(完整word版)光電子技術(shù)期末考試試卷及其知識(shí)點(diǎn)大匯總,推薦文檔

1、命題共 3 3 第1 1頁、選擇題（20分，2分/題）1、光電子技術(shù)在當(dāng)今信息時(shí)代的應(yīng)用主要有（abcd激光器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日授予華人高錕諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，提到光纖以SiO2為材料的主要是由于（a）A.傳輸損耗低B.可實(shí)現(xiàn)任何光傳輸C.不出現(xiàn)瑞利散射D.空間A .信息通信B.宇宙探測(cè)C.軍事國(guó)防D.災(zāi)害救援2、激光器的構(gòu)成一般由（a）組成A.激勵(lì)能源、諧振腔和工作物質(zhì)B .固體激光器、液體激光器和氣體C.半導(dǎo)體材料、金屬半導(dǎo)體材料和PN結(jié)材料D.電子、載流子和光子3、光波在大氣中傳播時(shí)，引起的能量衰減與（abcd）有關(guān)A.分子及氣溶膠的吸

2、收和散射B.空氣折射率不均勻命題共 3 3 第2 2頁相干性好5、 激光調(diào)制器主要有（abcA.電光調(diào)制器B.聲光調(diào)制器器6、 電光晶體的非線性電光效應(yīng)主要與（A.外加電場(chǎng)B.激光波長(zhǎng)）C.磁光調(diào)制器D.壓光調(diào)制ac）有關(guān)C.晶體性質(zhì)D.晶體折射率變命題共 3 3 第3 3頁化量7、激光調(diào)制按其調(diào)制的性質(zhì)有（cd（ T ）12、 在輻射度學(xué)中，輻射能量Q是基本的能量單位，用J（焦耳）來度量。（ T ）13、 在聲光晶體中，超聲場(chǎng)作用像一個(gè)光學(xué)的“相位光柵 ”，其光柵常數(shù)等于光波(A.連續(xù)調(diào)制B.脈沖調(diào)制C.相位調(diào)制D.光強(qiáng)調(diào)制8、光電探測(cè)器有（abc9、A .光電導(dǎo)探測(cè)器B.光伏探測(cè)器C.光磁

3、電探測(cè)器D.熱電探測(cè)元CCD攝像器件的信息是靠（）存儲(chǔ)A.載流子B.電荷C.電子D.聲子10、LCD顯示器，可以分為（abcd11A. TN型B. STNC. TFT型D. DSTN、判斷題（20分，2分/題，對(duì)用“錯(cuò)用“X”標(biāo)記）世界上第臺(tái)激光器是固體激光器。o命題共 3 3 第4 4頁F)14、在磁光晶體中，當(dāng)磁化強(qiáng)度較弱時(shí)， 旋光率 與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度是成正比關(guān) 系。( T)15、為了獲得線性電光調(diào)制，通過引入一個(gè)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(diǎn)上。( T )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(shí) 現(xiàn) 交 替 變 化 的 磁

4、 場(chǎng) 。( T )17、 探測(cè)器的量子效率就是在某一特定波長(zhǎng)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。( T )18、 二代像增強(qiáng)器以纖維光學(xué)面板作為輸入、 輸出窗三級(jí)級(jí)聯(lián)耦合的像增強(qiáng)器。( F )19、陰 極射 線 管的 電 子槍 的 作用 是產(chǎn)生 輝 亮信 號(hào) 和彩 色 顯示 。命題共 3 3 第 4 4 頁（F ）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(lán)三色熒光體，它們?cè)侔l(fā)出我們?cè)陲@示器上所看到 的可見光。（T ）三、填空題（10分，1分/題）0.761000um22、 光纖通信中常用的光源波長(zhǎng)為_85013101550um

5、24、激光光束在光纖波導(dǎo)中的傳播遵循 _ 費(fèi)馬原理25、激光調(diào)制器中的內(nèi)調(diào)制是指 _ 是指加載調(diào)制信號(hào)是在激光振蕩過程中進(jìn)行的， 即以調(diào)制信號(hào)去改變激光器的振蕩參數(shù)， 從而改變激光輸出特性 以實(shí)現(xiàn)調(diào)制。26、一個(gè)三級(jí)數(shù)字式掃描器主要由 三個(gè)電光晶體和雙折射晶體 _組成21紅 外 輻 射 其 波 長(zhǎng) 范 圍 在23、在2P P2E E2P PJ中，對(duì)于半導(dǎo)體而言，起主要作用是 命題共 2020 第 5 5 頁27、 光子效應(yīng)是指 _指單個(gè)光子的性質(zhì)對(duì)產(chǎn)生的光電子起直接作用的 一類光電效應(yīng)。探測(cè)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)的改變。_。2

6、8、 光電二極管的受光面一般都涂有SiO2_防反射膜，使產(chǎn)生的 正離子在該膜中是不能移動(dòng)的，但是它們的靜電感應(yīng)卻可以使P-Si表面產(chǎn)生一 個(gè)感應(yīng)電子層。29、 固體攝像器件主要有三大類是電荷耦合器件（CCD）、互補(bǔ)金屬氧化 物半導(dǎo)體圖像傳感器（CMOS）、電荷注入器件（CID）_ 。30、TN-LCD的缺點(diǎn)是_ 電光響應(yīng)前沿不夠陡峭、反應(yīng)速度慢、閾值效應(yīng)不明顯、使得大量顯示和視頻顯示等受到了限 制。_ 。四、簡(jiǎn)答題（30分，10分/題）31、比較光子和光熱探測(cè)器在作用機(jī)理、性能及應(yīng)用特點(diǎn)等異同。光子效應(yīng)是指單個(gè)光子的性質(zhì)對(duì)產(chǎn)生的光電子起直接作用的一類光電效應(yīng)。探 測(cè)器吸收光子后，直接引起原子或

7、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(yīng)就對(duì)光波頻率表現(xiàn)出選擇性，在光子直接與電子相互作用的情況下，其響應(yīng)速度一般比較快。光熱效應(yīng)和光子效應(yīng)完全不同。探 測(cè)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\(yùn)動(dòng)能量， 引起探測(cè)元件溫度上升,溫度上升的結(jié)果又使探測(cè) 元件的電學(xué)性質(zhì)或其他物理性質(zhì)發(fā)生變化。 所以，光熱效應(yīng)與單光子能量h的 大小沒有直接關(guān)系。原則上，光熱效應(yīng)對(duì)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(yīng)也就更強(qiáng)烈，所以廣泛用于對(duì)紅外線輻射的

