-=∂∂+⨯∇⨯∇ μμμε22220中，对于导体而言，起主要作用是 。

24、若超声频率为f s ，那么光栅出现和消失的次数则为2 f s ，因而光波通过该介质后所得到的调制光的调制频率将为声频率 倍。

25、激光调制器中的外调制是指 。

西南科技大学2009—2010学年第2学期
《 光电子技术》期末考试试卷（B ）
26、光电流i (或光电压u )和入射光功率P 之间的关系i ＝f (P )，称为探测器 。

27、依据噪声产生的物理原因，光电探测器的噪声可大致分为 。

28、红外光成像系统中光在理想光具组中遵循的公式是 。

29、STN-LCD 的缺点是 。

30、PDP 的主要优点在于 。

四、简答题（30分，10分/题）
31、简述光子的基本特性。

(10分)
32、简述光束调制的基本原理。

(10分)
33、简述液晶显示器的主要特点。

(10分)
五、计算题（20分，10分/题）
34、在半波电压对KDP 晶体纵向电光调制中，一束激光波长为1.06μm 时，计算纵向半波电压。

（10分）
35、光在向列液晶中传播且4
πθ=，试分析当位相差为0，4/π，2/π，4/3π，4/5π，2/3π，4/7π和π2时，输出光的偏振状态。

（10分）
参考答案及评分细则
西南科技大学2009——2010学年第1学期
《光电子技术》期末考试试卷（A卷）
一、选择题（每小题2分，共20分）
题号答案题号答案
1
A、B、C、D 2 A
3
A、B、C、D 4 A
5
A、B、C 6 A、C
7
C、D 8 A、B、C
9
B 10 A、B、C、D
二、是非题（每小题2分，共20分）
题号答案题号答案
11 √12 √
13 ×14 √
15 √16 √
17 √18 ×
19 ×20 √
三、填空题（每小题1分，共10分）
题
号答案题号答案
课程代码 1 6 3 1 4 0 3 6 0 命题单位应用物理教研室
21
0.76～1000μm 22 850、1310、1550nm 23 t J t
P ∂∂-∂∂- μμ22 24 费马 25 是指加载调制信号是在激光振荡过程中进行的，即以调
制信号去改变激光器的振荡参数，从而改变激光输出特
性以实现调制。

26 三个电光晶体和双折射晶体
参考答案及评分细则
西南科技大学2009——2010学年第1学期
《光电子技术》期末考试试卷（A 卷）
题
号
答案
题号 答案
27
指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。

探测器吸收光子后，直接引起原子或分子的内
部电子状态的改变。

光子能量的大小直接影响内部电子
状态的改变。

28 SiO 2 29
电荷耦合器件（CCD ）、互补金属氧化物半导体图像传感
器（CMOS ）、电荷注入器件（CID ） 30 电光响应前沿不够陡峭、反
应速度慢、阈值效应不明显、使得大量显示和视频显示等
受到了限制。

四、简答题（每小题10分，共30分）
31、答：
光子效应是指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。

探测器吸收光子后，直接引起原子或分子的内部电子状态的改变。

光子能量的大小，直接影响内部电子状态改变的大小。

光子能量是νh，h是普朗克常数, ν是光波频率，所以，光子效应就对光波频率表现出选择性，在光子直接与电子相互作用的情况下，其响应速度一般比较快。

5分
光热效应和光子效应完全不同。

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改变，而是把吸收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升,温度上升的结果又使探测元件的电学性质或其他物理性质发生变化。

所以，光热效应与单光子能量νh的大小没有直接关系。

原则上，光热效应对光波频率没有选择性。

只是在红外波段上，材料吸收率高，光热效应也就更强烈，所以广泛用于对红外线辐射的探测。

因为温度升高是热积累的作用，所以光热效应的响应速度一般比较慢，而且容易受环境温度变化的影响。

5分
32、答：
转移效率：电荷包在进行每一次转移中的效率；2分
不均匀度：包括光敏元件的不均匀与CCD的不均匀；2分
暗电流：CCD在无光注入和无电注入情况下输出的电流信号；1分
灵敏度：是指在一定光谱范围内，单位暴光量的输出信号电压（电流）；1
光谱响应：是指能量相对光谱响应，最大响应值归一化为100%，所对应的波长峰值波长，低于10%的响应点对应的波长称为截止波长；1分
噪声：可以归纳为散粒噪声、转移噪声和热噪声；1分
参考答案及评分细则
西南科技大学2009——2010学年第1学期
《光电子技术》期末考试试卷（A卷）
分辨率：是指摄像器件对物像中明暗细节的分辨能力；1分
动态范围和线性度：动态范围=光敏元件满阱信号/等效噪声信号，线性度是指在动态范围内，输出信号与暴光量的关系是否成直线关系。

1分
33、答：
等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，它是除去固、液、气态外，物质存在的第四态。

等离子体是一种很好的导电体，利用经过巧妙设计的电场和磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。

4分
等离子体显示搬是利用气体放电产生发光现象的平板显示的统称。

1
等离子体显示技术（Plasma Display ）的基本原理：显示屏上排列有上千个密封的小低压气体室（一般都是氙气和氖气的混合物），电流激发气体，使其发出肉眼看不见的紫外光，这种紫外光碰击后面玻璃上的红、绿、蓝三色荧光体，它们再发出我们在显示器上所看到的
可见光。

5分 五、计算题（每小题10分，共20分）
34、解：由公式 L αθ= （3分）
VH =α （3分）
和 L
NI H = （2分） 计算，得到 ()/35105.252001025.0--⨯=⨯⨯⨯==VNI θ （2分）
35、解：根据题意得到m L 3105.8-⨯=，而()cm n L s 3420201077.85
.04105.1/99.348.24--⨯=⨯⨯⨯=≈λλ （1分）故得到0L L < 由公式0
204λλs n L L ≈<证明不是拉曼-纳斯衍射。

（1分）
⑵ 22222cos L M I B s θλ=，⎪⎭
⎫ ⎝⎛==L H M HLI P B s s 2222cos θλ （3分）
⑶ 若布喇格带宽∆f =125MHz ，s s B f nv ∆=∆2λθ，⎪⎭
⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆H P v P n f f s B s s θλπρηcos 2232270 （3分）
⑷ 用公式)(,λωφφ
θR N =∆∆∆=和R f v N s s ∆=∆∆=ωφθ计算。

（2分）。