光电子技术基础复习题
光电子技术基础题库
光电子技术基础题库一．填空题1、光电子器件按功能分为光源器件、光传输器件、光控制器件、光探测器件、光存储器件，光源器件分为 光源和 光源。
2、某一半导体材料的禁带宽度为3.1 电子伏特，则该半导体本征吸收的长波极限为 纳米。
3、最早的电光源是炭弧光灯，最早的激光器是1960年由美国家的梅曼制作的激光器。
4、当受激辐射大于受激吸收的时候，物质对外表现为光 ，当受激辐射小于受激吸收时候，物质对外表现为光 。
5、激光器的基本结构包括 ， ， 。
6、受激辐射产生的光的特点是： 好， 好， 好。
7、发光的方式很多，但根据余辉的长短可将发光大致分成 和 两类。
8、光电探测器的物理效应可以分为三大类： 、和 。
9、太阳能电池是利用半导体的 原理直接把光能转化为电能的装置。
10、光纤由传导光的 和外层的 两同心圆形的双层结构组成，且12n n 。
外面再包以一次涂覆护套和二次涂覆护套。
11.根据液晶的分子不同可以将其分为 、 和 液晶。
12. 按照声波频率的高低以及声波和光波作用的长度不同，声光相互作用可以分为 衍射和 衍射 。
13. 在间接带隙半导体中，电子由价带顶跃迁到导带底时，需要同时吸收或发射 ，以补偿电子准动量的变化。
14.光波在光纤中传播有3种模式，导模（传输模），和。
15. 光在各向同性介质中传播时，复极化率的实部表示与频率的关系，虚部表示物质与频率的关系。
16、液晶显示所用的液晶材料是一种兼有和双重性质的物质，它的棒状结构在液晶盒内一般平行排列，但在电场作用下能改变其排列方向。
17、某一半导体材料的禁带宽度为2.6 电子伏特，则该半导体本征吸收的长波极限为纳米。
18、光纤通光电子器件按功能分为光源器件、光传输器件、光控制器件、光探测器件、光存储器件，光传输器件分为光学元件(如棱镜、透镜、光栅、分束器等)、和等。
19、受激辐射产生的光的特点是：好，好，好。
20、激光器按工作方式区分可分为和激光器。
21.光电子技术主要研究光与物质中的电子相互作用及其的相关技术，是一门新兴的综合性交叉学科。
光电子技术基础习题答案
光电子技术基础习题答案第一章绪论1.光电子器件按功能分成哪几类？每类大致包含哪些器件？光电子器件按功能分为光源器件、光传输器件、光控制器件、光探测器件、光存储器件。
光源器件分成电磁波光源和非电磁波光源。
电磁波光源主要包含激光和非线性光学器件等。
非电磁波光源包含照明设备光源、表明光源和信息处理用光源等。
光传输器件分为光学元件(如棱镜、透镜、光栅、分束器等等)、光波导和光纤等。
光控制器件包括调制器、偏转器、光开关、光双稳器件、光路由器等。
光探测器件分成光电导型探测器、光伏型探测器、冷伏型探测器、各种传感器等。
光存储器件分成光盘(包含cd、vcd、dvd、ld等)、光驱、光盘塔等。
2．谈谈你对光电子技术的认知。
光电子技术主要研究物质中的电子相互作用及能量相互转换的相关技术，以光源激光化，传输波导（光纤）化，手段电子化，现代电子学中的理论模式和电子学处理方法光学化为特征，是一门新兴的综合性交叉学科。
3．谈谈光电子技术各个发展时期的情况。
20世纪60年代，光电子技术领域最典型的成就就是各种激光器的相继问世。
20世纪70年代，光电子技术领域的标志性成果是低损耗光纤的实现，半导体激光器的成熟特别是量子阱激光器的问世以及ccd的问世。
20世纪80年代，发生了大功率量子阱阵列激光器；半导体光学双稳态功能器件的获得了快速发展；也发生信汇偏光纤、光纤传感器，光纤放大器和光纤激光器。
20世纪90年代，掺铒光纤放大器(edfa)问世，光电子技术在通信领域取得了极大成功，形成了光纤通信产业；。
另外，光电子技术在光存储方面也取得了很大进展，光盘已成为计算机存储数据的重要手段。
21世纪，我们正步入信息化社会，信息与信息交换量的爆炸性快速增长对信息的收集、传输、处置、存储与表明都明确提出了紧迫的挑战，国家经济与社会的发展，国防实力的进一步增强等都更加依赖信息的广度、深度和速度。
⒋举出几个你所知道的光电子技术应用实例。
例如：光纤通信，光盘存储，光电显示器、光纤传感器、光计算机等等。
光电子器件与技术 复习题
一、简述下列词条的物理含义：1 自发辐射、受激辐射、受激吸收（并用图示说明）自发辐射： 处于高能级2E 的原子是不稳定的，即使在没有任何外界作用的情况下，也有可能自发地跃迁到低能级1E 的，并且发射一个频率为ν，能量为21h E E ν=-的光子，这种过程称为自发辐射过程，如图1-6(a)，所示。
受激辐射： 处于高能级2E 的原子，在频率为ν，能量为21h E E ν=-有算来光子的激励下，受激跃迁到低能级1E ，并发射一个能量为h ν、且与外来激励光子处于同一光子态的光子，这两个光子又可以去诱发其他发光原子，产生更多状态相同的光子。
这样，在一个入射光子作用下，就可以产生大量运动状态相同的光子，这种过程称为受激辐射过程，如图1-6(b)所示。
受激吸收： 受激吸收是受激辐射的反过程。
处于低能级1E 的原子，在频率为ν、能量为21h E E ν=-有外来光子的激励下，吸收一个能量为h ν的光子并受激跃迁到高能级2E ，这种过程称为受激吸收过程，如图1-6(c)所示。
2 电光强度调制电光强度调制就是根据光波在电光晶体中传播特性实现光束调制的。
从电光相位延迟的讨论中看到，外加电压的改变，会引起两个偏振方向的相位差的改变，从而使电矢量在空间的振动方向也会随之变化，这种特性可以被利用来控制光波的某些参数，实现电光调制。
利用电光效应可实现强度调制和相位调制。
如前所述，当电场加在晶体上时，其折射率变化可产生线性电光效应或克尔效应。
加电场的方向通常有两种方式：一是电场沿晶体主轴z 轴(光轴方向)，使电场方向与光束传播、或z轴，使电场方向与方向平行，产生纵向电光效应；二是电场沿晶体的任一主轴x y光束传播方向垂直，产生横向电光效应。
利用纵向电光效应和横向电光效应可实现电光强度调制。
3 光波导光波导可以引导光束的传播，使光束的能量在横截面方向上受到限制，并使损耗达到最小。
光波导的种类很多，但通常分为3种：(1)平板波导：由三层平板形介质构成，中间一层的折射率最大，上、下层的较小。
光电子技术基础复习资料
选择题1、光电子技术在当今信息时代的应用主要有（abcd ）A.信息通信B.宇宙探测C.军事国防D.灾害救援2、激光器的构成一般由（a ）组成A.激励能源、谐振腔和工作物质B.固体激光器、液体激光器和气体激光器C.半导体材料、金属半导体材料和PN结材料D. 电子、载流子和光子3、光波在大气中传播时，引起的能量衰减与（abcd ）有关A.分子及气溶胶的吸收和散射B.空气折射率不均匀C.光波与气体分子相互作用D.空气中分子组成和含量4、2009年授予华人高锟诺贝尔物理学奖，提到光纤以SiO2为材料的主要是由于（ a ）A.传输损耗低B.可实现任何光传输C.不出现瑞利散射D.空间相干性好5、激光调制器主要有（abc ）A.电光调制器B.声光调制器C.磁光调制器D.压光调制器6、电光晶体的非线性电光效应主要与（ac ）有关A.外加电场B.激光波长C.晶体性质D.晶体折射率变化量7、激光调制按其调制的性质有（cd ）A.连续调制B.脉冲调制C.相位调制D.光强调制8、光电探测器有（abc ）A.光电导探测器B.光伏探测器C.光磁电探测器D.热电探测元件9、CCD 摄像器件的信息是靠（ b ）存储A.载流子B.电荷C.电子D.声子10、LCD显示器，可以分为（abcd ）A. TN型B. STN型C. TFT型D. DSTN型11、可见光的波长范围为（C ）A. 200—300nmB. 300—380nmC. 380—780nmD. 780—1500nm12、电荷耦合器件分（A ）A. 线阵CCD和面阵CCDB. 线阵CCD和点阵CCDC. 面阵CCD和体阵CCDD. 体阵CCD和点阵CCD填空题1、黑体是指一个物体能全部吸收投射在它上面的辐射而无反射。
