《光電子技術》(B)參考答案及評分細則2012

1、西南科技大學2011-2012-2學期光電子技術本科期末考試試卷（A卷）參考答案及評分細則課程代碼163140360命題單位理學院：專業(yè)物理教研室CD)一、選擇題（10分，2分/題，多選、少選、錯選和不選均不得分）1、光電子技術的主要特征是（ABA.光源激光化B.傳輸波導化C.手段電子化D.模式和處理方法光學化2011-2012-2學期光電子技術-B卷-參考答案第2頁共4頁2、激光的性質主要有（ABCD）A.波粒二象性B.偏振性C.費米粒子D.空間相干性3、大氣衰減主要與（AC）有關A.分子吸收B.離子散射C.氣溶膠吸收D.電子散射4、拉曼-納斯衍射的特點有（ABCD）A.形成與入射方向對稱分

2、布的多級衍射光B.衍射效率與附加相位延遲有關C.只限于低頻工作，只具有有限的帶寬D.聲光介質可視為“平面相位柵”5、以下幾種探測器屬于熱探測器的有（ACD)。A.熱電偶型B.熱釋電型C.高萊氣動型D.熱敏電阻型二、判斷題（10分，2分/題，對用“/、錯用“X”標記）6、大氣分子在光波電場的作用下產生極化，并以入射光的頻率作受迫振動。“7、某些晶體在外加電場的作用下，其折射率將發(fā)生變化，當光波通過此介質時，其傳輸特性就受到影響而改變，這種現(xiàn)象稱為電光效應。V8、一般聲光調制器中的聲波是由超聲發(fā)生器直接作用在光波上實現(xiàn)的。x9、和光電導探測器不同，光伏探測器的工作特性要復雜一些。通常有光電池和光電

3、二極管之分，也就是說，光伏探測器有著不同的工作模式。V10、為了改善環(huán)境，國家大力發(fā)展光伏行業(yè)中，最主要原因是生產LED等成本低。x三、填空題（10分，2分/題）11、激光器中出現(xiàn)的受激輻射是指若原子受到一個滿足頻率條件的外來光子的激勵，由高能態(tài)躍遷到低能態(tài)，則輻射出另一同頻率的光子來12、激光與普通光源相比具有如下明顯的特點：方向性好、單色性好、相干性好，強度大。13、電致折射率變化是指晶體介質的介電系數與晶體中的電荷分布有關，當晶體被施加電場后，將引起束縛電荷的重新分布，并導致離子晶格的微小形變，從而引起介電系數的變化，并最終導致晶體折射率14、若超聲頻率為f，那么光柵出現(xiàn)和消失的次數則為

4、2f，因而光波通過該介質后所得到的ss調制光的調制頻率將為聲頻率的2倍。15、固體攝像器件主要有三大類，它們是電荷耦合器件、互補金屬氧化物半導體圖像傳感器、電荷注入器件四、簡答題（50分，10分/題）16、簡述光子的基本特性。答：光是一種以光速運動的光子流，光子和其它基本粒子一樣，具有能量、動量和質量。它的粒子屬性（能量、動量、質量等）和波動屬性（頻率、波矢、偏振等）之間的關系滿足：5分（1）E二hv二力；1分Ehv（2）m二二，光子具有運動質量，但靜止質量為零；1分c2c2（3）P=方k；1分（4）、光子具有兩種可能的獨立偏振態(tài)，對應于光波場的兩個獨立偏振方向；1分（5）、光子具有自旋，并且

5、自旋量子數為整數，是玻色子。1分17、何為電光晶體的半波電壓？半波電壓由晶體的那些參數決定？答：當光波的兩個垂直分量E”，Ey,的光程差為半個波長（相應的相位差為冗）時所需要加的電壓，稱為半波電壓。（4分）半波電壓卩=九（2分）主要由光波長九（1分）、0光折射率n（1分）和電光系兀2n3r°o63數r（1分）共同決定（1分）。6318、簡述光束調制的基本原理。答（1）、以激光為載體，將信息加載到激光的過程，稱為調制或光束調制。2分（2）、光束具有振幅、頻率、相位、強度和偏振等參量，可以應用某些物理的方法，使其參量之一按照調制信號的規(guī)律變化，實現(xiàn)光束的調制，所以光束的調制可以分為調幅、

6、調相、調頻和強度調制等。3分（3）、實現(xiàn)激光光束調制的方法根據調制器與激光器的關系，可以分為內調制和外調制兩種。2分（4）、具體的激光光束的調制方法，常見的有光電調制、聲光調制、磁光調制、直接調制等。3分19、簡述光電探測器的主要特性參數。答：光電探測器的主要性能參數有：(1)靈敏度R：R.丄=-(線性區(qū)內(A/W)Ru=叫(線性區(qū)內(V/W)2分idPPudPPR電流靈敏度(積分電流靈敏度)，R電壓靈敏度(積分電壓靈敏度)。iui一光電流，u-光電壓，P一入射光功率。(2)光譜靈敏度R：R=厶1分九dP(3) 頻率靈敏度R：R=R01分fJ1+(2幀)2(4) 量子效率n：n=hr1分ei(

7、5) 通量閾P和噪聲等效功率NEPth通量閾探測器所能探測的最小光信號功率噪聲等效功率NEP單位信噪比時的信號光功率(6)歸一化探測度D*：D*=Dv；AAf（mHz1/2/W2分1分(7)噪聲：依據噪聲產生的物理原因,光電探測器的噪聲可大致分為散粒噪聲、熱噪聲和低頻噪聲三類2分20、簡述液晶顯示器的主要特點。答：液晶顯示器件厚度僅為數毫米的薄形器件，非常適合便攜式電子裝臵的顯示；2分工作電壓底，僅幾伏，可以用CMOS電路直接驅動，電子線路小型化；2分功耗底，可用電池長期供電；2分采用彩色濾色器，LCD容易實現(xiàn)彩色顯示；2分顯示質量趕上或超過CRT的顯示質量。1分成本高，顯示視角小，低溫時響應速度慢。1分五、計算題(20分，10分/題)21、一束線偏振光經過長L=20cm，直徑D=1cm的實心玻璃，玻璃外繞N=200匝導線，通有電流I=5A。取韋爾德常數為V=0.25x10-5(')/cmT，試計算光的旋轉角8。解：由公式3分）a二VH3分）2分）2011-2012-2學期光電子技術-B卷-參考答案第5頁共4頁計算，得到9=VNI=0.25x10-5x200x5=2.5x10-3()2分）22、一目標經紅外成像系統(tǒng)成像后供人眼觀察，在某一特征頻率時，目標對比度為