光電子器件在光學(xué)非線性效應(yīng)的研究與應(yīng)用考核試卷

光電子器件在光學(xué)非線性效應(yīng)的研究與應(yīng)用考核試卷考生姓名：__________答題日期：______年__月__日得分：_________判卷人：_________

一、單項(xiàng)選擇題（本題共20小題，每小題1分，共20分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.光電子器件中，以下哪種材料具有最高的非線性系數(shù)？（）

A.硅

B.硅鍺

C.砷化鎵

D.鈮酸鋰

2.下列哪種現(xiàn)象不屬于光學(xué)非線性效應(yīng)？（）

A.光學(xué)倍頻

B.光學(xué)調(diào)制

C.光學(xué)混頻

D.受激散射

3.在光電子器件中，哪種非線性效應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的光強(qiáng)調(diào)制？（）

A.光學(xué)二次諧波生成

B.受激拉曼散射

C.受激布里淵散射

D.二階光學(xué)非線性效應(yīng)

4.光學(xué)二次諧波生成的物理過程是什么？（）

A.兩個(gè)光子合成一個(gè)高頻光子

B.兩個(gè)光子分解為一個(gè)高頻光子和一個(gè)低頻光子

C.一個(gè)光子吸收一個(gè)低頻光子變成高頻光子

D.一個(gè)光子分解為兩個(gè)高頻光子

5.以下哪種材料在光電子器件中通常用于光學(xué)參量振蕩器？（）

A.硅

B.鈮酸鋰

C.砷化鎵

D.鈦藍(lán)寶石

6.在光學(xué)非線性效應(yīng)中，哪種效應(yīng)與介質(zhì)中的電子密度變化有關(guān)？（）

A.光學(xué)二次諧波生成

B.受激拉曼散射

C.受激布里淵散射

D.電光效應(yīng)

7.關(guān)于光學(xué)非線性效應(yīng)的表述，下列哪項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）

A.非線性效應(yīng)通常需要較高的光強(qiáng)

B.光學(xué)非線性效應(yīng)與線性效應(yīng)不同，其響應(yīng)與光強(qiáng)成正比

C.光學(xué)非線性效應(yīng)可以用于光信號(hào)的放大

D.光學(xué)非線性效應(yīng)可以用于光信號(hào)的調(diào)制

8.在光電子器件中，哪種非線性效應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)頻率上轉(zhuǎn)換？（）

A.光學(xué)倍頻

B.光學(xué)調(diào)制

C.光學(xué)解調(diào)

D.光學(xué)濾波

9.以下哪個(gè)參數(shù)是描述光學(xué)非線性效應(yīng)的重要參數(shù)？（）

A.線性折射率

B.非線性折射率

C.光吸收系數(shù)

D.光散射系數(shù)

10.關(guān)于光電子器件中的電光效應(yīng)，下列哪項(xiàng)描述是正確的？（）

A.電光效應(yīng)與光強(qiáng)無關(guān)

B.電光效應(yīng)只與材料的線性電光系數(shù)有關(guān)

C.電光效應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的快速調(diào)制

D.電光效應(yīng)需要在低溫下才能觀察到

11.以下哪種材料在光電子器件中常用于實(shí)現(xiàn)光學(xué)隔離？（）

A.鈦藍(lán)寶石

B.鈮酸鋰

C.硅

D.砷化鎵

12.在光電子器件中，哪種非線性效應(yīng)可以用于光開關(guān)？（）

A.光學(xué)二次諧波生成

B.受激拉曼散射

C.受激布里淵散射

D.熱光效應(yīng)

13.下列哪種非線性效應(yīng)與聲子有關(guān)？（）

A.光學(xué)二次諧波生成

B.受激拉曼散射

C.受激布里淵散射

D.光學(xué)倍頻

14.以下哪種現(xiàn)象屬于光學(xué)非線性效應(yīng)中的和頻過程？（）

A.光學(xué)倍頻

B.光學(xué)調(diào)制

C.光學(xué)解調(diào)

D.光學(xué)濾波

15.在光電子器件中，哪種非線性效應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的相位調(diào)制？（）

A.光學(xué)二次諧波生成

B.受激拉曼散射

C.受激布里淵散射

D.電光效應(yīng)

16.關(guān)于光學(xué)非線性效應(yīng)的表述，下列哪項(xiàng)是正確的？（）

A.非線性效應(yīng)在任何光強(qiáng)下都可以觀察到

B.非線性效應(yīng)通常在低光強(qiáng)條件下更容易觀察到

C.非線性效應(yīng)與線性效應(yīng)一樣，其響應(yīng)與光強(qiáng)成正比

D.非線性效應(yīng)在特定條件下可以實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的放大

17.以下哪種材料在光電子器件中通常用于實(shí)現(xiàn)光學(xué)倍頻？（）

A.硅

B.鈮酸鋰

C.砷化鎵

D.鈦藍(lán)寶石

18.在光電子器件中，哪種非線性效應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的波長轉(zhuǎn)換？（）

