大學二年級光電子技術大學考試試題A卷及參考答案

1、2020-2021年中央廣播電視大學二年級大學期末考試試卷光電子技術大學考試試題 A卷及參考答案一、選擇題（20分，2分/題）1、光電子技術在當今信息時代的應用主要有（）A.信息通信B.宇宙探測C.軍事國防D.災害救援2、激光器的構成一般由（）組成A.激勵能源、諧振腔和工作物質B.固體激光器、液體激光器和氣體激光器C.半導體材料、金屬半導體材料和PN結材料 D. 電子、載流子和光子3、光波在大氣中傳播時，引起的能量衰減與（）有關A.分子及氣溶膠的吸收和散射B.空氣折射率不均勻C.光波與氣體分子相互作用D.空氣中分子組成和含量4、2009年10月6日授予華人高銀諾貝爾物理學獎，提到光纖以SiO2

2、為材料的主要是由于（）A.傳輸損耗低B. 可實現(xiàn)任何光傳輸C.不出現(xiàn)瑞利散射D.空間相干性好5、激光調(diào)制器主要有（）A.電光調(diào)制器B.聲光調(diào)制器C. 磁光調(diào)制器D.壓光調(diào)制器6、電光晶體的非線性電光效應主要與（）有關A.外加電場B.激光波長C.晶體性質D.晶體折射率變化量7、激光調(diào)制按其調(diào)制的性質有（）A.連續(xù)調(diào)制B.脈沖調(diào)制C.相位調(diào)制D. 光強調(diào)制8、光電探測器有（）A.光電導探測器 B.光伏探測器 C.光磁電探測器D.熱電探測元件9、CCD攝像器件的信息是靠（）存儲A.載流子 B. 電荷 C. 電子 D. 聲子10、LCD顯示器，可以分為（）A. TN 型 B. STN 型 C. TFT

3、 型 D. DSTN 型二、判斷題（20分，2分/題，對用“，”、錯用“X”標記）命題共6第1頁11、世界上第一臺激光器是固體激光器。12、在輻射度學中，輻射能量 Q是基本的能量單位，用 J（焦耳）來度量。（）13、在聲光晶體中，超聲場作用像一個光學的“相位光柵”，其光柵常數(shù)等于光波波長（）14、在磁光晶體中，當磁化強度較弱時， 旋光率 與外加磁場強度是成正比關系。（）15、為了獲得線性電光調(diào)制， 通過引入一個固定/2相位延遲，一般該調(diào)制器的電壓偏置在T= 50%的工作點上。（）16、在磁光調(diào)制中的磁性膜表面用光刻方法制作一條金屬蛇形線路，主要為了實現(xiàn)交替變化的磁場。（）17、探測器的量子效率

4、就是在某一特定波長上，每秒鐘內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)與入射光量子數(shù)之比。（）18、二代像增強器以纖維光學面板作為輸入、輸出窗三級級聯(lián)耦合的像增強器。（）19、陰極射線管的電子槍的作用是產(chǎn)生輝亮信號和彩色顯示。（）20、等離子體顯示主要是通過電流激發(fā)氣體，使其發(fā)出肉眼看不見的紫外光碰擊后面的玻璃上的紅、綠、藍三色熒光體，它們再發(fā)出我們在顯示器上所看到的可見光。（）三、填空題（10分，1分/題）21、紅外輻射其波長范圍在 22、光纖通信中常用的光源波長為 。22,23、在E0一-P，中，對于半導體而言，起主要作用是t2t2t一2P J ot2 t 24、激光光束在光纖波導中的傳播遵循 原理。25、激光調(diào)制

5、器中的內(nèi)調(diào)制是指 是指加載調(diào)制信號是在激光振蕩過程中進行的，即以調(diào) 制信號去改變激光器的振蕩參數(shù)，從而改變激光輸出特性以實現(xiàn)調(diào)制26、一個三級數(shù)字式掃描器主要由 三個電光晶體和雙折射晶體 命題共6第2頁組成。27、光子效應是指。28、光電二極管的受光面一般都涂有 防反射膜，使產(chǎn)生的正離子在該膜中是不能移動的，但是它們的靜電感應卻可以使P-Si表面產(chǎn)生一個感應電子層。29、固體攝像器件主要有三大類是 30、TN-LC而缺點是 四、簡答題（30分，10分/題）31、比較光子和光熱探測器在作用機理、性能及應用特點等異同。10 分32、簡述電荷耦合攝像器件的主要特性參數(shù)。10分33、簡述等離子體顯示板

6、工作的基本原理。10分五、計算題（20分，10分/題）34、一束線偏振光經(jīng)過長 L=20cm,直徑D=1cmB勺實心玻璃，玻璃外繞 N=200匝導線，通有電流I=5A。取韋爾彳i常數(shù)為 V=0.25 10-5 （） /cm?T,試計算光的旋轉角。10分35、用PbMoO!體做成一個聲光掃描器，取 n=2.5 , M=4 10-14s3/kg ,換能器寬度 H=0.5mm, 聲波沿光軸方向彳播，聲頻fs=150MHz,聲速vs=4 105cm/s,光束寬度 d=1cm,光波長=0.85 m 10 分命題共6第3頁參考答案及評分細則、選擇題（每小題2分，共20分）題號答案題號答案1A、B、C、D2