2、色温是指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。
其并非热辐射光源本身的温度。
3、声波在声光晶体中传播会引起晶体中的质点按声波规律在平衡位置振动，按照声波频率的高低以及声波和光波作用的长度不同，声光相互作用可以分为拉曼-纳斯衍射和布喇格衍射两种类型。
光电子技术复习
光电⼦技术复习第⼀章1、光电⼦技术的定义光电⼦技术是光学技术与电⼦技术结合的产物，是电⼦技术在光频波段的延续和发展。
是研究光（特别是相⼲光）的产⽣、传输、控制和探测的科学技术。
2、电磁波的性质1.电磁波的电场和磁场都垂直于博得传播⽅向，三者相互垂直，电磁波是横波，和传播⽅向构成右⼿螺旋关系。
2.沿给定⽅向传播的电磁波，电场和磁场分别在各⾃平⾯内振动，称为偏振。
3.空间个点磁场电场都做周期性变化，相位同时达到最⼤或最⼩。
4.任意时刻，在空间任意⼀点，H E µε=5.电磁波真空中传播速度为001µε=c ，介质中的为εµ1=v3、⾊温的概念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。
4、辐射度学与光度学的基本物理量作业：1、2第⼆章⼀、光波在⼤⽓中的传播1、光波在⼤⽓中传播时，引起的光束能量衰减和光波的振幅和相位起伏因素光波在⼤⽓中传播时，⼤⽓⽓体分⼦及⽓溶胶的吸收和散射会引起的光束能量衰减，空⽓折射率不均匀会引起的光波振幅和相位起伏2、⼤⽓分⼦散射的定义、特点；瑞利散射的定义和特点定义：当光线穿过地球周围的⼤⽓时，它的⼀些能量向四⾯⼋⽅反射。
特点：波长较短的光容易被散射，波长较长的光不容易被散射。
瑞利散射定义：在可见光和近红外波段，辐射波长总是远⼤于分⼦的线度，这⼀条件下的散射为瑞利散射。
瑞利散射特点：波长越长，散射越弱；波长越短，散射越强烈。
所以天空呈蓝⾊。
3、⼤⽓⽓溶胶的定义、瑞利散射、⽶-德拜散射；⼤⽓⽓溶胶：⼤⽓中有⼤量的粒度在0.03 µm到2000 µm之间的固态和液态微粒，它们⼤致是尘埃、烟粒、微⽔滴、盐粒以及有机微⽣物等。
由这些微粒在⼤⽓中的悬浮呈胶溶状态，所以通常⼜称为⼤⽓⽓溶胶。
瑞利散射：散射粒⼦的尺⼨远⼩于光波长时，散射光强。
⽶德拜散射：散射粒⼦的尺⼨⼤于等于光波长时，散射光强对波长的依赖性不强。
⼆、光波在电光晶体中的传播1、电光效应的定义及分类电光效应：在外电场作⽤下，晶体的折射率发⽣变化的现象。
光电子技术复习资料-2011(1)
一、填空1.由黑体辐射的普朗克定律，随着温度T的升高，黑体的单色辐射出射度极大值所在位置λm移向___________(长波、短波)方向。
3.若原子在高能级E2到低能级的自发跃迁几率为A21，则原子在高能级E2的平均寿命为____。
4.热辐射的基尔霍夫辐射定律指出，在同样的温度下，各种不同物体对相同波长的__________与___________之比值都相等，并等于该温度下黑体对同一波长的单色辐射出射度。
固体摄像器件主要有三大类：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），电荷耦合器件（CCD）与其他器件相比，最突出的特点是以电荷为信号。
CCD的工作过程就是电荷的________、________、________和________的过程。
构成CCD 的基本单元是________，它能够存储电荷。
CCD器件的积分时间越长，它的灵敏度越______(高、低)。
CCD的噪声可归纳为3类：________、________、________。
5.光束调制按其调制的性质可分为、、、。
要实现脉冲编码调制，必须进行三个过程：、、。
6.光电二极管工作时，负载电阻上的光电流与、、、有关。
7.激光器的基本结构包含、、三部分，产生激光的两个必要条件是：(1) ________________________________;（2）___________________________________________。
常见的激光器有：、、、。
8.声波在声光晶体中传播会引起晶体中的质点按声波规律在平衡位置振动，按照声波频率的高低以及声波和光波作用的长度不同，声光相互作用可以分为两种类型。
9.根据调制器与激光器的关系，光束的调制方法可以分为内调制和外调制两种。
内调制是指。
10.在电光调制器中，为了得到线性调制，在调制器中插入一个λ/4波片，波片的轴向取向为时最好。
11.若光电探测器的电流灵敏度R i=100μA/μW，噪声电流i n=0.01μA，则噪声等效功率NEP=_______________________。
光电子技术考试试题
光电子技术考试试题一、选择题1. 下列关于光电子技术的定义，哪个是正确的？a. 光电子技术是一种应用光和电子学原理研究和开发的技术b. 光电子技术是一种利用光的性质进行信息处理和传输的技术c. 光电子技术是一种利用电子器件产生光信号的技术d. 光电子技术是一种利用光和电子相互作用的技术2. 光电子技术在以下哪个领域应用最广？a. 能源领域b. 通信领域c. 医疗领域d. 农业领域3. 下列光电子元器件中，哪个被广泛应用于传感器和显示器件中？a. 激光二极管b. 光电二极管c. 红外线发射二极管d. 光敏电阻4. 光电子技术中的光学器件主要用于？a. 光信号调制b. 光信号放大c. 光信号传输d. 光信号转换5. 光电子技术的发展对社会有哪些影响？a. 提高通信速度和质量b. 促进医疗器械发展c. 节约能源d. 扩大农业产能二、填空题1. 光电效应是指材料受到光照后产生的_________。
2. 光纤通信的传输介质是_________。
3. 太阳能电池的原理是利用_________转化为电能。
4. CCD传感器中最重要的元件是_________。
5. 激光诱导等离子体光谱技术是识别_________元素的重要手段。
三、简答题1. 什么是光通信？光通信有哪些优势？2. 简述光电二极管的工作原理。
3. 请简要说明CCD传感器的应用领域和优势。
4. 光电子技术在医疗领域中有哪些应用？5. 请简述激光技术的原理和应用领域。
四、综合题光电子技术是一门跨学科的技术，它在通信、医疗、能源等领域都有广泛的应用。
请结合实际案例，从以下两个方面进行论述：1. 光电子技术在通信领域中的应用和优势。
2. 光电子技术在医疗领域中的应用和优势。
【注意】在论述中，请尽量举例说明，但请勿使用具体的网址链接。
（正文内容根据试题需求进行论述，分为选择题、填空题、简答题和综合题四个部分，由于没有具体的题目和要求，在这里无法完成对应的写作任务，请根据真实的试题需求进行详细的论述和阐述。
光电子技术复习题(一)