8、探 測(cè)。因?yàn)闇囟壬呤菬岱e累的作用，所以光熱效應(yīng)的響應(yīng)速度一般比較慢，而 且容易受環(huán)境溫度變化的影響。32、簡(jiǎn)述電荷耦合攝像器件的主要特性參數(shù)。 轉(zhuǎn)移效率：電荷包在進(jìn)行每一次轉(zhuǎn)移中的效率；不均勻度：包括光敏元件的不 均勻與CCD的不均勻；暗電流：CCD在無光注入和無電注入情況下輸出的電 流信號(hào)；靈敏度：是指在一定光譜范圍內(nèi)， 單位暴光量的輸出信號(hào)電壓 （電流）； 光譜響應(yīng)：是指能量相對(duì)光譜響應(yīng)，最大響應(yīng)值歸一化為100%，所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)峰值波長(zhǎng)，低于10%的響應(yīng)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱為截止波長(zhǎng)；噪聲：可以歸納為 散粒噪聲、轉(zhuǎn)移噪聲和熱噪聲；分辨率：是指攝像器件對(duì)物像中明暗細(xì)節(jié)的分 辨能力；動(dòng)態(tài)范圍和線性

9、度：動(dòng)態(tài)范圍=光敏元件滿阱信號(hào)/等效噪聲信號(hào)，線性度是指在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)，輸出信號(hào)與暴光量的關(guān)系是否成直線關(guān)系。1激光的特點(diǎn)是什么？激光與其他光源相比具有以下特點(diǎn)a方向性好;b單色性好;c相干性好;d亮度高;e簡(jiǎn)并度高2.激光產(chǎn)生的條件 ？ 必要條件：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布和減少振蕩模式.充分條件：命題共 2020 第 6 6 頁起振條件(閾值條件)和穩(wěn)定振蕩(形成穩(wěn)定激光)3.激光器的構(gòu)成?工作物質(zhì)：提供形成激光的能級(jí)結(jié)構(gòu)體系，是激光形成的 內(nèi)因;泵浦源;提供形成激光的能量激勵(lì)，是激光形成的外因；光學(xué)諧振腔：提供反程放大機(jī)構(gòu)，使受激發(fā)射的強(qiáng)度，方向性，單色性進(jìn)一步提高。4.He-Ne激光器的鏡間距為0.

10、2，求最靠近632.8nm躍遷線中心得縱模階 數(shù)，縱模頻率間隔。如果增益曲線寬度為1.5*10A9Hz，則可以引起的縱模 總數(shù)是多少？相鄰兩縱模的頻率間隔為：Vq=c/2nL=(3.0*10八8)/(2*1*0.2)=7.5*10A8Hz(n為腔內(nèi)折射率；L為鏡間距).W=(2 nn/R*2L=q2n=q(縱模階數(shù))=2nL/入=2*1*0.2/632.8*10八9=6.32*10八5實(shí)際振蕩縱模數(shù)q=/t/q+1/t=1.5*10A9Hz5,說出典型激光器的工作波長(zhǎng)？典型激光器的激光產(chǎn)生過程，固體氣體。He-Ne激光器:632.8nm紅寶石激光器:694.3nm; CO2激光器:10640n

11、m;Cu激光器:510.5nm He-Cd325nm;鉆玻璃激光器：1.06 m6,常見的調(diào)Q技術(shù)分為幾類？縱模和橫模的選擇方法有哪些？轉(zhuǎn)鏡調(diào)Q;染料調(diào)Q;電光調(diào)Q;聲光調(diào)Q橫模選擇方法(1)諧振腔腔型與腔參 數(shù)選擇法；(2)小孔光闌選擇；(3)自孔徑選模；(4)棱鏡選模 縱模選擇(1)色散 腔法;(2)短腔法;(3)復(fù)合腔法;(4)行波腔法7,實(shí)現(xiàn)單縱模的方法是哪些 ？ 短腔法;色散腔法;標(biāo)準(zhǔn)具法;濾波片法;行波 腔法;復(fù)合腔法8如何求數(shù)值孔徑 ？ 光纖可能接受外來入射光的最大受光角的正弦與入射區(qū)命題共 2020 第 7 7 頁折射率的乘積。NA=nlsin0=nOsinWmax=(n 1A

12、2-n2)A0.5只有屮W0的光 錐內(nèi)的光才能在光纖中發(fā)生全反射NA約等于n1(2A?9電光調(diào)制器的結(jié)構(gòu)和原理。電光晶體(KDP)置于兩個(gè)成正交的偏振器之間，其中起偏器P1的偏振方向平行于電光晶體的x軸，檢偏器P2的偏振方向平行于y軸，當(dāng)沿晶體z軸方向加電場(chǎng)后，它們將旋轉(zhuǎn)45。變?yōu)楦袘?yīng)主軸x,y。因此， 沿z軸入射的光束經(jīng)起偏器變?yōu)槠叫杏趚軸的線偏振光，進(jìn)入晶體后(z=0)被分解 為沿x和y方向的兩個(gè)分量，兩個(gè)振幅(等于入射光振幅的1/)和相位都相等.10兩種聲光調(diào)制的原理與特點(diǎn)及不同點(diǎn) 。(1 )拉曼奈斯衍射(2 )聲光布拉格衍 射.超聲波頻率前者低后者高， 入射方向前者光線平行于聲波面入射

13、和聲波傳播 方向垂直入射，后者入射光不是垂直入射而是聲波波面有一定角度。光柵前者 寬度較小時(shí)平面相位光柵后者聲光相互作用長(zhǎng)度L光柵變?yōu)槿S空間相位。1 1 , CIE-RGB記色系統(tǒng)規(guī)定的基色單位是怎樣的？電子槍和鋁膜的作用各是什么？答：波長(zhǎng)700nm，光通量為11m的紅光作為一個(gè)紅基色單位，用(R)表 示波長(zhǎng)546.1 nm，光通量為4.59071m的綠光作為一個(gè)綠基色單位，用(G)表示 波 長(zhǎng)435.8nm，光通量為0.06011m的藍(lán)光作為一個(gè)藍(lán)基色單位，用(B)表示 電子槍：1.發(fā)射并加速電子2.用視頻信號(hào)調(diào)制電子束流3.利用電子透鏡匯聚電子 束，并在熒光面上將電子束聚焦成小點(diǎn) 鋁膜：

14、1.可以防止負(fù)電荷積累導(dǎo)致的熒 面電位下降，從而限制了亮度的提高2.鋁可將熒光粉向管內(nèi)的光線反射回到觀 察者一側(cè)，提高亮度。3.阻擋負(fù)離子對(duì)熒光層得轟擊防止離子斑命題共 2020 第 8 8 頁12,液晶的種類及其特點(diǎn) 答：向列型：也稱螺旋形液晶， 由長(zhǎng)徑比很大的棒狀分 子組成，每一分子位置雖無規(guī)則，但從整體看，分子軸向同一方向。與近晶型 液晶相比，粘度小，易于流動(dòng)性。 膽甾型：也稱螺旋型液晶，它和近晶型液晶 一樣具有層狀結(jié)構(gòu)，但層內(nèi)分子排列卻向列型液晶分子長(zhǎng)軸在層內(nèi)是相互平行 的。具有強(qiáng)光性和偏振光二色性，負(fù)單軸晶體的雙折射性。 近晶型：也稱層狀 晶，由棒狀或條狀分子排列成層， 層內(nèi)分子長(zhǎng)軸

