光電技術(shù)試題及答案2

1、* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 裝 訂 線 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *中 國 海 洋 大 學(xué) 命 題 專 用 紙（首頁）20062007學(xué)年第 2 學(xué)期 試題名稱 ： 光電技術(shù)（a卷） 共 3 頁 第 1

2、 頁 專業(yè)年級 學(xué)號 姓名 授課教師 分數(shù) （請將選擇題和填空題答案寫在試卷上，其余答案寫在答題紙上）題號一二三四五總分得分一、選擇題（下列選擇題有一個或多個答案）（21分，每題3分）1、有兩塊材料制成的熱敏電阻，a為半導(dǎo)體材料，b為白金，當(dāng)溫度升高，則兩種材料的電阻將（ c ）a、ra 變?。?rb 變小 b、ra變大； rb變大c、ra 變小； rb變大 d、ra變大； rb變小2、有一輻射功率恒為5w的輻射光源，照射到熱釋電器件上，若輸出的電壓為0.1v，則熱釋電器件的電壓靈敏度為（ a ）a、0 b、0.02v/wc、無法判斷 d、50w/v3、下面說法正確的是（ bcd ）a、 cc

3、d可實現(xiàn)隨機讀取方式。b、 cid可工作在非破壞性讀出方式。c、 cid的光敏單元結(jié)構(gòu)和ccd相似，電荷讀取方式和cmos相似。d、 ccd最突出的特點是以電荷作為信號。4、下列器件運用了光電導(dǎo)效應(yīng)的是（ b ）a、紅外變像管 b、光敏電阻c、硅靶視像管 d、光電二極管5、對于大氣對可見光的散射，下列說法正確是（ abc ） a、當(dāng)光波長遠大于散射粒子尺度時，即產(chǎn)生瑞利散射。 b、當(dāng)光波長相當(dāng)于或小于散射粒子的尺度時，即產(chǎn)生米氏散射。 c、對于瑞利散射，藍光比紅光散射強烈。d、對于瑞利散射，波長越長，散射越強6、光電倍增管中，產(chǎn)生光電效應(yīng)的是（a ）a、陰極 b、陽極 c、二次倍增極 d、玻璃

4、窗7、下列說法正確是（ c ） a、電場方向與光束在晶體中的傳播方向垂直，稱為縱向電光效應(yīng)。 b、電場方向與光束在晶體中的傳播方向一致，稱為橫向電光效應(yīng)。 c、半波電壓是表征電光晶體性能的一個重要參數(shù)，這個電壓越小越好。 d、在運用橫向電光效應(yīng)中，光波通過晶體后的相位差只和vezl有關(guān)。授課教師命題教師或命題負責(zé)人簽字院系負責(zé)人簽字年 月 日中 國 海 洋 大 學(xué) 命 題 專 用 紙（附頁a）2006-2007學(xué)年第 2 學(xué)期 試題名稱 ：光電技術(shù)（a卷） 共 3 頁 第2 頁二、填空（24分）1、（2分）0.5w光通量相當(dāng)于 流明，當(dāng)這一光通量完全入射到2cm2的光電池上，光電池接受的光照度

5、為 勒克斯。2、（2分）光度量和輻射度量之間的關(guān)系可以用 和 表示。3、（2分）kdp晶體的電光效應(yīng)的縱向應(yīng)用中，測得晶體的半波電壓是1000v，要使光波通過晶體后產(chǎn)生p/2的位相差，則需加電壓為 。4、（2分）黑白顯象管由 、 、 和 組成 。5、（3分）光機掃描方式中存在三種多元掃描方式： 、 和 。6、（2分）ccd的基本功能就是對電荷進行處理，包括 、 、 和 。7、（2分）按調(diào)制器的工作機理，調(diào)制方法主要有 、 、 、 和 。8、（4分）熱致液晶可分為 、 和 三種類型,其中 液晶是目前顯示器的主要材料。9、（3分）脈沖編碼調(diào)制包括 、 、 三個過程10、（2分）用凝視型紅外成像系統(tǒng)

