光电子学复习题及答案

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光电子学复习题及答案

线宽度一般将强度下降到最大值一半时所对应的波长范围称为谱线宽度用光电子技术由光子技术和电子技术结合而成的新技术涉及光显示光存储激光等领域是未来信息产业的核心技术
光电子学复习题（本答案以《光电子学教程》张继熊著为参考，老师说试卷是这样，答题都是几选几）--306 物理工作室
一、名词解释
1. 受激辐射——处于激发态的发光原子在外来辐射场的作用下，向低能态或基态跃迁时，辐射光子的现象。受激辐射发出的光子和外来光子的频率、位相、传播方向以及偏振状态全相同。受激辐射是产生激光的必要条件。 2. 自发辐射——原子在真空场作用下发生的跃迁。空间中即使没有人为施加的辐射场，也会自发地存在零点场，即辐射场模 n=0 的真空场，在这种辐射场的作用下，原子就会自发地从上能级跃迁到下能级，同时向辐射场发射一个能量为 h的光子。是不受外界辐射场影响的自发过程，各个原子在自发跃迁过程中是彼此无关的，不同原子产生的自发辐射光在频率、相位、偏振方向及传播方向都有一定的任意性。 3. 增益系数——如有一段长度为 L 的增益介质，一束强度为 I0 的光自端面（z=0）入射。设光在介质中任意位置 Z 处的光强为 I(z)，在 z+dz 处光强为 I(z+dz)=I(z)+dI(z)，则介质对光的增益系数定义为，增益系数定义为光通过单位长度增益介质后光强增加的相对值，用 G(v) 表示，它是频率的函数； 4. 谱线宽度— 一般将强度下降到最大值一半时所对应的波长范围称为谱线宽度，用Δλ表示。 5. 光电子技术——由光子技术和电子技术结合而成的新技术，涉及光显示、光存储、激光等领域，是未来信息产业的核心技术。 6. TM 波——简称横磁场波 TM（Transverse Magnetic），入射波的电场矢量 E 与入射面平行，波的磁场垂直于入射面。也被称为平行极化波或垂直极化波。 7. 光电子学——由光学和电子学结合形成的技术学科 8. 光电导效应——又称光电效应、光敏效应，光照变化引起半导体材料电导变化的现象。即光电导效应是光照射到某些物体上后，引起其电性能变化的一类光致电改变现象的总称。 9. 子午线——在光纤中传播时，始终在同一个包含光纤轴线的平面内的光线称子午线。 10. 泵浦——泵，泵浦，抽运； 11. 辐射模—— 包层模和衬底模通称为辐射模。 12. 光纤——工作在光频的一种介质波导，其形状通常呈圆柱形，它将光波约束在其内部，

（完整版）光电子技术题目与答案

（完整版）光电子技术题目与答案1) 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2) 自发跃迁是指处于高能级的粒子自发地跃迁到低能级上。

受激跃迁是指由于外界辐射场作用而产生的粒子能级间的跃迁。

3) 受激辐射下光谱线展宽的类型分为均匀展宽和非均匀展宽，其中均匀展宽有自然展宽、碰撞展宽、热振动展宽，非均匀展宽有多普勒展宽、残余应力展宽。

4) 常见的固体激光器有红宝石激光器、钕激光器、钛宝石激光器（写出两种），常见的气体激光器有He-Ne激光器、Ar激光器、CO2激光器（写出两种）。

5) 光是一种以光速运动的光子流，光子和其它基本粒子一样，具有能量、动量和质量；其静止质量为零。

6) 激光与普通光源相比具有如下明显的特点：方向性好、单色性好、相干性好、强度大7) 简述光子的基本特性。

答：1、光子能量E与光波频率v对应：E=hv2、光子具有运动质量m，m=E/c2=hv/c23、光子的动量与单色平面波矢对应：P=?k4、光子具有两种可能的独立偏振状态，对应于光波场的两个独立偏振方向5、光子具有自旋性，并且自旋量子数为整数1)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，布喇格衍射两种类型。

2) 磁光效应是指外加磁场作用所引起的材料光学各项异性，法拉第磁光效应的规律（1）对于给定的介质，光振动面的旋转角与样品的长度和外加的磁感应强度成正比（2）光的传播方向反转时，法拉第旋转的左右方向互换。

3) 电致折射率变化是指晶体介质的介电系数与晶体中的电荷分布有关，当晶体被施加电场后，将引起束缚电荷的重新分布，并导致离子晶格的微小型变，从而引起介电系数的变化，并最终导致晶体折射率变化的现象。

4) 光纤色散的主要危害是使脉冲信号展宽，限制了光纤的宽带或传输容量，多模光纤的色散主要有模色散、材料色散、波导色散1)光束调制按其调制的性质可分为调幅，调频，调相，强度调制。