一．单项选择题1. 光电转换定律中的光电流与 BA 温度成正比B光功率成正比 C暗电流成正比 D光子的能量成正比2. 发生拉曼—纳斯衍射必须满足的条件是 AA 超声波频率低，光波平行声波面入射，声光作用长度短B 超声波频率高，光波平行声波面入射，声光作用长度短C 超声波频率低，光波平行声波面入射，声光作用长度长D 超声波频率低，光束与声波面间以一定角度入射，声光作用长度短3.光束调制中，下面属于外调制的是 ABDA 声光调制B 电光波导调制C 半导体光源调制D 电光强度调制4.红外辐射的波长为[ d ] A 100-280nm B 380-440 nm C 640-770 nm D 770-1000 nm5.激光具有的优点为相干性好、亮度高与[ b ]A 多色性好B单色性好 C 吸收性强 D吸收性弱6．能发生光电导效应的半导体是 cA本征型和激子型 B本征型和晶格型C本征型和杂质型D本征型和自由载流子型7．光敏电阻的光电特性由光电转换因子γ描述，在强辐射作用下AA. γ=0.5B. γ=1C. γ=1.5D. γ=28.电荷耦合器件分 [ A ]A 线阵CCD和面阵CCDB 线阵CCD和点阵CCDC 面阵CCD和体阵CCD D 体阵CCD和点阵CCD9.光通亮φ的单位是[ C ]A 焦耳 (J)B 瓦特 (W) C流明 (lm) D坎德拉(cd)10.硅光二极管主要适用于[D]A紫外光与红外光谱区 B可见光与紫外光谱区 C可见光区 D 可见光与红外光谱区13．光视效能Kλ为最大值时的波长是AA．555nm B.666nm C．777nm D.888nm14.可见光的波长范围为[C ]A 200—300nmB 300—380nmC 380—780nmD 780—1500nm15.电荷耦合器件的工作过程主要是信号的产生、存储、传输和C ]A 计算B 显示C 检测D 输出16. 辐射通亮φe的单位是[B ]A 焦耳 (J)B 瓦特 (W) C每球面度 (W/Sr) D坎德拉(cd)二.填空题1. 光在大气中传播，将会使光速的能量衰减，其主要因素来源于大气衰减、大气湍流效应。
光电子技术部分考题
一、选择、填空。
1. 按照调制方式分类，光调制可以分为：强度调制、相位调制、波长调制、频率调制、偏振调制。
2. 半导体激光器发光是由能带之间的电子空穴对复合产生的。
3. 激励过程是使半导体中的载流子过程从平衡态激发到非平衡态。
4. 固体激光器是以固体为工作物质的激光器，也就是以掺杂的离子型绝缘晶体和玻璃为工作物质。
5. 光纤传感器中常用的光电探测器：光电二极管、光电倍增管、光敏电阻。
6. 红外探测器的响应波长范围参数指探测器电压响应率与入射的红外波长之间的关系。
7. 光子探测原理是指利用半导体在入射光的照射下产生光子效应。
8. 利用温差电势制成的红外探测器称为热电偶。
9. 红外辐射在大气中传播时由于大气中水分子、蒸汽等吸收和散射使辐射在传播过程中衰减。
10. 当红外辐射照在热敏电阻上时，使温度上升，内部粒子无规则运动加剧，自由电子数随温度而上升，所以电阻会减小。
11. 辐射出射度：辐射体单位面积向半空间发出的辐射通量。
12. 光电磁是利用光生伏特效应将光能变成电能。
13. 任何物质只要温度高于0K就会向外辐射能量。
14. 红外无损检测是通过测量热流或热量来检测。
15. 内光电探测器可分为光电导、光伏特、光电磁三种探测器。
16. 红外探测器的性能参数：电压响应率、噪声等效功率、时间常数。
17. 光束扫描根据其应用的目的可分为模拟扫描和数字扫描。
模拟扫描用于显示，数字扫描用于光存储。
18. 固体摄像器件主要有：CCD、CMOS、CID。
19. 声光相互作用分为：拉曼—纳斯衍射和布喇格衍射。
20. 磁光效应：外加磁场作用引起材料光学各向异性的现象。
21. CCD的基本功能：电荷存储、电荷转移。
按结构分为线阵CCD和面阵CCD。
22. 液晶分为溶致液晶和热致液晶两大类。
23. 光辐射照射在半导体表面，材料中电子和空穴由原来的不导电状态转化为导电状态，这种现象称为光电导。
24. 光束调制按其调制的性质可分为调幅、调频、调相及强度调制等。
光电子技术习题
(7) 入射光功率3μW ，4μW 时的输出电压
(8) 入射光功率从4μW 降为1μW 时，输出电压变化Δu
(9) 饱和电阻
2.某光敏电阻与负载电阻RL=2k Ω串接于12伏的直流电源上，无光照时负载电阻上的输出电压为u 1=20mV ，有光照时负载上的输出电流u 2=2V ，试求：光敏电阻的暗电阻和亮电阻值；若光敏电阻的光导灵敏度S =6×10-6s/lx ，求光敏电阻所受的照度？ 解:（1）R 暗= （Ub-U1）/I 暗=（Ub-U1）/(U1/Rl)=（Ub-U1）/U1*Rl
=（12-2*10^-2）/2*10^-2*2*10^3=1.2*10^6Ω，
R 亮=(Ub-U2)/U2*Rl=（12-2）/2*2*10^3=10^4Ω，
（2） Gd=1/R 暗=8.3*10^-7s ，Gl=1/R 亮=10^-4s ，G= Gl - Gd=10^-4-8.3*10^-7=10^-4S ，E=G/Sg=10^-4/(6*10^-6)=16.53 lx ，
3.如果Si 光电二极管灵敏度为10μA/μW ，结电容为10pF ，光照功率5μW 时，拐点电压为10V ，偏压40V ，光照信号功率为10(μW)时，试求：
(1)线性最大输出功率条件下的负载电阻；
(2)线性最大输出功率； (V)5。
光电子技术试卷题及答案
光电子技术试题一、选择题（12分，2分/题）1、光电子技术主要应用在（A、B、C、D）A.激光加工B. 光纤通信C. 光电调制D. 光电探测2、描述时间相干性的等效物理量是（A、B、C）A. 相干时间B. 相干长度C. 谱线宽度D. 简并度3、按照调制方式分类，光调制可以分为（B、C、D）等，所有这些调制过程都可以归结为将一个携带信息的信号叠加到载波光波上。
A. 位移调制B. 位相调制C. 强度调制D. 角度调制4、掺杂型探测器是由（D）之间的电子-空穴对复合产生的，激励过程是使半导体中的载流子从平衡状态激发到非平衡状态的激发态。
A.禁带B.分子C.粒子D.能带二、判断题（8分，2分/题）5、任意一种朗伯体的辐射亮度都是均匀的，与辐射的方向角没有关系。
（∨）6、KDP晶体沿Z（主）轴加电场时，由双轴晶变成了单轴晶体。
（×）7、布拉格型声光调制器只限于低频工作，同时具有有限的带宽。
（×）8、当光辐射照在某些材料的表面上时，若入射光的光子能量足够大，就能使材料的电子逸出表面，向外发射出电子，这种现象叫内光电效应或光电子发射效应。
（∨）三、填空题（9分，3分/题）9、红外线，它是一种人眼看不见的光线，但实际上它与其他任何光线一样，也是一种客观存在的物质。
任何物质，只要它的温度高于__ O K__，就会有红外线向周围空间辐射。
10、磁光效应包括法拉第旋转效应、克尔效应和磁双折射效应等。
其中最主要的是法拉第旋转效应，它使一束线偏振光在外加磁场作用下的介质中传播时，其偏振方向发生旋转。
11、光照增强的同时，载流子浓度不断的增加，同时光敏电阻的温度也在升高，从而导致载流子运动加剧，因此复合几率也增大，光电流呈饱和趋势。
四、简答题（45分，15分/题）12、何为大气窗口，试分析光谱位于大气窗口内的光辐射的大气衰减因素。
答：对某些特定的波长，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，一般把近红外区分成八个区段，将透过率较高的波段称为大气窗口。