A.光學(xué)二次諧波生成

B.光學(xué)調(diào)制

C.光學(xué)解調(diào)

D.光學(xué)混頻

19.關(guān)于光電子器件中的非線性折射率，下列哪項(xiàng)描述是正確的？（）

A.非線性折射率與光強(qiáng)成正比

B.非線性折射率與光強(qiáng)成反比

C.非線性折射率與光強(qiáng)無關(guān)

D.非線性折射率在低光強(qiáng)條件下更容易觀察到

20.以下哪種材料在光電子器件中具有較大的電光系數(shù)？（）

A.硅

B.硅鍺

C.砷化鎵

D.鈮酸鋰

二、多選題（本題共20小題，每小題1.5分，共30分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.光電子器件中，可以產(chǎn)生光學(xué)非線性效應(yīng)的材料包括哪些？（）

A.硅

B.鈮酸鋰

C.砷化鎵

D.空氣

2.以下哪些現(xiàn)象屬于光學(xué)二次諧波生成的應(yīng)用？（）

A.光學(xué)成像

B.光學(xué)切割

C.光學(xué)檢測

D.光通信

3.下列哪些是光學(xué)非線性效應(yīng)的特點(diǎn)？（）

A.響應(yīng)速度快

B.對(duì)光強(qiáng)的依賴性強(qiáng)

C.線性折射率決定其效應(yīng)

D.可以實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的處理

4.以下哪些技術(shù)利用了光學(xué)倍頻效應(yīng)？（）

A.激光頻率轉(zhuǎn)換

B.光學(xué)放大器

C.光學(xué)調(diào)制器

D.光學(xué)傳感器

5.受激拉曼散射和受激布里淵散射在光電子器件中的應(yīng)用包括哪些？（）

A.光學(xué)放大

B.光學(xué)衰減

C.光學(xué)開關(guān)

D.光學(xué)濾波

6.以下哪些材料在光電子器件中具有較大的非線性折射率？（）

A.硅

B.硅鍺

C.砷化鎵

D.鈮酸鋰

7.光學(xué)混頻在光通信中的應(yīng)用包括哪些？（）

A.波長轉(zhuǎn)換

B.光信號(hào)放大

C.光信號(hào)調(diào)制

D.光信號(hào)解調(diào)

8.以下哪些效應(yīng)與電光效應(yīng)有關(guān)？（）

A.光學(xué)倍頻

B.光學(xué)調(diào)制

C.光學(xué)隔離

D.光學(xué)開關(guān)

9.以下哪些情況下光學(xué)非線性效應(yīng)更為顯著？（）

A.高光強(qiáng)

B.低光強(qiáng)

C.短波長

D.長波長

10.在光電子器件中，光學(xué)非線性效應(yīng)可以用于哪些方面的研究？（）

A.材料特性

B.光學(xué)過程

C.信號(hào)處理

D.能量轉(zhuǎn)換

11.以下哪些技術(shù)利用了光學(xué)和頻過程？（）

A.光學(xué)成像

B.光學(xué)切割

C.光學(xué)檢測

D.光通信

12.以下哪些材料參數(shù)影響光學(xué)非線性效應(yīng)的強(qiáng)弱？（）

A.非線性折射率

B.光吸收系數(shù)

C.線性折射率

D.電光系數(shù)

13.以下哪些現(xiàn)象屬于受激拉曼散射的應(yīng)用？（）

A.光學(xué)檢測

B.光學(xué)切割

C.光學(xué)放大

D.光學(xué)開關(guān)

14.以下哪些情況下光學(xué)非線性效應(yīng)會(huì)受到限制？（）

A.材料損傷閾值

B.環(huán)境溫度

C.光學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

D.光源的相干性

15.在光電子器件中，光學(xué)非線性效應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)哪些類型的光信號(hào)處理？（）

A.光強(qiáng)調(diào)制

B.相位調(diào)制

C.波長調(diào)制

D.頻率調(diào)制

16.以下哪些技術(shù)利用了光電子器件中的非線性光學(xué)效應(yīng)進(jìn)行光信號(hào)的控制？（）

A.光開關(guān)

B.光調(diào)制器

C.光放大器

D.光隔離器

17.以下哪些因素會(huì)影響光學(xué)非線性效應(yīng)的效率？（）

A.光束的束腰大小

B.光束的傳播距離

C.光束的偏振狀態(tài)

D.光束的波長

18.在光電子器件中，光學(xué)非線性效應(yīng)在哪些領(lǐng)域有重要應(yīng)用？（）

A.光通信

B.光計(jì)算

C.光學(xué)存儲(chǔ)

D.光學(xué)顯示

19.以下哪些材料可以通過電光效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的調(diào)制？（）