光电子学与激光技术考试试题

光电子学与激光技术考试试题第一部分：选择题（共30小题，每题1分，共30分）1. 光电子学是研究光与电子相互作用的学科，其主要研究内容包括以下哪些方面？A. 光的发射和吸收B. 光的传播和检测C. 光的调制和放大D. 光的干涉和衍射E. 光的散射和束缚2. 下列哪个物理现象是激光器工作的基础？A. 斯托克斯反馈B. 场致电子发射C. 弛豫振荡D. 光子传导E. 反受激辐射3. 下列哪种材料可以实现光的放大效应？A. 金属B. 液体D. 常温等离子体E. 电解质4. 激光器的输出特性可以通过以下哪个参数来描述？A. 散射率B. 反射率C. 出射功率D. 聚焦能力E. 相干长度5. 下列哪个激光器适用于进行组织切割和焊接等医疗手术？A. 氦-氖激光器B. 二氧化碳激光器C. 氮化镓激光器D. 半导体激光器E. 铒光纤激光器6. 在激光器中，激光能量被放大的过程涉及以下哪个物理过程？A. 激发C. 辐射D. 寿命短E. 冷却7. 光纤通信是现代通信技术的重要组成部分，光纤通信系统中常用的光纤材料是？A. 金属光纤B. 塑料光纤C. 多模光纤D. 单模光纤E. 混合光纤8. 激光技术被广泛应用于以下哪个领域？A. 化学分析B. 材料加工C. 医学诊断D. 通信传输E. 光学显示9. 激光器的输出波长是由哪个物理量决定的？A. 光子能量B. 材料厚度C. 折射率D. 能带宽度E. 能级差10. 光电二极管广泛应用于以下哪个领域？A. 集成电路制造B. 光学计量C. 医学成像D. 触摸屏显示E. 激光雷达第二部分：填空题（共10小题，每题2分，共20分）11. 激光的特点是_________。

12. 光通信系统中，光纤是一种_________。

13. 激光放大器中，补偿模块的主要作用是_________。

14. 半导体激光器的能级结构是由_________组成的。

15. 光的散射现象包括_________散射和_________散射。

光电子技术复习资料

光电子技术复习资料—一.填空题1. 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。

2. 激光器的三个主要组成部分是：工作物质，泵浦源，谐振腔3. 彩色阴极射线管（CRT）主要由电子枪、韦转线圈、荫罩、荧光粉层和玻璃外壳五部分组成。

4. 1917年,爱因斯坦提出了受激辐射可实现光放大的概念,为激光的发明奠定了理论基础。

1960年7月,美国休斯公司实验室梅曼制成世界上第一台红宝石固态激光器，标志着激光器诞生。

5. 要实现脉冲编码调制，必须进行三个过程：抽样,量化,编码。

6. 光纤通信系统的三个传输窗口包括短波长的850 nm波段,长波长的1300 nm 及1550 nm波段。

7按照形成条件液晶可分为溶致液晶和热致液晶，作为显示技术应用的液晶都是热致液晶8. 常见的固体激光器有红宝石激光器,掺钕钇铝石榴石激光器（写出两种），常见的气体激光器有He-Ne激光器, CQ激光器或A叶激光器（写出两种）9. 氦-氖（He-Ne）激光器的工作物质是氦氖混合气体,激光由氖发射.10. 光电探测器的物理效应通常分为两大类：光电效应和光热效应。

11. 光纤色散主要有模式色散, 材料色散, 波导色散三种。

12. 光电池是根据光伏效应效应制成的将光能转换成电能的一种器件13. 激光器按按工作物质分类可分为：固体激光器,液体激光器,和气体激光器14. 半导体的载流子是电子和空穴。

15. 在彩色电视中，通常选用红、绿、蓝作为三种基色光。

16. CCD的基本功能为电荷存储和电荷转移;CCD按结构可分为线阵CCD和—面阵CCD。

17. 热致液晶可以分为近晶相、向列相和胆甾相三种。

18.波分复用器分为发端的合波器器和收端的分波器器。

19. 开放式光学谐振腔（开腔）通常可以分为稳定腔和非稳定腔,共轴球面腔的稳定性条件是:20. 光波在大气中传播时，由于大气气体分子及气溶胶的吸收和散射会引起光束的能量衰减；由于空气折射率不均匀会引起光波的振幅和相位起伏。

光电子复习)