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。
光电子技术基础考试题及答案
光电子技术基础考试题及答案一、选择题1.光通量的单位是（ B ）.A.坎德拉B.流明C.熙提D.勒克斯2. 辐射通量φe的单位是（ B ）A 焦耳 (J)B 瓦特 (W) C每球面度 (W/Sr) D坎德拉(cd)3.发光强度的单位是（ A ）.A.坎德拉B.流明C.熙提D.勒克斯4.光照度的单位是（ D ）.A.坎德拉B.流明C.熙提D.勒克斯5.激光器的构成一般由（ A ）组成A.激励能源、谐振腔和工作物质B.固体激光器、液体激光器和气体激光器C.半导体材料、金属半导体材料和PN结材料D. 电子、载流子和光子6. 硅光二极管在适当偏置时，其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系，且动态范围较大。
适当偏置是（D）A 恒流B 自偏置C 零伏偏置D 反向偏置7.2009年10月6日授予华人高锟诺贝尔物理学奖，提到光纤以SiO2为材料的主要是由于（ A ）A.传输损耗低B.可实现任何光传输C.不出现瑞利散射D.空间相干性好8.下列哪个不属于激光调制器的是（ D ）A.电光调制器B.声光调制器C.磁光调制器D.压光调制器9.电光晶体的非线性电光效应主要与（ C ）有关A.内加电场B.激光波长C.晶体性质D.晶体折射率变化量10.激光调制按其调制的性质有（ C ）A.连续调制B.脉冲调制C.相位调制D.光伏调制11.不属于光电探测器的是（ D ）A.光电导探测器B.光伏探测器C.光磁电探测器D.热电探测元件D 摄像器件的信息是靠（ B ）存储A.载流子B.电荷C.电子D.声子13.LCD显示器，可以分为（ ABCD ）A. TN型B. STN型C. TFT型D. DSTN型14.掺杂型探测器是由（ D ）之间的电子-空穴对符合产生的，激励过程是使半导体中的载流子从平衡状态激发到非平衡状态的激发态。
A.禁带B.分子C.粒子D.能带15.激光具有的优点为相干性好、亮度高及（ B ）A色性好 B单色性好 C 吸收性强 D吸收性弱16.红外辐射的波长为（ D ）.A 100-280nmB 380-440 nmC 640-770 nmD 770-1000 nm17.可见光的波长范围为（ C ）.A 200—300nmB 300—380nmC 380—780nmD 780—1500nm18.一只白炽灯，假设各向发光均匀，悬挂在离地面1.5m的高处，用照度计测得正下方地面的照度为30lx，该灯的光通量为（ A ）.A .848lxB .212lxC .424lxD .106lx19.下列不属于气体放电光源的是（ D ）.A .汞灯B .氙灯C .铊灯D .卤钨灯20.ＬＣＤ是（Ａ）A.液晶显示器B.光电二极管C.电荷耦合器件D.硅基液晶显示器21.25mm的视像管，靶面的有效高度约为10mm，若可分辨的最多电视行数为400，则相当于（ A ）线对/mm.A.16B.25C.20D.1822. 光电转换定律中的光电流与 ( B ) .A 温度成正比 B光功率成正比 C暗电流成正比 D光子的能量成正比23. 发生拉曼—纳斯衍射必须满足的条件是( A )A 超声波频率低，光波平行声波面入射，声光作用长度短B 超声波频率高，光波平行声波面入射，声光作用长度短C 超声波频率低，光波平行声波面入射，声光作用长度长D 超声波频率低，光束与声波面间以一定角度入射，声光作用长度短24.光束调制中，下面不属于外调制的是 ( C )A 声光调制B 电光波导调制C 半导体光源调制D 电光强度调制25.激光具有的优点为相干性好、亮度高及 ( B )A 多色性好 B单色性好 C 吸收性强 D吸收性弱26.能发生光电导效应的半导体是 ( C )A本征型和激子型 B本征型和晶格型 C本征型和杂质型 D本征型和自由载流子型27.电荷耦合器件分 ( A )A 线阵CCD和面阵CCDB 线阵CCD和点阵CCDC 面阵CCD和体阵CCD D 体阵CCD和点阵CCD28.电荷耦合器件的工作过程主要是信号的产生、存储、传输和( C )A 计算B 显示C 检测D 输出29.光电探测器的性能参数不包括（D）A光谱特性 B光照特性 C光电特性 D P-I特性30.光敏电阻与其他半导体电器件相比不具有的特点是（B）A.光谱响应范围广B.阈值电流低C.工作电流大D.灵敏度高31.关于LD与LED下列叙述正确的是（C）A. LD和LED都有阈值电流 B .LD调制频率远低于LED C. LD发光基于自发辐射D .LED可发出相干光32.光敏电阻的光电特性由光电转换因子描述，在强辐射作用下（A ）A. ?=0.5B.? =1C. ?=1.5D. ?=233.硅光二极管主要适用于[D]A紫外光及红外光谱区 B可见光及紫外光谱区 C可见光区 D 可见光及红外光谱区34.硅光二极管主要适用于[D]A紫外光及红外光谱区 B可见光及紫外光谱区 C可见光区 D 可见光及红外光谱区35.光视效能K为最大值时的波长是（A ）A．555nm B.666nm C．777nm D.888nm36. 对于P型半导体来说，以下说法正确的是（D）A 电子为多子B 空穴为少子C 能带图中施主能级靠近于导带底D 能带图中受主能级靠近于价带顶37. 下列光电器件, 哪种器件正常工作时需加100-200V的高反压（C）A Si光电二极管B PIN光电二极管C 雪崩光电二极管D 光电三极管38. 对于光敏电阻，下列说法不正确的是：（D）A 弱光照下，光电流与照度之间具有良好的线性关系B 光敏面作成蛇形，有利于提高灵敏度C 光敏电阻具有前历效应D 光敏电阻光谱特性的峰值波长，低温时向短波方向移动39. 在直接探测系统中, (B)A 探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B 探测器只响应入射其上的平均光功率C 具有空间滤波能力D 具有光谱滤波能力40. 对于激光二极管（LD）和发光二极管（LED）来说，下列说法正确的是（D）A LD只能连续发光B LED的单色性比LD要好C LD内部可没有谐振腔D LED辐射光的波长决定于材料的禁带宽41. 对于N型半导体来说，以下说法正确的是（A）A 费米能级靠近导带底B 空穴为多子C 电子为少子D 费米能级靠近靠近于价带顶42. 依据光电器件伏安特性, 下列哪些器件不能视为恒流源: （D）A 光电二极管B 光电三极管C 光电倍增管D 光电池43. 硅光二极管在适当偏置时，其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系，且动态范围较大。
光电子技术基础考试题及答案
光电子技术基础考试题及答案一、选择题1.光通量的单位是（ B）.A.坎德拉B.流明C.熙提D.勒克斯2.辐射通量力e的单位是（B ）A焦耳（J） B瓦特（W） C每球面度（W/Sr） D坎德拉（cd）3.发光强度的单位是（ A）.A.坎德拉B.流明C.熙提D.勒克斯4.光照度的单位是（ D）.A.坎德拉B.流明C.熙提D.勒克斯5.激光器的构成一般由（ A ）组成A.激励能源、谐振腔和工作物质B.固体激光器、液体激光器和气体激光器C.半导体材料、金属半导体材料和PN结材料D.电子、载流子和光子6. 硅光二极管在适当偏置时，其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系，且动态范围较大。