15、相互平行，其方向垂直于層面，與層面呈傾斜排列，呈現(xiàn)排列，呈現(xiàn)二維流體的性質(zhì)，粘度高，具有正單軸晶 體的雙折射性13,什么叫光波分復(fù)用器件 ？ 答：光波復(fù)合器是對(duì)光波波長(zhǎng)進(jìn)行分離與合成的目的無源器件，其一個(gè)端口作為器件的輸出/輸入端，N個(gè)端口作為器件的輸入/輸出端14,光隔離器的作用是什么 ？微型空間型偏振相關(guān)隔離器的工作原理怎樣？ 答：是為了避免回返光對(duì)光源等器件的工作產(chǎn)生影響并對(duì)回返光進(jìn)行抑制的一 種光無源器件。它對(duì)正向傳輸光具有較低插入損耗，而對(duì)反向傳輸光有很大衰 減作用，因而可以抑制光傳輸系統(tǒng)中反射信號(hào)對(duì)光源的不利影響，確保光通信 系統(tǒng)的質(zhì)量一般置于光源后，為一種非互易器件。工作原理：包

16、括兩個(gè)透射光方向夾角45。的偏振器P1和P2和一個(gè)法拉第旋轉(zhuǎn)器。當(dāng)入射平行光往返一次通 過該器件時(shí)，偏振角度變化90。，于是反向光不能通過起偏器P1，實(shí)現(xiàn)了反向 隔離。15,改進(jìn)光纖連接器的回波損耗有哪些方法？答：1.球面接觸2.斜球面接觸3.端命題共 2020 第 9 9 頁命題共 2020 第1111頁面鍍膜法18說明ROM光盤存儲(chǔ)原理；信息和消息的區(qū)別以及信息量的計(jì)算公式，將事先記錄在主磁帶上的視頻或音頻信息通過信號(hào)發(fā)生器、前置放大器去驅(qū)動(dòng)電光或聲光調(diào)制器，使經(jīng)過調(diào)制的激光束以不同的功率密度聚焦在甩有光刻 膠的玻璃襯盤上，使光刻膠曝光，之后經(jīng)過顯影、刻蝕，制成主盤再經(jīng)噴鍍、電鍍等工序制成

17、副盤，然后再經(jīng)過“2P注塑形成ROM光盤I.按光調(diào)制方式分類，光束調(diào)制分為 強(qiáng)度調(diào)制，相位調(diào)制，頻率調(diào)制，波長(zhǎng)調(diào) 制和偏振調(diào)制。2.利用外界因素，對(duì)光纖中光波相位的變化來探測(cè)各種物理量 的探測(cè)器稱為相位干涉型探測(cè)器。3.半導(dǎo)體激光發(fā)光是由能帶之間的電子空穴 對(duì)負(fù)荷產(chǎn)生的。4固體激光器發(fā)光是以摻雜型離子絕緣晶體或玻璃為工作物質(zhì) 的激光器。5對(duì)光探測(cè)器的要求包括線性度好，靈敏度高，性能穩(wěn)定。6.光纖 傳送中常用的光電探測(cè)器有 光電二極管，光電倍增管，光敏電阻7.紅外探測(cè)器 的響應(yīng)波長(zhǎng)范圍或光譜范圍是表示 電壓響應(yīng)率與入射紅波長(zhǎng)響應(yīng)率。8.光子探 測(cè)是利用半導(dǎo)體材料在入射光照射下產(chǎn)生光子效應(yīng)。9.當(dāng)

18、紅外輻射照在半導(dǎo)體 表面時(shí)，電子空穴由束縛態(tài)變?yōu)樽杂蓱B(tài)使半導(dǎo)體電性能現(xiàn)象稱為光電導(dǎo)現(xiàn)象。10.利用溫差電勢(shì)現(xiàn)象制成的紅外探測(cè)器稱為 熱電耦型。II.任何物質(zhì)只要溫度高于0K就會(huì)向外輻射紅外線。12.紅外無損檢測(cè)是通過測(cè) 量熱流或熱量來檢測(cè)金屬內(nèi)部損耗。13.內(nèi)光電探測(cè)器分為 光電導(dǎo)，光伏特和光 磁電探測(cè)器。14.紅外探測(cè)器的性能參數(shù)主要包括 電壓響應(yīng)率，噪聲等效功率和 時(shí)間參數(shù)。15.以下應(yīng)用采用了紅外技術(shù)的有 裂紋探測(cè)，焊接，軍事偵察，夜視。16.波長(zhǎng)在1-1000微米的電磁波被物體吸收時(shí)可以顯著轉(zhuǎn)化為熱能。17.紅外線，可見光，紫外射線，x射線，微波以及無線電波構(gòu)成電磁波譜。（錯(cuò)）丫射線1

19、8.紅外輻射在大氣輻射時(shí)由于大氣中的氣體， 液體產(chǎn)生散射受到衰減。19.輻射 出射度是輻射體單位面積向半空間發(fā)射的輻射通量（輻射功率）。（對(duì)）20.光電 池是利用光生伏特效應(yīng) 產(chǎn)生電能。21.簡(jiǎn)述外光電效應(yīng)，內(nèi)光電效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)：光照射到金屬上，引起物質(zhì) 的電性質(zhì)發(fā)生變化。這類光變致電的現(xiàn)象被人們統(tǒng)稱為光電效應(yīng).光電效應(yīng)分為 光電子發(fā)射、光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)。前一種現(xiàn)象發(fā)生在物體表面，又稱 外光電效應(yīng)。后兩種現(xiàn)象發(fā)生在物體內(nèi)部，稱為內(nèi)光電效應(yīng)。光生伏特效應(yīng)： 在光的作用下，產(chǎn)生一定方向一定大小的電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，叫作光生伏特效應(yīng)。22.簡(jiǎn)述光敏電阻的主要參數(shù)。（三種即可）光敏電阻器的主要參

20、數(shù)有暗電流 （ID）、時(shí)間常數(shù)、溫度系數(shù)、靈敏度等。1.暗電流 暗電流是指在無光照射時(shí)，光敏電阻器在規(guī)定的外加電壓下通過的 電流。2.時(shí)命題共 2020 第1212頁間常數(shù)時(shí)間常數(shù)是指光敏電阻器從光照躍變開始到穩(wěn)定亮電流的63%時(shí)所需的時(shí)間。3電阻溫度系數(shù) 溫度系數(shù)是指光敏電阻器在環(huán)境溫度改 變C時(shí)，其電阻值的相對(duì)變化。4.靈敏度 靈敏度是指光敏電阻器在有光照射和無光照射時(shí)電阻值的相對(duì)變化。23簡(jiǎn)述光電池的工作原理：在一塊N形硅片表面，用擴(kuò)散的方法摻入一些P型雜 質(zhì)，形成PN結(jié)，光這就是一塊硅光電池。當(dāng)照射在PN上時(shí)，如光子能量hv大于硅的禁帶寬度E時(shí)，則價(jià)帶中的電子躍遷到導(dǎo)帶，產(chǎn)生電子空穴對(duì)