光电子复习资料一、填空题1、光纤通信是以光纤为传输媒质，以光波为载波的通信方式。

2、17dBm等于 50 mw。

3、光纤通信中最常用的光电检测器是 PIN光敏二极管和 APD雪崩二极管。

4、STM-1中用于段开销的数据为 4.608 Mbit/s。

5、EDFA的泵浦结构方式有：同向泵浦结构、反向泵浦结构和双向泵浦结构。

6、在光纤中折射率高的中心部分称为纤芯，折射率稍低的外层称为包层。

7、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：自发辐射、受激辐射、受激吸收。

8、表示光纤捕捉光射线能力的物理量被定义为光纤的数值孔径，用NA来表示。

9、光在光纤中传输是利用光的全反射原理。

10、对光信号实现分路、和路、插入和分配的无源器件叫光耦合器。

11、数字光接收机的主要性能指标是灵敏度和动态范围。

12、STM-1整个帧结构分成段开销、管理单元指针、信息净负荷三个区域。

13、在SDH帧结构中，段开销又可以分为再生段开销和复用段开销两种。

14、在SDH帧结构中AU指针处于帧结构左侧1－9N列第四行的区域中。

15、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：自发辐射、受激辐射、受激吸收。

16、半导体激光器工作时温度会升高，这时会导致阈值电流增高，输出光功率会减小。

17、光源的作用是将电能变换为光能。

18、14dBm等于 25 mw。

19、光纤的色散分为波导色散、材料色散和模式色散。

20、写出光在真空的速度c、在介质中的速度v、和折射率n之间的关系：n=c/v 。

21、光由折射率为n1的光密媒质向折射率为n2的光疏媒质传播时(n1> n2)，全反射临界角的正弦为sinθIC = n2/n1。

22、光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是0.85μm、 1.31 μm和 1.550 μm。

23、在光纤通信中，中继距离受光纤损耗和色散的制约。

24、色散的常用单位是 Ps/(nm*km) ， G.652光纤的中文名称是常规单模光纤，它的0色散点在1.31微米附近。

光电子技术期末考试试卷及答案

光电子技术期末考试试卷及答案题目一：选择题（共10题，每题2分，共计20分）1. 光的波粒二象性是指：A. 光既可以看作电磁波，也可以看作光子；B. 光既可以看作电子，也可以看作波动；C. 光既可以看作光子，也可以看作粒子。

2. 下列器件中，能直接将光信号转换成电信号的是：A. 退化半导体；B. 光电二极管；C. PIN光电二极管；D. 功率光电二极管。

3. 一般情况下，LED在额定工作电流下的发光效率最高，约为：A. 50%；B. 60%；C. 70%；D. 80%。

4. 光路中可以用来调制光强的器件是：A. 光电晶体；B. 光致伸缩材料；C. 电调制器；D. 光盘（散射介质）。

5. 调制蓝光激光器的方法是：A. 直接调制法；B. 外差调频法；C. 电吸收调制法；D. 拉曼散射法。

6. 下列关于光纤损耗的说法，错误的是：A. 光纤中的散射损耗是连接损耗的主要来源；B. 光纤的折射率分布可以影响传导模态和传导损耗；C. 纤芯直径越小，聚光程度越高，散焦越少，损耗越小；D. 纤芯表面上越光滑，损耗越小。

7. 关于光器件中的H快捷开关，错误的说法是：A. 用于实现快速光学切换；B. 具有低损耗和短响应时间；C. 其中的H材料应保证具有高吸收，高速度和低色散；D. H快捷开关的部分实现需要利用量子效应。

8. 下列有关多层膜反射镜的说明中，正确的是：A. 多层膜反射镜是利用膜系构成的干涉层次来实现光反射的；B. 反射波的波峰和波谷能够分别叠加，加大反射效果；C. 多层膜反射镜在太赫兹波领域应用前景广阔；D. 多层膜反射镜将会淘汰传统的MgF2反射镜。

9. 下列器件中，主要应用于光纤通信系统中的是：B. 可调谐（Filter Tunable）半导体激光器；C. 狭缝（Slit）可调谐半导体激光器；D. 光放大器（EDFA）。

10. 下列关于宽带光通信技术说法，不正确的是：A. 宽带光通信技术可以实现对高速宽带信号的直接检测；B. 宽带光通信技术克服了复杂信号处理的难点，提高了数据传输速度；C. 宽带光通信技术是指通过改善光学传输模式、增大光传输载荷和使通信信号便于处理等手段来实现提高通信带宽；D. 宽带光通信技术是指利用空间光调制器等器件来提高通信带宽。

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。

(完整word版)光电子课后习题答案汇总

第一章1.光电子器件按功能分为哪几类？每类大致包括哪些器件？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、光显示器件。