6、觀察30km遠，10m10m的目標(biāo)，若紅外焦平面器件的像元大小是50m50m，假設(shè)目標(biāo)像占4個像元，則紅外光學(xué)系統(tǒng)的焦距應(yīng)為 。三、名詞解釋（6分，每題3分）1 光伏效應(yīng)2 噪聲等效功率 四、簡答題（19分）1、（7分）像管的主要功能是什么？有哪幾部分組成？像管和攝像管的最大區(qū)別是什么？2、（6分）簡述聲光相互作用中產(chǎn)生布喇格衍射的條件以及布喇格衍射的特點。* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

7、* * * * * * * * 裝 訂 線 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *中 國 海 洋 大 學(xué) 命 題 專 用 紙（附頁b）2006-2007學(xué)年第 2 學(xué)期 試題名稱 ：光電技術(shù)（a卷） 共3 頁 第 3 頁3、（6分）比較發(fā)光二極管和激光二極管的異同點（結(jié)構(gòu)、發(fā)光原理、pi特性、譜特性）。五、計算與論述題（30分）1、（6分）已知從鋁金屬逸出一個電子至少需要a = 4.2 ev的能量，若用可見光投射到鋁的表面，能否產(chǎn)生光電效應(yīng)？為什么？(

8、普朗克常量h =6.6310-34 js，基本電荷e =1.6010-19 c)2、（8分）在兩個激光放大器之間，通常加入隔離器，使光束只沿一個方向傳播?，F(xiàn)有一45法拉第旋轉(zhuǎn)器，偏振片若干，運用所學(xué)的知識，在如圖1所示的光路中設(shè)計一個簡單的磁光隔離器，畫出結(jié)構(gòu)示意圖，并說明其工作原理。激 光放大器激 光放大器光束傳播方向 圖13、（9分）與象限探測器相比psd有什么特點？以一維psd為例（如圖2所示）說明其工作原理，求出光點a偏離中心的位置。 圖2 圖34、（7分）用si光電二極管測緩變光輻射，伏安特性曲線如圖3所示，在入射光最大功率為8w時，屈膝電壓10v，反向偏置電壓為40v，si光電二極

9、管的靈敏度s=0.5a/w，結(jié)電導(dǎo)為0.005s，求（1）畫出光電二極管的應(yīng)用電路圖（2）計算二極管的臨界電導(dǎo)（3）計算最大線性輸出時的負載rl。2007 光電技術(shù)期末a卷參考答案一、 選擇題（21分每題3分）（錯選一個扣2分，扣完為止）1、c 2、a3、bcd4、b5、abc6、a7、c二、填空題（24分）1、（2分）0.5 0.252、（2分）光視效率和光視效能3、（2分）500v4、（2分）電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、熒光屏、玻璃外殼5、（3分）串聯(lián)掃描、并聯(lián)掃描、混合掃描6、（2分）電荷產(chǎn)生、電荷存儲、電荷轉(zhuǎn)移、電荷檢測7、（2分）機械調(diào)制、電光調(diào)制、聲光調(diào)制、磁光調(diào)制、直接調(diào)制 （任選四項）8

10、、（4分）近晶相、向列相、膽甾相、 向列相9、（3分）抽樣、量化、編碼10、（2分）300mm三、名詞解釋（6分）1 （3分）光伏效應(yīng)：當(dāng)光輻射到半導(dǎo)體上時，產(chǎn)生光生載流子，電勢壘的內(nèi)建電場將把電子與空穴分開，從而在勢壘兩側(cè)形成電荷堆積，產(chǎn)生光生伏特效應(yīng)，簡稱光伏效應(yīng)。2 （3分）噪聲等效功率： 投射到探測器敏感元件上的輻射功率所產(chǎn)生的輸出電壓（或電流）正好等于探測器本身的噪聲電壓（或電流），則這個輻射功率就叫“噪聲等效功率”?；虼穑?信號功率與噪聲功率之比為1時，入射到探測器上的輻射通量（功率），稱為噪聲等效功率。四、簡答題1、（7分）像管的主要功能是把不可見輻射（紅外或紫外）圖像或微弱光圖