21、。因?yàn)镻N結(jié)阻擋層的電場(chǎng)方向指向P區(qū)，所以，任阻擋層電場(chǎng)的作用下，被光激發(fā)的 電子移向N區(qū)外側(cè)，被光激發(fā)的空穴移向P區(qū)外側(cè)，從而在硅光電池與PN結(jié)平 行的兩外表而形成電勢(shì)差，P區(qū)帶正電，為光電池的正極，N區(qū)帶負(fù)電，為光電 池的負(fù)極。照在PN結(jié)上的光強(qiáng)增加，就有更多的空穴流向P區(qū)，更多的電子流 向N區(qū)，從而硅光電池兩外側(cè)的電勢(shì)差增加。如上所述，在光的作用下，產(chǎn)生 一定方向一定大小的電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，叫作光生伏特效應(yīng)。24.請(qǐng)比較光電二極管和光電池的類同點(diǎn)。 相同：都是利用利用內(nèi)光電效應(yīng)，光 照射PN結(jié)產(chǎn)生光生電子，光生空穴對(duì)，不同：光電二極管的PN結(jié)需要反向偏 置，而光電池的PN結(jié)不需要反向偏置即可

22、工作。25.簡(jiǎn)述什么是光電導(dǎo)的弛豫現(xiàn)象。光電流的變化對(duì)光在時(shí)間上有一個(gè)滯后，光 電導(dǎo)材料從光照開始到獲得穩(wěn)定的光電流是要經(jīng)過一定時(shí)間的。同樣光照停止 后光電流也是逐漸消失的。這些現(xiàn)象稱為弛豫過程或惰性。26熱輻射光纖溫度探測(cè)器是利用光纖內(nèi)產(chǎn)生的熱輻射來探測(cè)溫度的一種器件。（對(duì)）27.當(dāng)紅外輻射照射在熱敏電阻上時(shí)，其溫度升高，電阻升高。（錯(cuò)）電阻變小28.當(dāng)恒定的紅外輻射照射在熱釋電探測(cè)器上時(shí)探測(cè)器才有電信號(hào)輸出。（錯(cuò)）不需要恒定I.聲光相互作用可以分為拉曼-納斯衍射 和 布喇格衍射兩種類型。2激光器的三個(gè)主要組成部分是：工作物質(zhì)，泵浦源，諧振腔3.彩色陰極射線管（CRT）主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈

23、、蔭罩、熒光 粉層 和 玻璃外殼 五部分組成。4. 1917年,愛因斯坦 提出了受激輻射 可實(shí)現(xiàn)光放大的概念,為激光的發(fā)明奠定了理論基礎(chǔ)。1960年7月,美國(guó)休斯 公司實(shí)驗(yàn)室梅曼制成世界上第一臺(tái)紅寶石固態(tài)激光器,標(biāo)志著激光器誕生。5.要實(shí)現(xiàn)脈沖編碼調(diào)制，必須進(jìn)行三個(gè)過程： 抽樣,量化,編碼。6.光纖通信系統(tǒng)的三個(gè)傳輸窗口包括短波長(zhǎng)的850 nm波段,長(zhǎng)波長(zhǎng)的_1300 nm及1550 nm波段。7按照形成條件液晶可分為溶致液晶 和 熱致液晶，作為顯示技術(shù)應(yīng)用的液晶都是熱致液晶8.常見的固體激光器有紅 寶石激光器，摻釹釔鋁石榴石激光器 （寫出兩種），常見的氣體激光器有He-Ne激光器，CO激光器

24、或A葉激光器（寫出兩種）9.氦-氖（He-Ne）激光器的工作物質(zhì)是氦氖混合氣體,激光由 氖 發(fā)射.10.光電探測(cè)器的物理效應(yīng) 通常分為兩大類：光電效應(yīng) 和 光熱效應(yīng) 。II.光纖色散主要有 模式色散,材料色散,波導(dǎo)色散 三種。12.光電池是根據(jù) 光伏效應(yīng) 效應(yīng)制成的將光能轉(zhuǎn)換成電能的一種器件命題共 2020 第1313頁13激光器按按工作物質(zhì)分類可分為：固體激光器,液體激光器,和氣體激 光器14.半導(dǎo)體的載流子是 電子和 空穴。15.在彩色電視中， 通常選用 紅、綠T藍(lán) 作為三種基色光。 .CCD的基本功能為 電荷存儲(chǔ)和 電荷轉(zhuǎn)移;CCD按結(jié)構(gòu)可分為線陣CCD和 面陣CCD。17.熱致液晶可以

25、分為 近晶相、向列相和 膽甾相三種。18.波分復(fù)用器分為發(fā)端的 合波器 器和收端的 分波器 器。19.開放式光學(xué)諧振腔（開腔）通?？梢苑譃?穩(wěn)定腔和 非穩(wěn)定腔,共軸球面腔 的穩(wěn)定性條件是20.光波在大氣中傳播時(shí)，由于大氣氣體分子及氣溶膠的吸收和散射會(huì)引起光束的能量衰減；由于空氣 折射率不均勻 會(huì)引起光波的振幅和相位起伏。21.液晶分為兩大類：溶致液晶和熱致液晶；作為顯示技術(shù)應(yīng)用的液晶都是 熱致 液晶。22.光纖主要由纖芯,包層，涂覆層三部分組成.23.彩色三要素是指亮度、色調(diào)和飽和度，由這三個(gè)參量可以確切地表示任 何一種彩色光。24.光與物質(zhì)的三種相互作用過程包括 自發(fā)輻射,受激輻射,_ 受激

26、吸收。三、1.什么是光電檢測(cè)系統(tǒng)？其基本組成部分有哪些？答：指對(duì)待測(cè)光學(xué)量或 由非光學(xué)待測(cè)物理量轉(zhuǎn)換的光學(xué)量，通過光電變換和電路處理的方法進(jìn)行檢測(cè) 的系統(tǒng)。組成部分：光源；被檢測(cè)對(duì)象及光信號(hào)的形成；光信號(hào)的匹配處理； 光電轉(zhuǎn)換；電信號(hào)的放大與處理；微機(jī)；控制系統(tǒng)；顯示。2.簡(jiǎn)要說明光電檢測(cè)技術(shù)的重要應(yīng)用范圍？ 答：輻射度量和光度量的檢測(cè)；光 電元器件及光電成像系統(tǒng)特性的檢測(cè)；光學(xué)材料、元件及系統(tǒng)特性的檢測(cè)；非 光學(xué)量的光電檢測(cè)。3.光電探測(cè)器的原理有幾種效應(yīng)？分別是什么？?jī)?nèi)容是什么？答：四種。光電子發(fā)射效應(yīng)：在光輻射作用下，電子逸出材料表面，產(chǎn)生光電 子發(fā)射。光電導(dǎo)效應(yīng)：光照射某些半導(dǎo)體材料，