光源器件分为相干光源和非相干光源。

相干光源主要包括激光器和非线性光学器件等。

非相干光源包括照明光源、显示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。

光探测器件分为光电导型探测器、光伏型探测器、热伏型探测器等。

光存储器件分为光盘(包括CD.VCD.DVD.LD等)、光驱、光盘塔等。

光显示器件包括CRT、液晶显示器、等离子显示器、LED显示。

2. 谈谈你对光电子技术的理解。

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。

⒌据你了解, 继阴极射线管显示（CRT）之后, 哪几类光电显示器件代表的技术有可能发展成为未来显示技术的主体？等离子体显示（PDP）, 液晶显示（LCD）, 场致发射显示（EL）, LED显示。

第二章: 光学基础知识与光场传播规律⒈ 填空题⑴ 光的基本属性是光具有波粒二象性, 光粒子性的典型现象有光的吸收、发射以及光电效应等；光波动性的典型体现有光的干涉、衍射、偏振等。

⑵ 两束光相干的条件是频率相同、振动方向相同、相位差恒定；最典型的干涉装置有杨氏双缝干涉、迈克耳孙干涉仪；两束光相长干涉的条件是 , 为光程差。

⑶两列同频平面简谐波振幅分别为、 , 位相差为 , 则其干涉光强为 , 两列波干涉相长的条件为⑷波长λ的光经过孔径D 的小孔在焦距f 处的衍射爱里斑半径为1.22f D λ。

⒉ 在玻璃( 2.25,1)r r εμ==上涂一种透明的介质膜以消除红外线(0.75)m λμ=的反射。

(整理)光电子习题答案

课后题答案1.1设半径为R c 的圆盘中心发现上，距圆盘中心为l 0处有一辐射强度为I e 的点源S ，如下图所示。

试计算该点光源发射到圆盘的辐射功率。

思路分析：要求e φ由公式e e d E dA φ=，ee d I d φ=Ω都和e φ有关，根据条件，都可求出。

解题过程如下：法一ee d E dAφ=故：20cR e e E dA πφ=⎰又：20ee I E l =代入上式可得：220e e c I R l φπ=法二：ee d I d φ=Ω220c R l e e Id πφ=Ω⎰220e c e I R l πφ=1.2如下图所示，设小面源的面积为s A ∆，辐射亮度为L e ，面源法线与l 0的夹角为s θ；被照面的面积为c A ∆，到面源s A ∆的距离为l 0。

若c θ为辐射在被照面c A ∆的入射角，试计算小面源在c A ∆上产生的辐射照度。

思路分析：若求辐射照度e E ，则应考虑公式20ee I E l =。

又题目可知缺少I e ，则该考虑如何求I e 。

通过课本上的知识可以想到公式cos ee dI L dS θ=，通过积分则可出I e 。

解题过程如下：解：20ee I E l =由cos ee dI L dS θ=可得cos sA e e I L dS θ∆=⎰= cos e s L A θ∆，故：2200cos e e se I L A E l l θ∆== 1.3假如有一个按朗伯余弦定律发射辐射的大扩展源（如红外装置面对的天空背景），其各处的辐射亮度L e 均相同。

试计算该扩展源在面积为A d 的探测器表面上产生的辐射照度。

思路分析：题目中明确给出扩展源是按朗伯余弦定律发射辐射的，且要求辐射照度E e ，由公式ee d E dAφ=可知，要解此题需求出e d φ，而朗伯体的辐射通量为cos e e e d L dS d L dS φθπ=Ω=⎰，此题可解。

解题过程如下：解：ee d E dAφ=cos e e e d L dS d L dS φθπ=Ω=⎰e e e L dSE L dAππ== 1.4霓虹灯发的光是热辐射吗？答：霓虹灯发光是以原子辐射产生的光辐射，属于气体放电，放电原理后面章节会涉及到。

