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。

25. 实现脉冲编码调制，必须进行的三个过程：抽样、量化和编码。

26. 光电二极管是指以光导模式工作的结型光伏型探测器。常见的光电二极管有

硅光电二极管、雪崩光电二极管（APD）、PIN光电二极管、肖特基势垒光电二极管。

27. 光热探测器由热敏元件、热链回路和大容量的散热器组成。常见光热探测器

有热敏电阻、热释电探测器、热点偶。

28. CCD基本工作过程包括信号电荷的产生、存储、传输和检测。

29. 等离子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

的离子化气体态物质，它是出去固态、液态、气态以外的第四态。

30. TN—LCD指扭曲向列型液晶显示。

STN—LCD指超扭曲向列型液晶显示。

二、问答题。

1、一个完整的无限连续的电磁波谱有哪几部分组成？

答：宇宙射线、γ射线、X射线、紫外光、可见光、红外光、毫米波、无线电波、声频电磁波。其中紫外线包括：极远紫外、远紫外、近紫外。（10nm——390nm）可见光：紫蓝绿黄橙红。（390nm——770nm）红外光：近红外、中红外、远红外、极远红外。（770nm——1000000nm）

2、简述内光电效应、外光电效应。

答：外光电效应是金属或半导体受光照时，如果入射的光子能量hν足够大，它和物质中的电子相互作用，使电子从材料表面逸出的现象，也称为外光电效应。内光电效应是当光照物体时，光电子不逸出体外的光电效应称为内光电效应。3、比较光电二极管和光电池的异同。

答：相同：二者结构和工作原理相同，都属于PN结型光生伏特效应器件。不同：a、频率特性不同：光电二极管的结面积比光电池小，频率特性要好。b、工作方式不同：光电二极管通常在反偏置下工作，而光电池通常在零偏置下工作c、灵敏度不同：光电二极管的光敏面面积要比光电池的小得多，因此光电二极管的光电流要比光电池的小得多。

4、光敏电阻的主要参数。

答：亮电阻、暗电阻、最高工作电压、亮电流、暗电流、时间常数、电阻温度系数、灵敏度。

5、什么是光电导的弛豫时间。

答：光电导材料从光照开始到获得稳定的光电流是要经过一定时间的，同样光照停止后光电流也是逐渐消失的。这种现象即为光电导的弛豫现象。

6、常见的固体激光器：红宝石激光器、钕激光器、钛宝石激光器。常见的气体激光器：He-Ne激光器、Ar3+激光器、CO2激光器。

7、电介质的折射率变化指什么？

答：晶体介质的介电系数与晶体中电荷分布有关，当晶体被施加电场后会引起束缚电荷的重新分布并导致离子晶格的微小形变，从而引起晶体介电系数的变化并最终引起晶体的折射率变化的现象。

8、光子效应指什么？

答：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。主要特点：对光频率表现出选择性，响应速度比较快。

9、液晶是什么？分类？答：液晶是液态晶体的简称。热致晶体可分为近晶相、向列相、胆甾相

10、简述激光产生的条件、激光器的组成及各组成部分的作用。

答：（1）必要条件：粒子数反转分布和减少振荡模式数。充分条件：起振——阈值条件：激光在谐振腔内的增益要大于损耗。稳定振荡条件——增益饱和效应（形成稳定激光）。

（2）组成：泵浦源、工作物质、光学谐振腔。

（3）作用：工作物质：在这种介质中可以实现粒子数反转。泵浦源（激励源）：将粒子从低能级抽运到高能级态的装置。

谐振腔：(1)使激光具有极好的方向性(沿轴线)。(2)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(选频)。

11、声光作用分布喇格衍射和拉曼纳斯衍射，他们的条件及作用。

（1）拉曼纳斯：产生拉曼纳斯衍射的条件：当超声波频率较低，光波平行于声波面入射，声光互作用长度L较短时，在光波通过介质的时间内，折射率的变