A.硅

B.硅鍺

C.砷化鎵

D.鈮酸鋰

20.以下哪些現(xiàn)象與光學(xué)非線性效應(yīng)中的自相位調(diào)制有關(guān)？（）

A.光脈沖形狀的改變

B.光脈沖譜寬的增加

C.光脈沖傳輸過程中的能量損耗

D.光脈沖的群速度色散變化

三、填空題（本題共10小題，每小題2分，共20分，請(qǐng)將正確答案填到題目空白處）

1.光學(xué)非線性效應(yīng)中，光學(xué)倍頻是指將光頻率翻倍的效應(yīng)，這種效應(yīng)通常發(fā)生在_______材料中。

2.在光電子器件中，電光效應(yīng)可以通過改變材料的_______來實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的調(diào)制。

3.受激拉曼散射是一種涉及聲子的光學(xué)非線性效應(yīng)，它通常在_______材料中觀察到。

4.光學(xué)二次諧波生成是二階非線性光學(xué)效應(yīng)的一個(gè)例子，它需要材料具有較大的_______。

5.光學(xué)非線性效應(yīng)中的和頻過程可以將兩個(gè)不同頻率的光混合生成一個(gè)新的光頻率，這個(gè)過程中，材料的_______起到了關(guān)鍵作用。

6.在光電子器件中，光學(xué)隔離器利用了材料的_______來實(shí)現(xiàn)光的方向性隔離。

7.光學(xué)非線性效應(yīng)中的自相位調(diào)制會(huì)導(dǎo)致光脈沖的_______發(fā)生變化。

8.光學(xué)混頻在光通信中用于實(shí)現(xiàn)信號(hào)的_______轉(zhuǎn)換。

9.光電子器件中的光學(xué)開關(guān)通常利用材料的_______非線性效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)。

10.光學(xué)非線性效應(yīng)的研究對(duì)于提高光電子器件的_______和性能具有重要意義。

四、判斷題（本題共10小題，每題1分，共10分，正確的請(qǐng)?jiān)诖痤}括號(hào)中畫√，錯(cuò)誤的畫×）

1.光學(xué)非線性效應(yīng)在任何光強(qiáng)下都能觀察到。（）

2.光學(xué)二次諧波生成是一種一階非線性光學(xué)效應(yīng)。（）

3.受激布里淵散射通常發(fā)生在光通信的傳輸光纖中。（）

4.光學(xué)倍頻效應(yīng)可以將光波長減半。（）

5.電光效應(yīng)只能通過電場來實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的控制。（）

6.非線性折射率與光強(qiáng)成正比關(guān)系。（）

7.在光電子器件中，光學(xué)非線性效應(yīng)可以用于實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的高速處理。（）

8.光學(xué)和頻過程在光電子器件中沒有實(shí)際應(yīng)用。（）

9.光學(xué)非線性效應(yīng)不會(huì)受到環(huán)境溫度的影響。（）

10.光學(xué)非線性效應(yīng)的研究有助于開發(fā)新型光電子器件和光通信系統(tǒng)。（）

五、主觀題（本題共4小題，每題10分，共40分）

1.請(qǐng)描述光電子器件中光學(xué)二次諧波生成的基本原理，并給出一個(gè)實(shí)際應(yīng)用例子。

2.受激拉曼散射和受激布里淵散射在光電子器件中有哪些不同應(yīng)用？請(qǐng)分別解釋它們的工作原理。

3.電光效應(yīng)在光電子器件中是如何實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的光強(qiáng)調(diào)制的？請(qǐng)列舉至少兩種常見的電光調(diào)制器。

4.請(qǐng)闡述光學(xué)非線性效應(yīng)在光通信系統(tǒng)中的作用，并討論非線性效應(yīng)對(duì)光信號(hào)傳輸性能的影響。

標(biāo)準(zhǔn)答案

一、單項(xiàng)選擇題

1.D

2.B

3.D

4.A

5.D

6.D

7.B

8.A

9.B

10.C

11.B

12.D

13.C

14.A

15.D

16.D

17.D

18.D

19.D

20.D

二、多選題

1.B,C

2.A,B

3.B,D

4.A

5.A,C

6.C,D

7.A,C

8.B,C

9.A,C

10.A,B,C,D

11.A,C

12.A,D

13.A,C

14.A,B,C

15.A,B,C,D

16.A,B,C,D

17.A,B,C,D

18.A,B,C,D

19.B,C,D

20.A,B

三、填空題

1.非線性光學(xué)晶體

2.電光系數(shù)

3.液體或氣體

4.二階非線性系數(shù)

5.三階非線性系數(shù)

6.法拉第旋轉(zhuǎn)

7.相位

8.波長

9.二階非線性

10.效率和功能性

四、判斷題

1.×

2.×

3.√

4.√

5.×

6.×

7.√

8.×

9.×

10.√

五、主觀題（參考）

1.光學(xué)二次諧波生成是二階非線性光學(xué)效應(yīng)，當(dāng)強(qiáng)激光通過非線性介質(zhì)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生頻率是原來光頻率兩倍的新光波。應(yīng)用例子：用于激光頻率轉(zhuǎn)換，如綠光激光器轉(zhuǎn)換為紫外線激光器。

2.受