光电子习题及答案

光电子习题及答案光电子习题及答案光电子学是研究光与电子相互作用的学科，它广泛应用于光电器件、光通信、光储存等领域。

在学习光电子学的过程中，习题是检验自己理解和掌握程度的重要方式。

下面，我们来讨论一些光电子学的习题及其答案。

1. 什么是光电效应？它与光子和电子之间的相互作用有什么关系？光电效应是指当光照射到金属或半导体表面时，会引起电子的发射现象。

光电效应的基本过程是光子与金属或半导体中的电子相互作用，使得电子获得足够的能量从而逃逸出材料表面。

光电效应的关键在于光子的能量必须大于或等于材料中电子的逸出功，才能引起电子的发射。

2. 什么是光电子倍增管？它的工作原理是什么？光电子倍增管是一种利用光电效应和二次发射效应来放大光信号的器件。

它由光阴极、倍增极、收集极和阳极组成。

当光照射到光阴极上时，光子与光阴极表面的电子发生光电效应，产生光电子。

这些光电子经过倍增极的二次发射作用，使得光电子的数量增加。

最后，这些光电子被收集极吸收，产生电流信号，经过放大后输出到阳极。

3. 什么是光电二极管？它与普通二极管有什么不同？光电二极管是一种利用光电效应来转换光信号为电信号的器件。

它由光阴极、势阻极和阳极组成。

当光照射到光阴极上时，光子与光阴极表面的电子发生光电效应，产生光电子。

这些光电子经过势阻极的势垒层，产生电流信号，经过放大后输出到阳极。

与普通二极管相比，光电二极管对光信号更加敏感，能够将微弱的光信号转换为电信号。

4. 什么是光通信？它的优势和应用领域有哪些？光通信是利用光信号传输信息的通信方式。

它通过光纤或自由空间传输光信号，具有大带宽、低损耗、抗干扰等优势。

光通信广泛应用于电话、互联网、电视等领域。

在长距离通信中，光通信可以实现高速、大容量的数据传输，满足现代社会对通信带宽的需求。

此外，光通信还被用于军事通信、卫星通信等领域。

5. 什么是光储存？它的原理和应用有哪些？光储存是利用光信号存储和读取信息的技术。

光电子学考试试题及答案

光电子学考试试题及答案光电子学是研究光与电子的相互作用以及与光电器件相关的学科。

在光电子学考试中，考生需要了解光电子学的基本概念、原理以及应用，并能够运用所学知识解答各种相关问题。

以下是一系列光电子学考试试题及答案，供考生参考。

一、选择题1. 下列哪项不是光电子学研究的内容？A. 光的发射与吸收B. 光与电子的相互作用C. 光电器件的设计与制造D. 光电子设备的安装与维护答案：D2. 紫外光的波长范围是：A. 400-700 nmB. 700-1000 nmC. 1000-3000 nmD. 小于400 nm答案：D3. 光电二极管是通过什么效应工作的？A. 光电效应B. 热电效应C. 磁电效应D. 压电效应答案：A4. 光电堆是一种将光能转化为电能的器件，它的基本结构是：A. 二极管B. 场效应晶体管C. 光电子材料D. 光敏电阻答案：A5. 光纤是利用光的什么性质进行传输的？A. 折射B. 弯曲C. 散射D. 漫反射答案：A二、填空题1. 光电流的单位是_________。

答案：安培（A）2. 反射光谱仪是利用光的______________特性来进行分析的。

答案：反射3. 折射率是光在某种介质中的传播速度与光在真空中的传播速度的_________。

答案：比值4. 光电二极管的工作原理是利用光电效应将光能转化为______________。

答案：电能5. 激光是指具有_________、__________、__________的光。

答案：单色性、相干性、凝聚性三、简答题1. 请解释光电效应的基本原理。

光电效应是指当光照射到金属或半导体材料表面时，所产生的光生电流的现象。

光电效应的基本原理是光子能量转化为电子能量。

当光子的能量大于材料的逸出功时，光子与材料表面的电子碰撞，并使电子克服束缚力逸出材料表面，形成光生电子。

这些光生电子受到电场的作用，形成电流。

2. 请简述光纤的基本结构和工作原理。

《光电子技术》期末考试试卷及答案

《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《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。

光电子技术课后答案期末考试

光电子技术课后答案期末考试一、简答题（共10题，每题2分）1.光电效应是指什么现象？请举例说明。

光电效应是指当光照射到金属表面时，金属中的自由电子被光子激发后脱离金属表面成为自由电子的现象。

例如，太阳能电池中的光电效应将太阳光转化为电能。

2.光纤通信的工作原理是什么？光纤通信是利用光纤作为传输介质，通过光的全反射来传输信号。

光信号被转换为光脉冲后，通过发射器发送到光纤中。

光脉冲沿着光纤传输，在传输过程中会发生衰减和色散，因此需要使用光纤放大器和补偿器来补偿这些损耗。

最后，光脉冲到达接收器，转换为电信号进行解析和处理。

3.请简述激光有哪些特点，并说明其应用领域。

激光具有单色性、方向性、相干性和高亮度等特点。

单色性指激光是单一频率的光束；方向性指激光具有非常狭窄的束发散角，能够聚焦在非常小的区域；相干性指激光光束的波长相位关系保持稳定；高亮度指激光具有很高的光功率密度。

激光的应用领域非常广泛，包括激光加工、医疗器械、通信、测量仪器等。

它在材料切割、焊接、打标、光刻等方面有重要应用；在医学领域，激光被用于手术切割、皮肤美容等；在通信领域，激光被用于高速光纤通信；在测量仪器中，激光被用于测距、测速等。