7、A3A、B、C、D4A5A B、C6A C7C、D8A B、C9B10A B、C、D、是非題（每小題2分，共20分）題號答案題號答案11V12V13x14V15V16V17V18x19x20V三、填空題（每小題1分，共10分）題號答案題號答案210.76 1000 Vm22850、1310、1550nm232PJt2t24費馬25是指加載調(diào)制信號是在激光振蕩過程中進行的，即以調(diào) 制信號去改變激光器的振蕩參數(shù)，從而改變激光輸出特 性以實現(xiàn)調(diào)制。26三個電光晶體和雙折射晶體題號答案題號答案27指單個光子的性質對產(chǎn)生的光電子起直接作用的一類光 電效應。探測器吸收光子后，直接引起原子或分子的內(nèi)28Si

8、O2命題共6第4頁部電子狀態(tài)的改變。光子能量的大小直接影響內(nèi)部電子 狀態(tài)的改變。29電荷耦合器件（CCD、互補金屬氧化物半導體圖像傳感 器（CMOS、電荷注入器件（CID）30電光響應前沿不夠陡峭、反 應速度慢、閾值效應不明顯、 使得大量顯示和視頻顯示等 受到了限制。四、簡答題（每小題10分，共30分）31、答：光子效應是指單個光子的性質對產(chǎn)生的光電子起直接作用的一類光電效應。探測器吸收光子后，直接引起原子或分子的內(nèi)部電子狀態(tài)的改變。光子能量的大小，直接影響內(nèi)部電子 狀態(tài)改變的大小。光子能量是 h , h是普朗克常數(shù)， 是光波頻率，所以，光子效應就 對光波頻率表現(xiàn)出選擇性，在光子直接與電子相互

9、作用的情況下，其響應速度一般比較快。5分光熱效應和光子效應完全不同。探測元件吸收光輻射能量后，并不直接引起內(nèi)部電子狀態(tài)的改變，而是把吸收的光能變?yōu)榫Ц竦臒徇\動能量，引起探測元件溫度上升，溫度上升的結果又使探測元件的電學性質或其他物理性質發(fā)生變化。所以，光熱效應與單光子能量 h的大小沒有直接關系。原則上，光熱效應對光波頻率沒有選擇性。只是在紅外波段上，材 料吸收率高，光熱效應也就更強烈，所以廣泛用于對紅外線輻射的探測。因為溫度升高是 熱積累的作用，所以光熱效應的響應速度一般比較慢，而且容易受環(huán)境溫度變化的影響。5分32、答：轉移效率：電荷包在進行每一次轉移中的效率；2分不均勻度：包括光敏元件白不

10、均勻與 CCD勺不均勻；2分暗電流：CCDE無光注入和無電注入情況下輸出的電流信號；1分靈敏度：是指在一定光譜范圍內(nèi)，單位暴光量的輸出信號電壓（電流） ；1 分光譜響應：是指能量相對光譜響應，最大響應值歸一化為100%所對應的波長峰值波長，低于10%勺響應點對應的波長稱為截止波長；1分噪聲：可以歸納為散粒噪聲、 轉移噪聲和熱噪聲；1分分辨率：是指攝像器件對物像中明暗細節(jié)的分辨能力；1分 動態(tài)范圍和線性度：動態(tài)范圍 =光敏元件滿阱信號/等效噪聲信號，線性度是指在動態(tài)范圍內(nèi)，輸出信號與暴光量的關系是否成直線關系。1分33、答：等離子體是由部分電子被剝奪后的原子及原子被電離后產(chǎn)生的正負電子組成的離子

11、化氣命題共6第5頁體狀物質，它是除去固、液、氣態(tài)外，物質存在的第四態(tài)。等離子體是一種很好的導電體，利用經(jīng)過巧妙設計的電場和磁場可以捕捉、移動和加速等離子體。4分等離子體顯示搬是利用氣體放電產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象的平板顯示的統(tǒng)稱。等離子體顯示技術（Plasma Display ）的基本原理：顯示屏上排列有上千個密封的小低壓氣體室（一般都是氤氣和速氣的混合物），電流激發(fā)氣體，使其發(fā)出肉眼看不見的紫外光，這種紫外光碰擊后面玻璃上的紅、綠、藍三色熒光體，它們再發(fā)出我們在顯示器上所看到的可見光。5分五、計算題（每小題34、解：由公式10分，共20分）LVHNI（3分）（3分）計算，得到5VNI 0.25 1035、解：根據(jù)題意得到L8.5 103m，而 LoL 200 n s 47（2分）故得到L L0由公式L Lo（4）221s