适当偏置是（D）A 恒流B 自偏置C 零伏偏置D 反向偏置7.2009年10月6日授予华人高锟诺贝尔物理学奖，提到光纤以SiO2为材料的主要是由于（A）A.传输损耗低B.可实现任何光传输C.不出现瑞利散射D.空间相干性好8.下列哪个不属于激光调制器的是（ D）A.电光调制器B.声光调制器C.磁光调制器D.压光调制器9.电光晶体的非线性电光效应主要与（C ）有关白内加电场B.激光波长C.晶体性质D.晶体折射率变化量10.激光调制按其调制的性质有（ C ）A.连续调制B.脉冲调制C.相位调制D.光伏调制11.不属于光电探测器的是（ D）A.光电导探测器B.光伏探测器C.光磁电探测器D.热电探测元件D摄像器件的信息是靠（B）存储A.载流子B.电荷C.电子D.声子13.LCD显示器，可以分为（ABCD）A. TN 型B. STN 型C. TFT 型D. DSTN 型14.掺杂型探测器是由（D）之间的电子-空穴对符合产生的，激励过程是使半导体中的载流子从平衡状态激发到非平衡状态的激发态。
A.禁带B.分子C.粒子D.能带15.激光具有的优点为相干性好、亮度高及（ B ）A色性好B单色性好C吸收性强D吸收性弱16.红外辐射的波长为（ D）.A 100-280nmB 380-440 nmC 640-770 nmD 770-1000 nm17.可见光的波长范围为（ C ）.A 200—300nmB 300—380nmC 380—780nmD 780—1500nm18. 一只白炽灯，假设各向发光均匀，悬挂在离地面1.5m的高处，用照度计测得正下方地面的照度为30lx，该灯的光通量为（A）.A .848lxB .212lxC .424lxD .106lx19.下列不属于气体放电光源的是（ D ）.A .汞灯B .氙灯C .铊灯D .卤钨灯1.33口是（A ）A.液晶显示器B.光电二极管C.电荷耦合器件口.硅基液晶显示器1.255mm的视像管，靶面的有效高度约为10mm,若可分辨的最多电视行数为400,则相当于（A ）线对/mm.A.16B.25C.20D.1822. 光电转换定律中的光电流与（ B ） .A温度成正比B光功率成正比C暗电流成正比D光子的能量成正比23. 发生拉曼—纳斯衍射必须满足的条件是（ A ）A 超声波频率低,光波平行声波面入射,声光作用长度短B 超声波频率高,光波平行声波面入射,声光作用长度短C 超声波频率低,光波平行声波面入射,声光作用长度长D 超声波频率低,光束与声波面间以一定角度入射,声光作用长度短24.光束调制中，下面不属于外调制的是 ( C )A声光调制B电光波导调制C半导体光源调制D电光强度调制25.激光具有的优点为相干性好、亮度高及 ( B )A多色性好B单色性好C吸收性强D吸收性弱26.能发生光电导效应的半导体是 ( C )A本征型和激子型B本征型和晶格型C本征型和杂质型D本征型和自由载流子型27.电荷耦合器件分 ( A )A线阵式口和面阵式口 B线阵CCD和点阵CCDC面阵式口和体阵CCD D体阵CCD和点阵CCD28.电荷耦合器件的工作过程主要是信号的产生、存储、传输和( C )A计算B显示C检测D输出29.光电探测器的性能参数不包括(D)A光谱特性B光照特性C光电特性D P-I特性30.光敏电阻与其他半导体电器件相比不具有的特点是(B)A.光谱响应范围广B.阈值电流低C.工作电流大D.灵敏度高31.关于LD与LED下列叙述正确的是(C)A. LD和LED都有阈值电流B .LD调制频率远低于LED C. LD发光基于自发辐射D .LED可发出相干光32.光敏电阻的光电特性由光电转换因子描述，在强辐射作用下（A）A. ?=0.5B.? =1C. ?=1.5D. ?=233.硅光二极管主要适用于[D]A紫外光及红外光谱区B可见光及紫外光谱区C可见光区D可见光及红外光谱区34.硅光二极管主要适用于[D]A紫外光及红外光谱区B可见光及紫外光谱区C可见光区D可见光及红外光谱区35.光视效能K为最大值时的波长是（A）A．555nm B.666nm C．777nm D.888nm36.对于P型半导体来说，以下说法正确的是（D）A 电子为多子B 空穴为少子C能带图中施主能级靠近于导带底D能带图中受主能级靠近于价带顶37.下列光电器件，哪种器件正常工作时需加100-200V的高反压（C）A Si光电二极管B PIN光电二极管C雪崩光电二极管D光电三极管38.对于光敏电阻，下列说法不正确的是：（D）A 弱光照下，光电流与照度之间具有良好的线性关系B 光敏面作成蛇形，有利于提高灵敏度C 光敏电阻具有前历效应D 光敏电阻光谱特性的峰值波长，低温时向短波方向移动39. 在直接探测系统中, （B）A 探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B 探测器只响应入射其上的平均光功率C 具有空间滤波能力D 具有光谱滤波能力40.对于激光二极管（LD）和发光二极管（LED）来说，下列说法正确的是（D）A LD只能连续发光B LED的单色性比LD要好C LD内部可没有谐振腔D LED辐射光的波长决定于材料的禁带宽41.对于N型半导体来说，以下说法正确的是（A）A费米能级靠近导带底B空穴为多子C 电子为少子D 费米能级靠近靠近于价带顶42. 依据光电器件伏安特性, 下列哪些器件不能视为恒流源: （D）A 光电二极管B 光电三极管C 光电倍增管D 光电池43. 硅光二极管在适当偏置时，其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系，且动态范围较大。
光电子技术题库(含答案)
选择题1.光通量的单位是（ B ）.A.坎德拉B.流明C.熙提D.勒克斯2. 辐射通量φe的单位是（ B ）A 焦耳 (J)B 瓦特 (W) C每球面度 (W/Sr) D坎德拉(cd)3.发光强度的单位是（ A ）.A.坎德拉B.流明C.熙提D.勒克斯4.光照度的单位是（ D ）.A.坎德拉B.流明C.熙提D.勒克斯5.激光器的构成一般由（ A ）组成A.激励能源、谐振腔和工作物质B.固体激光器、液体激光器和气体激光器C.半导体材料、金属半导体材料和PN结材料D. 电子、载流子和光子6. 硅光二极管在适当偏置时，其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系，且动态范围较大。
适当偏置是（D）A 恒流B 自偏置C 零伏偏置D 反向偏置7.2009年10月6日授予华人高锟诺贝尔物理学奖，提到光纤以SiO2为材料的主要是由于（ A ）A.传输损耗低B.可实现任何光传输C.不出现瑞利散射D.空间相干性好8.下列哪个不属于激光调制器的是（ D ）A.电光调制器B.声光调制器C.磁光调制器D.压光调制器9.电光晶体的非线性电光效应主要与（ C ）有关A.内加电场B.激光波长C.晶体性质D.晶体折射率变化量10.激光调制按其调制的性质有（ C ）A.连续调制B.脉冲调制C.相位调制D.光伏调制11.不属于光电探测器的是（ D ）A.光电导探测器B.光伏探测器C.光磁电探测器D.热电探测元件D 摄像器件的信息是靠（ B ）存储A.载流子B.电荷C.电子D.声子13.LCD显示器，可以分为（ ABCD ）A. TN型B. STN型C. TFT型D. DSTN型14.掺杂型探测器是由（ D ）之间的电子-空穴对符合产生的，激励过程是使半导体中的载流子从平衡状态激发到非平衡状态的激发态。