4.光栅的工作原理是什么？光栅是一种光学元件，可以通过光的干涉作用将入射光分解成多个不同波长的次级光波。

光栅的工作原理基于光的干涉，当入射光线通过光栅时，光栅上的间隙会产生光的干涉，使得光被分解成不同波长的光，从而形成光的光谱。

光栅的分辨本领取决于光栅的刻线数量和入射光的波长。

5.请简述光电二极管的结构和工作原理。

光电二极管是一种半导体器件，其结构由P型半导体和N型半导体组成。

当光线照射到P-N结上时，光子激发了半导体材料中的电子，使其跃迁到导带中，产生电子-空穴对。

这些电子-空穴对在电场的作用下会转移到两侧的电极上，产生电流。

6.光电二极管的特性曲线是什么样的？光电二极管的特性曲线呈现出光电流和反向饱和电流之间的关系。

光电子技术试题及答案

光电子技术试题及答案光电子技术试题及答案一、选择题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、图像通信系统主要由图像输入设备、( )等组成。

A. 编码器 B. 调制器 C. 信道 D. 显示终端3、在光线作用下,半导体的电导率增加的现象属于( ) A. 外光电效应 B. 内光电效应 C. 光电发射 D. 光导效应4、厨房宜采用哪种形式的火灾报警探测器 ( ) A. 感温探测器 B. 火焰探测器 C. 感烟探测器 D. 离子感烟探测器5、成像转换过程需要研究的有( ) A. 能量 B. 成像特性 C. 噪声 D. 信息传递速率6、光电子技术主要应用在( ) A.光纤通信 B. 光传感 C. 光存储 D. 遥感测量7、描述时间相??性的等效物理量是( ) A. 相干时间 B. 相干长度 C. 谱线宽度 D. 简并度8、按照调制方式分类,光调制可以分为( )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. 偏振调制 B. 强度调制 C. 相位调制 D. 频率调制9、掺杂型探测器是由( )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10、CCD 摄像器件的基本工作原理是 ( ) A. 势阱的形成 B. 少数载流子的捕获 C. 少数载流子的转移 D. 电荷检测二、判断题1、大气分子在光波电场的作用下产生极化,并以入射光的频率作受迫振动。

( )2、某些晶体在外加电场的作用下,其折射率将发生变化,当光波通过此介质时?? 其传输特性就受到影响而改变,这种现象称为电光效应( )3、光电池是利用光生伏特效应,直接将光能转换为电能的光电器件。

( )4、热辐射光纤温度探测器是利用光纤内产生的热辐射来探测温度的一种器件。

光电子工程师笔试题

光电子工程师笔试题第一部分：理论知识在光电子工程师的笔试题中，理论知识是必不可少的一部分。

以下是一些常见的光电子相关问题及其简要答案。

问题一：什么是光电子学？光电子学是研究光子学和电子学相结合的学科，主要涉及光的发射、传输和控制、以及光与电子之间相互作用的原理和应用。

问题二：简要介绍一下光电二极管的原理。

光电二极管，也称为光敏二极管，是一种能将光能转换为电能的器件。

其工作原理是基于内部PN结形成的光生电流效应，当光照射到PN结上时，光能被吸收，从而使电子-空穴对被激发出来，产生电荷，形成电流。

问题三：什么是半导体激光器？简述其工作原理。

半导体激光器是一种将电能转化为光能的器件，也称为激光二极管。

其工作原理是在半导体材料中通过电子跃迁放出光子，激发光的放大，形成激光输出。

问题四：什么是光通信？有哪些常见的光通信器件？光通信是利用光作为信息传输载体的通信方式。

常见的光通信器件包括光纤、光收发模块、光开关等。

第二部分：实际应用光电子工程师在实际工作中需要处理各种光电器件和系统，以下是一些实际应用问题及其解答。

问题一：在光通信系统中，为什么要使用光纤而不是电缆来传输信号？光纤具有较高的带宽和抗干扰能力，能够实现长距离传输和大容量数据传输，且光纤信号不会受到电磁干扰。

因此，在光通信系统中，使用光纤可以提高传输质量和速率。

问题二：请说明在激光器制造过程中，有哪些关键步骤和注意事项。

在激光器制造过程中，关键步骤包括材料选择、晶体生长、激光器结构设计、工艺加工等。

注意事项包括控制材料的纯度和杂质含量、生长晶体的结晶质量、激光器的波长和功率稳定性等。

问题三：请简要介绍光电子传感器在工业自动化中的应用。

光电子传感器在工业自动化中起到了重要作用。

比如光电开关可以用于检测物体的存在或位置，从而控制自动化设备的动作；光电编码器用于测量旋转物体的位置和速度，广泛应用于机械运动控制系统中。

第三部分：案例分析通过案例分析，我们可以更好地了解光电子工程师在实际项目中的应用能力。

光电子(1,2章)复习题(1)