27、某些電子吸收光子變成導(dǎo)電自 由態(tài)，在外電場(chǎng)的作用下，半導(dǎo)體的電導(dǎo)增大。光生伏特效應(yīng)：光照射在PN結(jié)及其附近，在結(jié)區(qū)中因電場(chǎng)作用，產(chǎn)生附加電動(dòng)勢(shì)。光磁電效應(yīng)：半導(dǎo)體置 于磁場(chǎng)中，用激光垂直照射，由于磁場(chǎng)產(chǎn)生洛倫茲力，形成電位差。4.簡(jiǎn)答什么是光伏效應(yīng)？并說明該效應(yīng)在器件中的應(yīng)用。答：在無光照射時(shí)PN結(jié)內(nèi)存在內(nèi)部電場(chǎng)E。當(dāng)光照射在PN結(jié)及其附近時(shí)，若光子的能量足夠大，則在結(jié)區(qū)及其附近產(chǎn)生少數(shù)載流了（電子一空穴對(duì)）。它們?cè)诮Y(jié)區(qū)外時(shí)，靠擴(kuò)散 進(jìn)入結(jié)區(qū)，它們?cè)诮Y(jié)區(qū)內(nèi)時(shí)，則在電場(chǎng)E作用下電子漂移到N區(qū)，空穴漂移到P區(qū)。結(jié)果，N區(qū)帶負(fù)電荷，P區(qū)帶正電荷，產(chǎn)生附加電動(dòng)勢(shì)。此電動(dòng)勢(shì)稱為 光生電動(dòng)勢(shì)，此效應(yīng)稱為光

28、生伏特效應(yīng)。光電探測(cè)器，光電池.4.從n。和ne的關(guān)系說明KDF晶體是負(fù)晶體,并寫出不加電場(chǎng)時(shí)在主坐標(biāo)系下的 橢球方程答：ne no負(fù)單軸晶體n；5.簡(jiǎn)述液晶顯示器的主要特點(diǎn)。 答：優(yōu)點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)電壓低，功耗小平板結(jié)構(gòu)， 體積小被動(dòng)顯示型易彩色化壽命長(zhǎng)無輻射，無污染缺點(diǎn)：視角小響應(yīng)速度慢亮 度不咼6.簡(jiǎn)述光電探測(cè)器的主要特性參數(shù)。答：1.靈敏度R.電壓靈敏度FU電流靈敏 度R2.光譜nf命題共 2020 第1414頁靈敏度3頻率響應(yīng)和響應(yīng)時(shí)間4.量子效率5.噪聲等效功率NEP6.歸一化探測(cè)度7.簡(jiǎn)述激光器的組成及各組成部分的作用 。答：組成：工作物質(zhì)、泵浦源、諧振腔。作用：工作物質(zhì)：在這種介質(zhì)中可

29、以實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn).泵浦源（激勵(lì)源）： 將粒子從低能級(jí)抽運(yùn)到高能級(jí)態(tài)的裝置.諧振腔：（1）使激光具有極好的方向 性（沿軸線）（2）增強(qiáng)光放大作用（延長(zhǎng)了工作物質(zhì)（3）使激光具有極好的單 色性（選頻）8.比較光子探測(cè)器和光熱探測(cè)器在作用機(jī)理、性能及應(yīng)用特點(diǎn)等方面的差異。答：光電效應(yīng)（光子效應(yīng)）:指單個(gè)光子的性質(zhì)對(duì)產(chǎn)生的光電子起直接作用的一類光電效應(yīng)。探測(cè)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)的改變。特點(diǎn)：對(duì)光波頻率表現(xiàn)出選擇性，響應(yīng)速度一般比較快。光熱效應(yīng)探測(cè)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\(yùn)動(dòng)

30、能量，弓I起探測(cè) 元件溫度上升，溫度上升的結(jié)果又使探測(cè)元件的電學(xué)性質(zhì)或其他物理性質(zhì)發(fā)生 變化。特點(diǎn)：原則上對(duì)光波頻率沒有選擇性，響應(yīng)速度一般比較慢。在紅外波段 上,材料吸收率高，光熱效應(yīng)也就更強(qiáng)烈，所以廣泛用于對(duì)紅外線輻射的探測(cè)。9.簡(jiǎn)述光束調(diào)制的基本概念。答：（1）以激光為載體，將信息加載到激光的 過程，稱為調(diào)制或光束調(diào)制。（2）光束具有振幅、頻率、相位、強(qiáng)度和偏振等 參量，可以應(yīng)用某些物理 的方法，使其參量之一按照調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化， 實(shí) 現(xiàn)光束的調(diào)制，所以光束的調(diào)制可以分為調(diào)幅、調(diào)相、調(diào)頻和強(qiáng)度調(diào)制等。（3） 實(shí)現(xiàn)激光光束調(diào)制的方法根據(jù)調(diào)制器與激光器的關(guān)系，可以分為內(nèi)調(diào)制和外調(diào) 制兩種1

31、0.利用縱向電光效應(yīng)和橫向電光效應(yīng)均可實(shí)現(xiàn)電光強(qiáng)度調(diào)制，縱向電光調(diào)制和橫向電光調(diào)制各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：縱向調(diào)制器優(yōu)點(diǎn)：具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定、不存在自然雙折射的影響等。缺點(diǎn)：電場(chǎng)方向與通光方向相互平行，必 須使用透明電極，且半波電壓達(dá)8600伏,特別在調(diào)制頻率較高時(shí)，功率損耗比 較大。橫向調(diào)制器優(yōu)點(diǎn)：半波電壓與晶體的長(zhǎng)寬比（L/d）有關(guān)增大L或減小d就可大大降低半波電壓。缺點(diǎn)：存在自然雙折射引起的相位延遲，對(duì)環(huán)境溫度 敏感。必須采用兩塊晶體，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且其尺寸加工要求高11.利用縱向電光效應(yīng)和橫向電光效應(yīng)均可實(shí)現(xiàn)電光強(qiáng)度調(diào)制，縱向電光調(diào)制 和橫向電光調(diào)制各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：等離子體是由部分電

32、子被剝奪后的原子 及原子被電離后產(chǎn)生的正負(fù)電子組成的離子化氣體狀物質(zhì)，它是除去固、液、命題共 2020 第 1414 頁氣態(tài)外，物質(zhì)存在的第四態(tài)。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(shù)的基本原理：顯示屏上排列有上千個(gè)密封 的小 低壓氣體室（一般都是氙氣和氖氣的混合物） ，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(lán)三色熒光體， 它們?cè)?發(fā)出我們?cè)陲@示器上所看到可見光。12.聲光相互作用可以分為拉曼-納斯衍射和布喇格衍射兩種類型。簡(jiǎn)述它們 產(chǎn)生的條件和特征 。答：產(chǎn)生拉曼-納斯衍射的條件：當(dāng)超聲波頻率較低，光波 平行于聲

33、波面入射，聲光互作用長(zhǎng)度L較短時(shí)，在光波通過介質(zhì)的時(shí)間內(nèi)，折 射率的變化可以忽略不計(jì)， 則聲光介質(zhì)可近似看作為相對(duì)靜止的 “平面相位柵 ”。 由出射波陣面上各子波源發(fā)出的次波將發(fā)生相干作用，形成與入射方向?qū)ΨQ分 布的多級(jí)衍射光，這就是拉曼-納斯衍射的特點(diǎn)。產(chǎn)生布喇格衍射條件：聲波頻 率較高，聲光作用長(zhǎng)度L較大，光束與聲波波面間以一定的角度斜入射，介質(zhì) 具有“體光柵 ”的性質(zhì)。衍射光各高級(jí)次衍射光將 互相抵消，只出現(xiàn)0級(jí)和+1級(jí)（或-1級(jí)）衍射光，這是布喇格衍射的特點(diǎn)。13.選用光電探測(cè)器的一般原則答 ：靈敏度高；用于測(cè)光的光源光譜特性必須 與光電探測(cè)器的光譜響應(yīng)特性匹配；考慮時(shí)間響應(yīng)特性；噪聲