A.禁带B.分子C.粒子D.能带15.激光具有的优点为相干性好、亮度高及（ B ）A色性好 B单色性好 C 吸收性强 D吸收性弱16.红外辐射的波长为（ D ）.A 100-280nmB 380-440 nmC 640-770 nmD 770-1000 nm17.可见光的波长范围为（ C ）.A 200—300nmB 300—380nmC 380—780nmD 780—1500nm18.一只白炽灯，假设各向发光均匀，悬挂在离地面1.5m的高处，用照度计测得正下方地面的照度为30lx，该灯的光通量为（ A ）.A .848lxB .212lxC .424lxD .106lx19.下列不属于气体放电光源的是（ D ）.A .汞灯B .氙灯C .铊灯D .卤钨灯20.ＬＣＤ是（Ａ）A.液晶显示器B.光电二极管C.电荷耦合器件D.硅基液晶显示器21.25mm的视像管，靶面的有效高度约为10mm，若可分辨的最多电视行数为400，则相当于（ A ）线对/mm.A.16B.25C.20D.1822. 光电转换定律中的光电流与( B ) .A 温度成正比B光功率成正比C暗电流成正比D光子的能量成正比23. 发生拉曼—纳斯衍射必须满足的条件是( A )A 超声波频率低，光波平行声波面入射，声光作用长度短B 超声波频率高，光波平行声波面入射，声光作用长度短C 超声波频率低，光波平行声波面入射，声光作用长度长D 超声波频率低，光束与声波面间以一定角度入射，声光作用长度短24.光束调制中，下面不属于外调制的是( C )A 声光调制B 电光波导调制C 半导体光源调制D 电光强度调制25.激光具有的优点为相干性好、亮度高及( B )A 多色性好B单色性好 C 吸收性强D吸收性弱26.能发生光电导效应的半导体是( C )A本征型和激子型B本征型和晶格型C本征型和杂质型D本征型和自由载流子型27.电荷耦合器件分( A )A 线阵CCD和面阵CCDB 线阵CCD和点阵CCDC 面阵CCD和体阵CCD D 体阵CCD和点阵CCD28.电荷耦合器件的工作过程主要是信号的产生、存储、传输和( C )A 计算B 显示C 检测D 输出29.光电探测器的性能参数不包括（D）A光谱特性 B光照特性 C光电特性 D P-I特性30.光敏电阻与其他半导体电器件相比不具有的特点是（B）A.光谱响应范围广B.阈值电流低C.工作电流大D.灵敏度高31.关于LD与LED下列叙述正确的是（C）A. LD和LED都有阈值电流 B .LD调制频率远低于LED C. LD发光基于自发辐射 D .LED 可发出相干光32.光敏电阻的光电特性由光电转换因子描述，在强辐射作用下（A ）A. γ=0.5B.γ =1C. γ=1.5D. γ=233.硅光二极管主要适用于[D]A紫外光及红外光谱区 B可见光及紫外光谱区 C可见光区 D 可见光及红外光谱区34.硅光二极管主要适用于[D]A紫外光及红外光谱区 B可见光及紫外光谱区 C可见光区 D 可见光及红外光谱区35.光视效能K为最大值时的波长是（A ）A．555nm B.666nm C．777nm D.888nm36. 对于P型半导体来说，以下说法正确的是（D）A 电子为多子B 空穴为少子C 能带图中施主能级靠近于导带底D 能带图中受主能级靠近于价带顶37. 下列光电器件, 哪种器件正常工作时需加100-200V的高反压（C）A Si光电二极管B PIN光电二极管C 雪崩光电二极管D 光电三极管38. 对于光敏电阻，下列说法不正确的是：（D）A 弱光照下，光电流与照度之间具有良好的线性关系B 光敏面作成蛇形，有利于提高灵敏度C 光敏电阻具有前历效应D 光敏电阻光谱特性的峰值波长，低温时向短波方向移动39. 在直接探测系统中, (B)A 探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B 探测器只响应入射其上的平均光功率C 具有空间滤波能力D 具有光谱滤波能力40. 对于激光二极管（LD）和发光二极管（LED）来说，下列说法正确的是（D）A LD只能连续发光B LED的单色性比LD要好C LD内部可没有谐振腔D LED辐射光的波长决定于材料的禁带宽41. 对于N型半导体来说，以下说法正确的是（A）A 费米能级靠近导带底B 空穴为多子C 电子为少子D 费米能级靠近靠近于价带顶42. 依据光电器件伏安特性, 下列哪些器件不能视为恒流源: （D）A 光电二极管B 光电三极管C 光电倍增管D 光电池43. 硅光二极管在适当偏置时，其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系，且动态范围较大。
光电子技术复习提纲(含标准答案)要点
第1章绪论1.半导体光电器件是利用什么效应制作的器件？答：利用半导体光电效应制成的器件。
2.半导体光电器件是哪两种粒子相互作用的器件？答：是一种利用光子与电子相互作用所具有的特性来实现某种功能的半导体器件。
3.半导体发光器件主要包括哪两种？答：（1）发光二极管；（2）半导体激光器。
4.光电器件主要有利用哪些效应制作的器件？答：光电器件主要有利用半导体光敏特性工作的光电导器件，利用半导体光伏打效应工作的光电池和半导体发光器件等。
5.什么是半导体发光器件？答：利用半导体PN结正向通过电时载流子注入复合发光的器件称为半导体发光器件。
6.光电探测器件是如何转换信号的器件？答：通过电子过程探测光信号的器件，即将射到它表面上的光信号转换为电信号。
7.光电检测器工作在反向偏置状态。
8.光电池是利用什么效应制作的？答：光伏打效应。
9. 光纤通信的两个重要窗口是哪些？答：1.55um和1.3um。
第2章1. 光信号的频率在哪个频段？需要用什么器件检测？答：光信号的频率在1014 Hz以上，常用的电子器件无法对这一频率段产生良好的响应，必须使用光电子器件。
2. 常用的光电检测器：PIN、APD3. 光电检测器的工作过程？答：光电检测器件的工作过程：（1）光吸收——（2）电子-空穴对产生——（3）载流子扩散和漂移——（4）检测4. 光信号（光束）入射到半导体材料后，如何产生电子空穴对？答：光信号（光束）入射到半导体材料后，首先发生的过程就是半导体材料对光子的吸收，吸收光子以后才能产生价带电子的跃迁，从而产生电子空穴对。
5. 半导体材料中的吸收过程可以分为哪两大类？答：本征吸收和非本征吸收6. 本征吸收又包括哪些？答：（1）直接吸收；（2）间接吸收7. 非本征吸收包括哪些？答：（1）激子吸收；（2）带内吸收；（3）杂质吸收8．本征吸收的必要条件？9.直接吸收中参与的粒子是什么？遵守哪两种守恒？答：只有电子和光子的参与，没有第3种粒子的参与。
光电子技术同步练习题1