光电器件基础·期末复习指导第一章半导体光学基础知识[基本概念]1.光电子技术:光子技术和电子技术相结合而形成的一门技术。

2.光的波粒二象性：某物质同时具备波的特质及粒子的特质。

3.直接带隙半导体:导带底和价带顶在k 空间同一点的半导体4.间接带隙半导体:导带底和价带顶不在k 空间同一点的半导体5.内建电场:半导体pn结界面处两侧的离子带电类型不同，使得空间电荷层中存在着从n 型区一侧指向p 型区一侧的电场6.半导体异质结构：专指不同单晶半导体之间的晶体界面。

[基本理论]1.光的电磁波谱众所周知，光是一种电磁波。

如图1.5 所示，从无线电波到γ射线的整个电磁波谱中，光辐射只是从波长1 nm ~ 1 mm（频率为3×1011 Hz ~ 3×1017 Hz）范围内的电磁辐射，它包括真空紫外线、紫外线、可见光、红外辐射等部分。

可见光是波长为380 nm ~ 780 nm 的光辐射，这一波段范围内的电磁波被人眼所感知。

图1.5 光的电磁波谱2.pn 结的伏安特性pn 结加正向偏压时，通过pn 结的电流主要为扩散电流，电流随电压成指数增加；加负向偏压时，扩散运动受到严重抑制，通过pn 结的电流主要是很小的漂移电流。

这里仅给出电流电压关系为[exp(/)1]s a b J J eV K T =-其中0[]p n n p p n eD P eD n Js L L =+上式称为理想二极管方程。

它是在很大电流与电压范围内pn 结电流电压特性的最佳描述。

图1.17 为pn 结电流电压关系曲线。

假如V a 为负值（反向偏压），反偏电流会随着反偏电压的增大而迅速趋向于一个恒定值-J s ，与反向偏压的大小就无关了。

J s 称为反向饱和电流密度。

很显然，pn 结的电流电压特性是非对称的。

[综合问题]1.单晶硅、锗与砷化镓能带结构有何特点？硅和锗的能带结构有何特点：硅和锗的导带在布里渊区中心虽然都有极小值，但导带中最小的极小值却不在布里渊区中心Γ 点，如图1.10所示，硅导带中的最小极值在空间[1 0 0]方向上，Γ 点之间的距离约为Γ 点和X 点间距的5/6，锗导带中的最小极值在空间[1 1 1]方向上的L 点处。

光电子学习题(1~5章)

第一章思考与练习（答案）
7. 如果激光器分别以 = 10 m 和 = 0.5 m 输出 1 W 连续光功率，
试求这两种情况下，每秒钟从激光上能级向下能级跃迁的粒子数分别是多少？
解：
3 108 13 1 3 10 HZ 6 1 10 10 c
3 108 14 2 6 10 HZ 6 2 0.5 10 c
A21 称为爱因斯坦自发辐射系数，他的意义是在单位时间内， E2 能级上 n2 个粒子数中发生自发跃迁的粒子数与 n2 的比值；
为衰减因子；
v 为谱线宽度，表示原子发射的电磁场的衰减程度。是指 g(v) 从最大值下降到一半时所对应的频率范围。相互关系：
1 A21
A21
1

7. 如果激光器分别以 = 10m 和 = 0.5m 输出 1W 连续光功率，试求这两种情况下，每秒钟从激光上能级向下能级跃迁的粒子数分别是多少？
第一章思考与练习 8. 设一对激光能级 E2 和 E1(g2=g1)，两能级间跃迁频率为（相应波长为），能级上的粒子数密度分别为 n2 和 n1。试求：（1）当 =30 000MHz，T=300K 时，n2/n1 的值；（2）当 =1m，T=300K 时，n2/n1 的值；
N N 1 1 1 4 1 2 2 ( )2 ( N )2 2 ( N )2 2 N N 0 2 2 1 2 2 N 2 1 (1 6 19 ) g ( ) 2 g ( )
K 光视效率： V ( ) Km
v v 100 lm 0.293w m1 K ( ) Km V ( ) 683 lm / w 0.5

继续教育---光电子学(试题与参考答案)