34、等效功率小；考 慮光電探測(cè)器的線性特性；承受的溫度范圍和電壓范圍大等。14.何為大氣窗口?簡(jiǎn)單分析光譜位于大氣窗口內(nèi)的光輻射的大氣衰減因素 答： 對(duì)某些特定的波長(zhǎng)，大氣呈現(xiàn)出極為強(qiáng)烈的吸收。光波幾乎無法通過。根據(jù)大 氣的這種選擇吸收特性，一般把近紅外區(qū)分成八個(gè)區(qū)段，將透過率較高的波段 稱為大氣窗口。大氣中N2、O2分子雖然含量最多（約90%），但它們?cè)诳梢姽?和紅外區(qū)幾乎不表現(xiàn)吸收，對(duì)遠(yuǎn)紅外和微波段才呈現(xiàn)出很大的吸收。因此，在 可見光和近紅外區(qū)，一般不考慮其吸收作用。大氣中除包含上述分子外，還包 含有He，Ar，Xe，O3，Ne等，這些分子在可見光和近紅外有可觀的吸收譜線， 但因它們?cè)诖髿庵械?/p>

35、含量甚微，一般也不考慮其吸收作用。只是在高空處，其 余衰減因素都已很弱，才考慮它們吸收作用。H2O和CO2分子，特別是H20分 子在近紅外區(qū)有寬廣的振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)及純振動(dòng)結(jié)構(gòu)， 因此是可見光和近紅外區(qū)最重 要的吸收分子，是晴天大氣光學(xué)衰減的主要因素。15、 光纖傳感器種類？ 答： 光纖傳感器一般可分為兩大類： 一類是功能型傳感 器， 又稱FF型光纖傳感器，它是利用光纖本身的特性，把光纖作為敏感元件， 既感知信息又傳輸信息，所以又稱傳感型光纖傳感器。另一類是非功能型傳感 器，又稱NF型光纖傳感器，它是利用其他敏感元件感受被測(cè)量的變化，光纖 僅作為光的傳輸介質(zhì)，用以傳輸來自于遠(yuǎn)處或難以接近場(chǎng)所的光信號(hào)

36、，因此， 也稱為傳光型光纖傳感器。16、 光電導(dǎo)效應(yīng) ：在物質(zhì)受到輻射光的照射后， 材料的電學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化 （電 導(dǎo)率改變、發(fā)射電子、 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等）的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。 外光電效應(yīng) ： 是指受到光輻射的作用后，產(chǎn)生電子發(fā)射的現(xiàn)象。內(nèi)光電效應(yīng)：是指受到光照 射的物質(zhì)內(nèi)部電子能量狀態(tài)產(chǎn)生變化，但不存在表面發(fā)射電子的現(xiàn)象。 光電導(dǎo) 效應(yīng)：半導(dǎo)體受光照后，內(nèi)部產(chǎn)生光生載流子，使半導(dǎo)體中載流子顯著增加而 電阻減小的現(xiàn)象。 光生伏特效應(yīng)： 光照在半導(dǎo)體PN結(jié)或金屬半導(dǎo)體接觸面上 時(shí)，會(huì)在PN結(jié)或金屬半導(dǎo)體接觸的兩側(cè)產(chǎn)生光電動(dòng)勢(shì)。本征光電導(dǎo)效應(yīng) ：只 有光子能量m大于材料禁帶寬度Eq的入射光，才能激

37、發(fā)出電子空穴對(duì)，使材料 產(chǎn)生光電導(dǎo)效應(yīng)現(xiàn)象 光熱效應(yīng) ：某些物質(zhì)受到光照后，由于溫度變化而造成材 料性質(zhì)發(fā)生變化的現(xiàn)象 溫差電效應(yīng)： 由兩種材料制成的結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)溫差而在兩結(jié) 點(diǎn)間產(chǎn)命題共 2020 第1616頁生電動(dòng)勢(shì)回路產(chǎn)生電流雜質(zhì) 光電導(dǎo)效應(yīng) ：是指雜質(zhì)半導(dǎo)體中的施主或者 受主吸收光子能量后電離，產(chǎn)生自由電子或空穴，從而增加材料電導(dǎo)率的現(xiàn)象17.為什么功能型光纖傳感器在結(jié)構(gòu)上是連續(xù)的 ？答： 功能型傳感器利用光纖 本身的特性，把光纖作為敏感元件既感知信息又傳輸信息，光纖與被測(cè)對(duì)象相 互作用時(shí)光纖本身的結(jié)構(gòu)參量（尺寸和形狀）發(fā)生變化，光纖的傳光特性發(fā)生 相關(guān)變化，光纖中的光波參量受到相應(yīng)控制即

38、在光纖中傳輸?shù)墓獠ㄊ艿搅吮粶y(cè) 對(duì)象的調(diào)制，空載波變?yōu)檎{(diào)制波，攜帶了被測(cè)對(duì)象的信息，另一層意思，光纖 與被測(cè)對(duì)象作用時(shí)，光纖自身的結(jié)構(gòu)參量并不發(fā)生變化，而光纖中傳輸?shù)墓獠?自身發(fā)生了某種變化，攜帶了待測(cè)信息18. PIN結(jié)光電二極管增加了一層I區(qū)有什么優(yōu)點(diǎn) ？答：（1）因?yàn)镮區(qū)相對(duì)于P區(qū)的高阻，在反偏的工作情況下，它承受極大部分電壓降使耗盡區(qū)增大，這樣 展寬了光電轉(zhuǎn)換的有效工作區(qū)，使靈敏度增大（2）又因?yàn)镻IN結(jié)光電二極管 的工作電壓是很高的反偏電壓，使PIN結(jié)的耗盡層加寬電場(chǎng)強(qiáng)光生電流加速， 因而大幅度減少了載流子在結(jié)構(gòu)漂移時(shí)間，元件的響應(yīng)速度加快19.為什么說光纖傳感器不受電磁場(chǎng)干擾 ？答：

39、因?yàn)楣饫w傳感器是利用光波傳 輸信息，而光纖是一種多層結(jié)構(gòu)的圓柱體，由石英玻璃或塑料制成的電絕緣耐 腐蝕的傳輸媒質(zhì)，并且安全可靠20.光敏電阻原理，如何構(gòu)成？它的亮電阻、暗電阻是什么級(jí)別、它們之比是什 么范圍 ？答：在均勻的具有光電導(dǎo)效應(yīng)的半導(dǎo)體材料的兩端加上電極，便構(gòu)成光敏電阻，當(dāng)光敏電阻的兩端加上適當(dāng)?shù)钠秒妷篣bb時(shí)，便有電流Ip流過，用檢流計(jì)可以測(cè)到該電流，改變照射到光敏電阻上的光度量，發(fā)現(xiàn)流過光敏電 阻的電流Ip將發(fā)生變化，說明光敏電阻的阻值隨入射光輻射照度變化而變化， 暗電阻為MQ級(jí)，亮電阻為幾千歐的下之比可達(dá)10210000000（暗與亮）21.光電探測(cè)器的種類及相應(yīng)的光電器件？答