西南科技大学《光电子技术》第一章练习试题一、单选题（20分，2分/题）1、电磁波具有的性质有（）A. 电场、磁场和波的传播方向满足右手定则B. 具有偏振C. 电场和磁场相位同步D. 电场与磁场存在相互依存关系2、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3、下面有关辐射度学与光度学的说法正确的有（）A.辐射通量辐射度学中的基本量B.发光强度是光度学中基本量C.光度学只适用于可见光光波段D.余弦辐射体的辐射出射度只与辐射亮度有关4、一绝对黑体在温度T1 = 1450K时，辐射峰值所对应的波长为λ1，当温度降为725K时，辐射峰值所对应的波长为λ2，则λ1/λ2为（）1. C. 2 . D. 1/2 .A. 2.B.25、原子可以通过自发辐射和受激辐射的方式发光，它们所产生的光的特点是：（）A. 两个原子自发辐射的同频率的光是相干的，受激辐射的光与入射光是不相干的B. 两个原子自发辐射的同频率的光是不相干的，受激辐射的光与入射光是相干的C. 两个原子自发辐射的同频率的光是不相干的，受激辐射的光与入射光是不相干的D. 两个原子自发辐射的同频率的光是相干的，受激辐射的光与入射光是相干的6、在激光器中利用光学谐振腔（）A. 可提高激光束的方向性，而不能提高激光束的单色性B. 可提高激光束的单色性，而不能提高激光束的方向性C. 可同时提高激光束的方向性和单色性D. 即不能提高激光束的方向性，也不能提高激光束的单色性7、发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量E n、电子的电势能E p、电子动能E k的变化关系是（）A. E p增大、E k减小、E n减小B. E p减小、E k增大、E n减小C.E p增大、E k增大、E n增大D. E p减小、E k增大、E n不变8、处于基态的氢原子，能够从相互碰撞中或从入射光子中吸收一定的能量，由基态跃迁到激发态。
已知氢原子从基态跃迁到n=2的激发态需要吸收的能量为10.2eV，如果静止的氢原子受其他运动的氢原子的碰撞跃迁到该激发态，则运动的氢原子具有的动能（）A.一定等于10.2eVB.一定大于10.2eV，且大的足够多C.只要大于10.2eV，就可以D.一定等于10.2eV的整数倍9、世界上第一台激光器是( )A. 氦－氖激光器B. 二氧化碳激光器C. 钕玻璃激光器D. 红宝石激光器10、随着激光器温度的上升，其输出光功率会( )A.减少B.增大C.保持不变D.先逐渐增大，后逐渐减少二、填空题（20分，2分/题）11、频率为600kHz到1.5MHz的电磁波其波长由m到m。
光电子技术科学考试试题
光电子技术科学考试试题1. 选择题（每题5分，共50分）1. 以下哪个是光电子技术的主要应用领域？A. 医学影像B. 建筑设计C. 厨房家电D. 体育运动2. 光电子技术是通过光和电的相互转换来实现各种功能的技术。
以下哪个元素在光电子技术中起着至关重要的作用？A. 铁B. 氧C. 硅D. 锡3. 光电二极管是光电子技术中常用的器件。
下列哪个语句描述了光电二极管的基本原理？A. 光线照射到光电二极管上，电压会降低B. 光线照射到光电二极管上，电阻会增加C. 光线照射到光电二极管上，会产生电流D. 光线照射到光电二极管上，器件会损坏4. 太阳能电池是一种利用光电效应将光能直接转换为电能的器件。
以下哪个元素是太阳能电池的常见材料？A. 铜B. 铝C. 矽D. 铁5. 光电子技术在通信领域有着广泛的应用。
下列哪个设备可以用光纤传输信号？A. 电话线B. 电缆C. 光纤D. 无线电波6. 激光技术是光电子技术发展的重要分支之一。
以下哪个设备是激光技术的应用之一？A. 蒸汽机B. 照相机C. 激光打印机D. 塑料制品7. 光电子技术在医学领域有着重要的应用。
以下哪个是光电子技术在医学中的应用？A. 气管造影B. 木工加工C. 汽车维修D. 烹饪技术8. 光学仪器是光电子技术中的重要组成部分。
下列哪个仪器是光学仪器的典型代表？A. 电视机B. 望远镜C. 洗衣机D. 空调9. 光电子技术对生活和工作产生了深远的影响。
下列哪一项描述了光电子技术的优势？A. 增加了环境污染B. 提高了工作效率C. 浪费了能源资源D. 造成了人们的健康问题10. 光电子技术的发展对社会经济起到了积极的作用。
下列哪个方面体现了光电子技术的积极影响？A. 带动了电子游戏产业B. 降低了生产成本C. 导致了数字化时代的到来D. 对环境产生了破坏2. 简答题（每题10分，共40分）11. 请简要描述光电子技术的基本原理和应用领域。
12. 请说明光电二极管的工作原理，并指出其在现代生活中的应用。
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1、某单色光频率为3×1014Hz，该单色光在水中（n=1.33）的速度和波长。
答：v=c/n=3*108/1.33=2.26*108m/s λ=v/f=2.26*108/3*1014 =0.75*10-6m2、某星球的辐射出射度的峰值波长为400nm，试估算该星球表明的温度。
答：由维恩位移律λmT=b得T=b/λm=2.898*10-3/400*10-9=7.245*103k3、简述光子简并和能级简并答：光子简并：光子的运动状态简称为光子态。
光子态是按光子所具有的不同能量（或动量数值），光子行进的方向以及偏振方向相互区分的。
处于同一光子态的光子彼此之间是不可区分的，又因为光子是玻色子，在光子集合中，光子数按其运动状态的分布不受泡利不相容原理的限制。
可以有多个光子处于同一种光子态上，这种现象称为简并。
处于同一光子态的平均光子数目称为光场的简并度δ。
δ=1/（e hυ/kT-1）4、什么是亚稳态能级。
答：若某一激发能级与较低能级之间没有或只有微弱的辐射跃迁，则该态的平均寿命会很长τs>>10-3s,称为亚稳态能级，相应的态为亚稳态。
5、设二能级系统，发生受激辐射时，对入射光场的要求是什么？6、产生激光的重要机理是答：受激辐射7、爱因斯坦关系是8、以二能级为例推导粒子数反转的条件是什么？答：能级上的粒子数分布满足条件N2/g2>N1/g1反转分布图对物质的要求：在物质能级中存在亚稳态能级对外界的考验：需要有泵浦源9、从能级理论出发，解释Nd:YAG激光器工作原理（p44-45）10、解释增益饱和效应答：当入射光强度足够弱时，增益系数与光强无关，是一个常量，而当入射光强增加到一定程度时，增益系数将随光强的增大而减小，这种增益系数随光强的增大而减小的现象称为增益饱和效应。
11、两种介质A、B的折射率分别为nA=1，nB=1.2，当光从B传播到A时，计算：1）发生全反射的零界角2）布鲁斯特角答：1.θc =arcsin （n 2/n 1）（n 1>n 2）=arcsin （1/1.2）=56.44°2. tan θ=n 2/n 1θ=arctan （n 2/n 1）=arctan （1/1.2）=39.8°12、人体辐射出射度的峰值波长为（ ）答：由维恩位移律λmT=b得 λm =b/ T =2.898*10-3/（37+273）=9.35*10-6m13、红宝石激光器利用（氙灯）作为泵浦源。
14、光纤长距离通信中传播信息光的波长为(1550nm)，在接收端光电二极管所使用的材料是(InGaAs)15、某阶跃光纤：n1=1.490, n2=1.480,则光纤的临界传播角为多少？答: α=arcsin （n 2/n 1）=arcsin （1.48/1.49）=83.4°16、某平板介质波导：2a=10μm, n1=1.480, n2=1.470,则该波导的截止波长为多少？答：平板v=π/2（光纤v=2.405）V=（2πa/λc ）2221n n - λc =2πa 2221n n -/ V=（10*π2247.148.1-）/（π/2）=3.44μm17、已知某平板介质波导：2a=80μm, n1=1.490, n2=1.470,入射光波长为λ=1μm ，在该波导中存在的模式数为答：M=V 2/2=(π/2)2/2=118、解释材料色散产生的原因答：材料色散：是由于折射率随波长变化的，而光源都具有一定的波谱宽度，因而产生传播时延差，引起脉冲展宽。