1 . 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2 . 光束调制中，下面不属于外调制的是( )A．声光调制 B．电光波导调制 C．半导体光源调制 D．光强度调制3 . 激光器的发光机理是（）A．自发辐射 B．自发吸收C．受激辐射 D．受激吸收4 . 1929年，L.R.科勒制成银氧铯光电阴极，出现（）A．光电管 B．光电池 C．CCD D．CMOS5 . 光电子技术主要研究（）A.光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的相关技术 B．光信息转换成电信息的一门技术C．光电子材料制备的一门技术 D．介绍光电器件的原理、结构和性能参数的一门科学6 . He-Ne激光器输出的可见光波长为（）A．488 nm B．514.5nm C．632.8nm D．554nm7 . 太阳光属于（）A．线偏振光 B．圆偏振光C．自然光 D．部分偏振光8 . 1970年，美国康宁公司研制出损耗为（）dB/km的石英光纤A．10 B．20 C．30 D．409 . 电光晶体的非线性电光效应主要与（）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 . 下列哪个不属于激光调制器的是（）A．电光调制器 B．声光调制器 C．磁光调制器 D．压光调制器11 . 目前光纤通信中所使用的光波的波长区域是( )A．红外区 B．远红外区 C．紫外区D．近红外区12 . 下列关于波的叙述中不正确的是（）A．光的偏振现象表明光是一种横波B．超声波可以在真空中传播 C．白光经光密三棱镜折射发生色散时，紫光的偏折角最大 D．当日光灯启动时，旁边的收音机会发出“咯咯”声，这是由于电磁波的干扰造成的13 . 下列哪种不属于衰减片型光衰减器（）A．双轮式可变光衰减器 B．平移式光衰减器 C．智能型机械式光衰减器D．直接镀膜型光衰减器14 . 泵浦源的作用是（）A．粒子数反转 B．起振条件C．增益饱和效益 D．减小振荡模式数15 . 经典电振子模型能够精准解释（）A．光放大 B．吸收系数 C．吸收谱线的线性函数 D．高低能级上的粒子差16 . 光通信中使用数量最多的无源器件是（）A．光纤活动连接器 B．光纤固定连接器 C．光衰减器 D．光隔离器17 . 颜色的三个参量不包括（）A．亮度 B．色调C．灰度D．饱和度18 . 1905年（）提出光量子理论，解释了光电效应。

光电子学考试复习题

一、选择题1．非均匀加宽工作介质中反转粒子数与频率的关系出现烧孔效应的根本原因是[ ] A．均匀加宽；B．增益饱和效应；C．小信号增益；D．非均匀加宽；2．在单位受光面积上所接受的辐射通量，称为[ ]A．辐射出射度Me ；B．辐射强度Ie ；C．辐射亮度Le ；D．辐射照度Ee ；3．下面那种跃迁产生的光具有较好的相干性[ ]A．受激辐射；B．自发辐射；C．受激吸收；D．碰撞；4．光辐射在半导体的PN结上，产生了光生电动势和光生电流，光生电流的方向是[ ] A．由N到P ；B．由P到N ；5．如右图所示，某一长度为2L的光学谐振腔允许的纵模有5个（虚线代表增益等于损耗时的g(υ)值），其振荡频率分别为υq-2、υq-1、υq、υq+1、υq+2，如果其它条件不变，但谐振腔的长度缩短为L，则谐振腔允许的振荡纵模为[ ]A．υq-2、υq-1、υq、υq+1；B．B．υq-1、υq、υq+1；C．υq-1、υq、υq+1、υq+2 ；D．υq-2、υq-1、υq、υq+1、υq+26．小信号增益意味着增益系数G与光强I的关系是[ ]A．G随着I的增加而增加；B．G随着I的增加而减少；C．G与I的变化无关；D．G随着I的增加趋于饱和状态；7．在激活介质中实现能级间粒子数反转的必须具备[ ]A．亚稳态能级；B．激励能源；C．足够高的抽运速率；D．亚稳态能级和激励能源；8．与热探测方法相比，光电探测方法具有那些特点？[ ]A．无选择性，响应时间长；B．无选择性，响应时间短；C．选择性好，响应时间短；D．选择性好，响应时间长；9．红外探测器工作时，通常置于液氦（4k）、液氖（38k）等低温环境下，其目的是克服[ ] A．倍增噪声；B．1/υ噪声；C．产生—复合噪声；D．热噪声；10．下列哪一种器件的单色性最差[ ]A．He-Ne激光器；B．红宝石激光器；C．半导体激光器；D．发光二极管；11．n x、n y、n z分别表示电磁波在晶体中沿x、y、z方向振动的电矢量的折射率，问：双轴晶体属于下面那种情况？[ ]A．n x=n y=n z；B．n x=n y≠n z；C．n z =n y≠n x；D．n x≠n y≠n z；12．下面哪种描述是正确的？[ ]A.通过改变电光晶体的长度与厚度，可使纵向电光调制半波电压降低；B.通过改变电光晶体的长度与厚度，可使横向电光调制半波电压降低；C.横向电光调制的相位延迟与晶体的长度厚度之比无关；D.纵向电光调制的相位延迟与晶体的长度厚度之比有关。

光电子学复习题及答案