11、像通過光電陰極和電子光學(xué)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成可見光圖像。（2分）像管結(jié)構(gòu)： 光電變換部分（光電陰極）、電子光學(xué)部分（電子透鏡）、電光變換部分（熒光屏）。 （3分）象管和攝象管的主要區(qū)別是，象管內(nèi)部沒有掃描機構(gòu)，不能輸出電視信號，對它的使用就跟使用望遠鏡去觀察遠處景物一樣，觀察者必須通過它來直接面對著景物。（2分）2、（6分）產(chǎn)生布喇格衍射條件：聲波頻率較高，聲光作用長度l較大，光束與聲波波面間以一定的角度斜入射。(4分)特點：衍射光各高級次衍射光將互相抵消，只出現(xiàn)0級和+1級（或-1級）衍射光，合理選擇參數(shù)，并使超聲場足夠強，可使入射光能量幾乎全部轉(zhuǎn)移到1級（或1級）（2分）。3、（6分）（結(jié)構(gòu)、發(fā)光機

12、理、pi特性、光譜各1.5分）發(fā)光二極管和激光二極管都是由pn結(jié)構(gòu)成，不同的是激光二極管是利用半導(dǎo)體的解理面構(gòu)成了激光諧振腔，從而發(fā)光二極管發(fā)光機理是自發(fā)輻射，而激光二極管是受激輻射。 發(fā)光二極管 激光二極管對于激光二極管，當(dāng)注入電流很小時，激光二極管發(fā)出的光的功率很小，為自發(fā)輻射所致，發(fā)出的是熒光。當(dāng)達到某個電流值（閾值電流）時，光功率突然增強，在閾值以后pi成很好的線性關(guān)系；而發(fā)光二極管的光功率隨輸入電流的增加而增大，無閾值電流，其 p-i曲線線性范圍較大。在進行調(diào)制時，動態(tài)范圍大，信號失真小，如圖所示。激光二極管發(fā)出的光是激光，因而光譜較窄，而發(fā)光二極管由于沒有選擇波長的諧振腔，所以它的

13、光譜是自發(fā)輻射的光譜，光譜較寬。五、計算與論述題1、（6分）解：不能產(chǎn)生光電效應(yīng) 2分因為：鋁金屬的光電效應(yīng)紅限波長，而 a =4.2 ev =6.7210-19 j l0 =296 nm 3分而可見光的波長范圍為390 nm770 nm l0 1分2、（8分）解：如圖所示,磁光隔離器主要由起偏器、45法拉第旋轉(zhuǎn)器和檢偏器構(gòu)成. 起偏器和檢偏器光軸間夾角為45。來自起偏器的線偏振光,經(jīng)45法拉第旋轉(zhuǎn)器之后,由于磁光效應(yīng)， 振動面旋轉(zhuǎn)45,正好與檢偏器的光軸平行,能通過檢偏器傳播。若傳播的光受到反射,反射的光再度通過45法拉第旋轉(zhuǎn)器,振動面又旋轉(zhuǎn)45,正好與起偏器的光軸垂直,從而被擋住,避免了反射光進入作為光源的激光器而影響光源的穩(wěn)定性，這樣可以起到隔離的作用。起偏器檢偏器450法拉第偏轉(zhuǎn)器450激光450激 光 放大器激 光 放大器3、（9分）答：psd是利用離子注入技術(shù)制成的一種可確定光的能量中心位置的結(jié)型光電器件，其特點是，(1)它對光斑的形狀無嚴格要求，只與光的能量中心有關(guān)(2)光敏面上無須分割，消除了死區(qū)，可連續(xù)測量光斑位置，分辨率高。(3)可同時檢測位置和光強，psd器件輸出總電流和入射光強有關(guān)，所以從總的電流可求得相應(yīng)的入射