40、 ：光電子發(fā)射器件：光電管、光 電倍增管；光電導(dǎo)器件：光敏電阻；光生伏特器件：雪崩光電管、光電池、光 電二極管、光電三極管。22.光電探測(cè)器的性能參數(shù)有哪些？詳細(xì)敘述之 。 答：量子效率：響應(yīng)度：光譜響應(yīng)：響應(yīng)時(shí)間和頻率響應(yīng)：噪生等效功率：探 測(cè)度：線性度：。23.光電探測(cè)器的噪聲主要來源于什么 ？答：熱噪聲；暗電流噪聲；散粒噪聲；低頻噪聲。24.作為性能優(yōu)良的光電探測(cè)器應(yīng)具有哪三項(xiàng)基本條件？ 答：光吸收系數(shù)好； 電 子親和力小；光電子在體內(nèi)傳輸過程中受到的能量損失應(yīng)該小，使其逸出深度 大。25.常見的光陰極材料有哪些 ？答：銀氧銫；銻鉀；銻銫。26.光電倍增管的工作原理及結(jié)構(gòu)（組成部分） ，

41、他有什么特點(diǎn)？ 答：工作原理： 光照射在光電陰極上，從光陰極激發(fā)出的光電子，在電場(chǎng)U1的加速下，打在 第一個(gè)倍增級(jí)D1上，由于光電子能量很大，它打在倍增極上時(shí)就又激發(fā)出數(shù) 個(gè)二次光電子，在電場(chǎng)U2的作用下，二次光電子又打在第二個(gè)倍增極上，又 引起電子發(fā)射，如此下去，電子流迅速倍增，最后被陽極收集。組成部分：光 電陰極、倍增極、陽極和真空管。特點(diǎn)：靈敏度高，穩(wěn)定性好，響應(yīng)速度快和 噪聲小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作電壓高，體積大。27.光電倍增管的主要特性參數(shù)有哪些？試敘述他的三個(gè)時(shí)間特性的具體內(nèi)容。 答：靈敏度，放大倍數(shù)，光譜響應(yīng)度，時(shí)間特性，線性度，最大額定值，不穩(wěn) 定性，暗電流，噪聲與信噪比。時(shí)間特性

42、三個(gè)參數(shù)：響應(yīng)時(shí)間：陽極電流脈沖 幅度從最大值的10%上升到90%命題共 2020 第1717頁所經(jīng)過的時(shí)間；渡越時(shí)間：從光脈沖的頂點(diǎn)到 陽極電流輸出最大值所經(jīng)歷的時(shí)間；渡越時(shí)間分散：由于電子初速度不同，電 子透鏡場(chǎng)分布不同，電子走過的路不同，在光脈沖輸入時(shí)，渡越時(shí)間不同。28.常用光敏電阻有哪些 ？答：硫化鎘和硒化鎘光敏電阻； 硫化鉛和硒化鉛光敏 電阻；砷化銦和銻化銦光敏電阻。29.硅光電池有哪兩種類型？有什么區(qū)別 ？答：2DR型：以P型硅為基片，基片上擴(kuò)散磷形成N型薄膜，構(gòu)成PN結(jié)，受 光面是N型層。2CR型：在N型硅片上擴(kuò)散硼，形成薄P型層，構(gòu)成PN結(jié)， 受光面為P型層。30.光電二極管

43、主要工作特性有哪些 ？ 答：光譜響應(yīng)；伏安特性；頻率特性及 噪聲性能；31.光電三極管與普通三極管有什么不同？為什么說光電三極管比光電二極管 輸出電流可以大很多？ 答：光電三極管在原理上相當(dāng)于在普通三級(jí)管的基級(jí)和 集電極間并聯(lián)一個(gè)光電二極管。 光電三極管的內(nèi)增益大， 故可以輸出較大電流。32.在進(jìn)行光電測(cè)試應(yīng)用設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)， 應(yīng)從哪幾個(gè)方面入手？ 答：從四個(gè)方面入 手：對(duì)社會(huì)需求的分析研究；明確儀器在系統(tǒng)中的地位；專利文件檢索；正確 進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)。36.簡(jiǎn)要說明光輻射產(chǎn)生的條件 。答：平衡輻射：物體溫度高于絕對(duì)零度；非平 衡輻射：存在外界激勵(lì)使物體偏離原來熱平衡態(tài)。33.什么是自發(fā)輻射、 受激輻

44、射和受激吸收， 自發(fā)輻射和受激輻射有什么不同？ 答：自發(fā)輻射： 處在高能級(jí)的原子， 沒有任何外界激勵(lì)，自發(fā)地躍遷到低能級(jí)， 并發(fā)射光子。受激輻射：處在高能級(jí)的原子，受到外來光子的激勵(lì)，躍遷到低 能級(jí)并發(fā)射光子。受激吸收：處在低能級(jí)的原子，受到光子的照射時(shí)，吸收光 子而躍遷到高能級(jí)。34.說明發(fā)光的原理 。答：光是從實(shí)物中發(fā)射出來的，因?yàn)閷?shí)物是由大量帶電粒 子組成的，粒子不斷運(yùn)動(dòng)。當(dāng)其運(yùn)動(dòng)受到騷擾時(shí)，就能發(fā)出電磁波。以孤立原 子為例，其電子處于基極，當(dāng)受到外界能量激勵(lì)，電子產(chǎn)生躍遷，很短時(shí)間內(nèi) 電子又會(huì)重回基極， 由能量守恒，重回基極過程中釋放的能量以光的形式釋放。35.光產(chǎn)生的方法有哪些？ 答

45、：電致發(fā)光；光致發(fā)光；生物發(fā)光；化學(xué)發(fā)光；熱 發(fā)光；陰極射線發(fā)光。36.敘述光輻射的類型。答：平衡輻射：熾熱物體的光輻射，又稱熱輻射，光譜 是連續(xù)的；非平衡輻射，是在某種外界作用激發(fā)下，物體偏離原來熱平衡態(tài)而 產(chǎn)生的光輻射。37光源的分類：1、熱光源；2、氣體放電光源；3、固體光源；4、激光光源； 其中氣體放電光源又分為開放式電火花放電光源以及封閉式氣體放電管。38.光源選擇的基本要求有哪些？可分為哪幾種類型？答：發(fā)光光譜特性要求；發(fā)光強(qiáng)度要求；穩(wěn)定性要求。激光光源、發(fā)光二極管、熱輻射光源、氣體發(fā)電 光源。39.白熾燈的種類。 答：真空型：功率不能太高，溫度在24002600k充氣型：2600