补充：模式色散：在阶跃光纤中，入射角不同的光波在光纤内走过的路径长短不同，在临界角上传输的光路最长，沿光纤轴线传输的光路最短，由此引起时延差而产生模式色散。
波导色散：是由光纤的几何结构决定的色散，它是由某一波导模式的传播常数β随光信号角频率w 变化而引起，也称为结构色散。
19、简述谐振腔的作用答：使光只能沿着轴线方向往返运动（方向性）筛选光频率，只能使满足干涉相干条件频率的光能在腔内往返运动（单色性） 增加光强度，实现光放大（高亮度）20、半导体激光器实现光放大的物质条件是什么答：PN 结附近或导带电子和价带空穴相对反转分布21、激光产生的条件具体有那些答：必要；粒子数反转分布和减少振荡模式数充分；起振和稳定振荡22、推导波导方程（课件）23、计算：1）入射光波长为1550nm，Pin=0.05W，Pout=0.002W，估算光纤中信号能传输的最远距离。
2）光源为激光，λc=1550nm,光源脉宽Δλ=0.5nm，假设信号传输1km，计算由于材料色散造成的脉冲信号展宽σ。
3）只考虑材料色散，估算信号在光纤中传播1km的bit rate的最大值。
答：1.α=10lg(p i/p o)/L L=10*lg（0.05/0.002）/0.36=38.8m2. σ=Δλdn/cdλ=0.5*10-9/3*108=1.7*10-18s/m3.B<=1/（4Δτ）Δτ=L|D m|Δλ24、已知输入信号频率最大值为1kHz，输入信号峰值为3V，脉冲编码调制采用4位编码则：1）采样频率最小值为？2）采用有舍有入的方式，量化单元为？由此产生误差的最大值为？答：25、KDP晶体的纵向电光效应中，Δφ=？Vπ=？答：Δφ=（2π/λ）n03γ63vVπ=λ/（2 n03γ63）=πC/（wn03γ63）26、电光强度调制中如何解决信号失真问题？推导解决失真后的透射率表达式。
答：a.在调制晶体上加一个恒定的直流电压V=Vn/2，该直流电压使两束光产生相位延迟π/2；b．在光路中增加一片λ/4波片27、调制:将欲传递的信息加载到激光辐射上的过程。
28、脉冲编码调制是把模拟信号先变成电脉冲序列，进而变成代表信号信息的二进制编码，再对光载波进行强度调制。
要实现脉冲编码调制，必须进行三个过程:抽样、量化和编码。
抽样：将连续的信号分割成不连续的脉冲波，且脉冲序列的幅度与信号波的幅度相对应。
要求取样频率比传递信号频率的最大值大两倍以上。
量化：把抽样后的脉冲幅度调制波分级取整处理，用有限个数的代表值取代抽样值的大小。
编码：用量化的数字信号变成相应的二进制代码的过程，用一组等幅度、等宽度的脉冲作为码元。
29、解释电光效应答：某些晶体在外加电场作用下，折射率发生变化，当光波通过此介质时，其传播特性就会受到影响。
30、解释半波电压答：光波在光晶体中传播时，当光波的两个垂直分量的光程差为半个波长时所需要加的电压，称为半波电压。
31、推导纵向电光强度调制透射率T的表达式（p122-124）32、渡越时间对调制信号频率有什么影响？（p129-130）Δфo 是当ωm τd <<1时的峰值相位延迟；γ称为高频相位延迟缩减因子，表征因渡越时间引起的峰值相位延迟的减小程度。
只有当ωm τd <<1。
即τd << T m / 2π时，γ=1，即无缩减作用。
说明光波在晶体内的渡越时间必须远小于调制信号的周期，才能使调制效果不受影响。
33、某电光晶体n=1.5，L=1cm ，ωm τd =π/2,则调制信号最高频率为？ 答：f m =w m / 2π=1/4τd =c/4nL=3*108/（4*1.5*0.01）=5*109Hz34、解释声光效应（p136-137）答：当光在建立起超声场的介质中传播时，由于弹光效应，光介质中的超声波衍射或散射的现象。
补充：介质光学性质的变化，不仅可以通过外加电场的作用而实现，外力的作用也能够造成折射率的改变，这种由于外力作用而引起介质光学性质变化的现象称为弹光效应。
36、声光调制器件由声光介质，电——声换能器，吸声装置以及电源组成。
采用布喇格衍射。
35、声光效应中发生Bragg 衍射的条件是什么？Bragg 衍射的特点是？答：条件：1）超声波频率足够高L=λs /λ2）光线倾斜入射，当入射角θB 满足2λs sin θB =λ产生布喇格衍射 特点：1）衍射光只有0级，+1或-1级，布喇格衍射效应制成的声光器件效率比较高。
2）两级衍射光夹角为2θB3）衍射效率η=I 0/I i =sin 2[（πL/2λ）s P M H L 2)/(]=sin 2[πL/2λs I M 2]37、调Q 的目的是压缩脉冲宽度，提高峰值功率。
38、解释激光器的Q 值？Q 值和激光器的损耗之间有什么关系？答：Q 值是评定激光器中光学谐振腔质量好坏的指标—品质因数。
品质因子Q 与谐振腔的单程总损耗的关系 Q=2πW/P=2π/λα总39、叙述调Q 的过程？答：过程1.在泵浦过程的大部分时间里（t-t 0）谐振腔处于低Q 值状态，故阈值很高不能起振，从而激光上能级的粒子数不断积累，直至t 0时刻，粒子数反转达到最大值Δni过程2. t 0时刻Q 值突然升高（损耗下降），振荡阈值随之降低，于是激光振荡开始建立。
由于此Δni>>Δnt （阈值粒子反转数），因此受激辐射增强非常迅速，激光介质存储的能量在极短时间内转变为受激辐射场的能量，结果产生了一个峰值功率很高的窄脉冲。
41、叙述声光调Q 的原理。
答：利用晶体的电光效应，在晶体上加一阶跃式电压，调节腔内光子的反射损耗。
40、叙述电光调Q 的原理。
答：电光调Q 是指在激光谐振腔内加置一块偏振片和一块KDP 晶体。
光经过偏振片后成为线偏振光，如果在KDP 晶体上外加λ/4电压，由于泡克尔斯效应，使 往返通过晶体的线偏振光的振动方向改变π/2。
如果KD*P 晶体上未加电压，往返通过晶体的线偏振光的振动方向不变。
所以当晶体上有电压时，光束不能在谐 振腔中通过，谐振腔处于低Q 状态。
由于外界激励作用，上能级粒子数便迅速增加。
当晶体上的电压突然除去时，光束可自由通过谐振腔，此时谐振腔处于高Q 值状 态，从而产生激光巨脉冲。
电光调Q 的速率快，可以在10-8秒时间内完成一次开关作用，使激光的峰值功率达到千兆瓦量级。
如果原来谐振腔内的激光已经是线 偏振光，在装置电光调Q 措施时不必放置偏振片。
42、什么是单模光纤？成为单模光纤的条件是什么？答：只允许基模通过的光纤为单模光纤。
条件：V=（2πa/λc ）2221n n <2.405 光纤直径很小、λ>λc43、试比较单模光纤和多模光纤的区别（阶跃光纤）答：单模光纤的数值孔径比较大，单模光纤只允许基模通过而多模光纤则允许若干个模式通过。
单模芯径为8~10μm ，多模光纤的芯径为50~100μm.44、光纤中存在哪几种损耗答：吸收损耗：当光波通过任何透明物质时，都要使组成这种物质的分子中不 同振动状态之间和电子的能级之间发生跃迁。
这种能级跃迁时，物质吸收入射光波的能量引起的光的损耗。