46、-3000k wu原子在與空氣碰撞后重回?zé)艚z， 因此溫度比真空型高。40.開放式氣體放電光源的種類，氣體燈的種類，電致發(fā)光屏的類型。 答：直流電弧、高壓電容火花、高壓交流電弧、碳??；脈沖燈、燃燒式閃光泡、 原子光譜燈；標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光屏、直流粉末電致發(fā)光屏、薄膜電致發(fā)光屏。41.發(fā)光二極管的主要特點(diǎn)是什么 ？答：發(fā)光亮度與正向電流之間有線性關(guān)系； 響應(yīng)速度極快；正向電壓很低，容易與集成電路匹配使用；體積小，壽命長(zhǎng)， 單色性好；發(fā)光效率命題共 2020 第1818頁低，有效發(fā)光面小。42.發(fā)光二極管的工作原理，常用種類及它的主要工作特性。答：電致發(fā)光：大量電子和空穴在PN結(jié)中相遇復(fù)合，并以光和熱的形式發(fā)

47、出能量。金屬帽型、 陶瓷型、全樹脂型。發(fā)光效率、光譜特性、伏安特性、發(fā)光亮度、響應(yīng)時(shí)間、 壽命。43.激光有哪些特點(diǎn)，產(chǎn)生激光需要哪些條件 。 答：方向性強(qiáng)、單色性好、亮度高。激勵(lì)源、諧振腔、工作介質(zhì)。44.激光模式有哪幾種，腔內(nèi)光場(chǎng)分布一般用什么來表示， 什么是縱模序數(shù)，橫模序數(shù)。答： 縱模：光場(chǎng)沿軸向的穩(wěn)定分布。橫模：激光腔內(nèi)與軸向垂直的橫截面內(nèi)的穩(wěn)定 光場(chǎng)分縱模序數(shù)：沿腔軸方向上駐波節(jié)點(diǎn)數(shù)；橫模序數(shù)：在光軸垂直方向上的 任一截面內(nèi)，光強(qiáng)在x,y方向上的極小值數(shù)目。45.常用的激光器有哪些， 它們所采用的工作物質(zhì)有哪些， 主要輸出波長(zhǎng)有哪些。 答：氣體激光器：氦氖、氬離子；0.6328nm

48、.固體激光器：紅寶石、玻璃；0.6943nm.染料激光器：二氯氧化硒；0.32-1 nm.半導(dǎo)體激光器：砷化傢；840nm。46、 簡(jiǎn)述光電池、光電二極管的工作原理及區(qū)別？答：光電池和光電二極管 都是基于光伏特效應(yīng)的原理進(jìn)行工作,只不過光電池可以工作在零偏狀態(tài)下,是 光伏工作模式,器件內(nèi)阻遠(yuǎn)低于負(fù)載電阻,相當(dāng)于一個(gè)恒壓源;而光電二極管必須 在反偏電壓下才能工作,是光電導(dǎo)工作模式,器件內(nèi)阻遠(yuǎn)大于負(fù)載電阻,此時(shí)器件 相當(dāng)于一個(gè)恒流源.47、為什么發(fā)光二極管的PN結(jié)要加正向電壓才能發(fā)光？而光電二極管要零偏 或反偏才能有光生伏特效應(yīng)？答：1. p-n結(jié)在外加正向偏壓時(shí)，外加電壓削弱內(nèi) 建電場(chǎng),使空間電

49、荷區(qū)變窄,載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)加強(qiáng),構(gòu)成少數(shù)載流子的注入,從而 在p-n結(jié)附近產(chǎn)生導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴的復(fù)合。一個(gè)電子和一個(gè)空穴的一次復(fù) 合將釋放出與材料性質(zhì)有關(guān)的一定復(fù)合能量，這些能量會(huì)以熱能、光能或部分 熱能和部分光能的形式輻射出來，產(chǎn)生電致發(fā)光現(xiàn)象，這就是LED的發(fā)光機(jī)理。 因?yàn)閜-n結(jié)在外加正向偏壓時(shí)，即使沒有光照，電流也隨著電壓指數(shù)級(jí)在增加， 所以有光照時(shí)，光電效應(yīng)不明顯。p-n結(jié)必須在反向偏壓的狀態(tài)下，有明顯的 光電效應(yīng)產(chǎn)生，這是因?yàn)閜-n結(jié)在反偏電壓下產(chǎn)生的電流要飽和，所以光照增 加時(shí)，得到的光生電流就會(huì)明顯增加。填空題1 光度學(xué)的基本量是 光強(qiáng)，其單位是坎德拉。一個(gè)光度學(xué)基本量單位定

50、義為坎德拉是某一光源在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度，該光源發(fā)出頻率為540 1012HZ的單色輻射，且再次方向上的輻射強(qiáng)度為1/683瓦每球面度(W/sr)。2按照熱輻射體的光譜輻射出射度 Mc()分布形式，熱輻射體可類分為 黑體、 灰體和選擇輻射體。3某光源的相對(duì)色溫為T1意指該光源的光色于溫度為T1的黑體的光色最接 近。光源的色溫為T2意指該光源的光色于溫度為T2的黑體的光色完全一樣。 紅色光源的色溫比藍(lán)色光源的色溫低命題共 2020 第1919頁4.鹵鎢燈玻殼內(nèi)充有 鹵素氣體。鹵鎢燈比通常的白熾燈壽命長(zhǎng)，是由于鹵鎢循 環(huán)減慢了鎢的損耗。5要實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，激光增益介質(zhì)的能級(jí)數(shù)至少為 三能級(jí)。其中

51、壽命較長(zhǎng)的 激光能級(jí)稱為亞穩(wěn)態(tài)。光學(xué)諧振腔的作用是選頻，選方向，正反饋。二能級(jí)準(zhǔn) 分子能夠?qū)崿F(xiàn)受激輻射放大是因?yàn)?基態(tài)上的粒子數(shù)基本為空6氣體放電燈的工作原理為 陰極產(chǎn)生初始電子，然后初始電子加速與氣體分 子碰撞，能量傳給氣體分子，使其激發(fā)、躍遷到高能級(jí)。然后受激發(fā)分子返回 基態(tài)時(shí)，發(fā)射光子，即發(fā)光。根據(jù)陰極電子的發(fā)射形式，氣體放電可分為 弧光放電和輝光放電兩類7.直流氣體放電燈使用 電阻型鎮(zhèn)流器；低頻交流氣體放電燈使用 電感型鎮(zhèn)流 器；高頻氣體放電燈使用 電容型鎮(zhèn)流器。8.P型半導(dǎo)體是向本征半導(dǎo)體中參入 低價(jià)元素形成的。P型半導(dǎo)體中的導(dǎo)電粒 子為空穴。本征半導(dǎo)體的費(fèi)米能級(jí)位于導(dǎo)帶與禁帶的中間。費(fèi)米能級(jí)的位置隨 電子濃度的增加而升高。9.激光調(diào)Q技術(shù)中的Q定義為腔內(nèi)存儲(chǔ)的能量與每秒鐘損耗的能量值比，即20W。調(diào)Q的實(shí)質(zhì)是調(diào)節(jié)損耗率。激光的模包括 橫模和縱模。激光鎖模技 術(shù)中所指的模為縱模。