光電子技術(shù)基礎(chǔ)題庫

1、光電子技術(shù)基礎(chǔ)題庫一填空題光電子器件按功能分為光源器件、光傳輸器件、光控制器件、光探測器件、光存儲器件，光源器件分為 光源和 光源。某一半導(dǎo)體材料的禁帶寬度為3.1 電子伏特，則該半導(dǎo)體本征吸收的長波極限為 納米。最早的電光源是炭弧光燈，最早的激光器是1960年由美國家的梅曼制作的 激光器。4、當(dāng)受激輻射大于受激吸收的時候，物質(zhì)對外表現(xiàn)為光 ，當(dāng)受激輻射小于受激吸收時候，物質(zhì)對外表現(xiàn)為光 。激光器的基本結(jié)構(gòu)包括 ， ， 。6、受激輻射產(chǎn)生的光的特點是： 好， 好， 好。7、發(fā)光的方式很多，但根據(jù)余輝的長短可將發(fā)光大致分成 和 兩類。8、光電探測器的物理效應(yīng)可以分為三大類： 、 和 。9、太陽能

2、電池是利用半導(dǎo)體的 原理直接把光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。10、光纖由傳導(dǎo)光的 和外層的 兩同心圓形的雙層結(jié)構(gòu)組成，且。外面再包以一次涂覆護(hù)套和二次涂覆護(hù)套。11.根據(jù)液晶的分子不同可以將其分為 、 和 液晶。按照聲波頻率的高低以及聲波和光波作用的長度不同，聲光相互作用可以分為 衍射和 衍射 。在間接帶隙半導(dǎo)體中，電子由價帶頂躍遷到導(dǎo)帶底時，需要同時吸收或發(fā)射 ，以補(bǔ)償電子準(zhǔn)動量的變化。光波在光纖中傳播有3種模式，導(dǎo)模（傳輸模）， 和 。15. 光在各向同性介質(zhì)中傳播時，復(fù)極化率的實部表示 與頻率的關(guān)系，虛部表示物質(zhì) 與頻率的關(guān)系。16、液晶顯示所用的液晶材料是一種兼有 和 雙重性質(zhì)的物質(zhì)，它的棒狀

3、結(jié)構(gòu)在液晶盒內(nèi)一般平行排列，但在電場作用下能改變其排列方向。17、某一半導(dǎo)體材料的禁帶寬度為2.6 電子伏特，則該半導(dǎo)體本征吸收的長波極限為 納米。18、光纖通光電子器件按功能分為光源器件、光傳輸器件、光控制器件、光探測器件、光存儲器件，光傳輸器件分為光學(xué)元件(如棱鏡、透鏡、光柵、分束器等)、 和 等。19、受激輻射產(chǎn)生的光的特點是： 好， 好， 好。激光器按工作方式區(qū)分可分為 和 激光器。21.光電子技術(shù)主要研究光與物質(zhì)中的電子相互作用及其 的相關(guān)技術(shù)，是一門新興的綜合性交叉學(xué)科。22、根據(jù)愛因斯坦關(guān)系可知，在一般情況下，受激吸收總是遠(yuǎn)大于受激發(fā)射，絕大部分粒子數(shù)處于基態(tài)；而如果激發(fā)態(tài)的電子

4、數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于基態(tài)電子數(shù)，就會使激光工作物質(zhì)中受激發(fā)射占支配地位，這種狀態(tài)就是所謂的工作物質(zhì)的 狀態(tài)。23、分析激光器的輸出發(fā)現(xiàn)，它是由許多獨立的頻率分量所組成。這些獨立的頻率分量稱為 ，主要分為 和 兩類。24、當(dāng)均勻平面波在無損介質(zhì)界面發(fā)生全反射時，整個介質(zhì)空間的合成場將形成沿界面方向傳播的非均勻平面波：在光密介質(zhì)中，波場沿界面法線方向按駐波分布，稱為 ；在光疏介質(zhì)中，波場沿界面法線方向按指數(shù)衰減分布，稱為 。25、按照材質(zhì)分，光纖可分為 光纖和 光纖兩類。26、由于信號頻率不單一而引起的單一導(dǎo)模各頻率分量所產(chǎn)生的色散，稱為 色散，包括 色散和 色散等。27、激光外調(diào)制器可分為 和 兩類。28

5、、光在各向異性介電晶體中傳播時，分為兩束偏振方向不同的光，向兩個方向折射，稱為光的 現(xiàn)象。它表明光波在晶體中傳播的相速度與光波的 和光波的傳播方向有關(guān)。29、利用電光效應(yīng)可以使電光晶體的折射率隨高度呈線性變化，從而使初射光束方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，稱為 。30、聲光調(diào)制的物理基礎(chǔ)是超聲波引起晶體的應(yīng)變場，使射入晶體的光被這種彈性波衍射，這種物理現(xiàn)象稱為 。光熱效應(yīng)主要包括 效應(yīng)和 效應(yīng)兩種。32. 從信息傳遞的環(huán)節(jié)來看，光電子器件分為光源、 、光調(diào)制器件、光接收與探測探測器件、 。關(guān)于光的特性，波動性雖然能解釋光的干涉、衍射、 等現(xiàn)象，而在能量交換場合，如光的吸收與發(fā)射、 等，就完全失效了。光電子系統(tǒng)中

6、激光產(chǎn)生的光束大都為 光束，它是一種光電子技術(shù)中最常見的 波。從光強(qiáng)分布來看，這一光束呈現(xiàn)中心強(qiáng)、向外單調(diào)下降的規(guī)律，在束半徑處降為軸上強(qiáng)度的 ；軸上光強(qiáng)最大處響應(yīng)的束半徑稱為 ，在其兩側(cè)光束不斷發(fā)散，發(fā)散角與其成反比。35、由于各種因素的影響，自發(fā)輻射并非單色的，而是分布在中心頻率0 附近一個有限的頻率范圍內(nèi)，這一現(xiàn)象稱為 。36、半導(dǎo)體激光器的諧振腔一般是pn結(jié)兩端一對相互平行的晶體 或者拋光平面，其中一個面反射率是100%，另一個略低。37、激光脈沖并不是平滑的，而是包含寬度更窄的短脈沖系列，其中每個短脈沖寬度只在微秒數(shù)量級，并且激勵越強(qiáng)，短脈沖的時間間隔越小。這種現(xiàn)象稱為 。38、 當(dāng)

7、纖芯直徑是光波波長的幾十倍時，光纖中傳播多種模式，不同導(dǎo)模對應(yīng)于不同角度的光線，在入射端和接收端之間具有不同的光程，從而到達(dá)接收端存在時間差，造成顯著的脈沖展寬，產(chǎn)生嚴(yán)重的色散，稱為 色散。39、 光脈沖的相速度表征光纖中某一導(dǎo)模的 移動速度，而群速度表征光脈沖 的傳播速度。40、當(dāng)光纖折射率的非線性和群速負(fù)色散特性共同作用時，光脈沖在傳播過程中可不發(fā)生畸變，或者脈沖形狀隨傳播距離周期性變化，形成 。41、激光的調(diào)制方法有很多，根據(jù)與激光器的關(guān)系可以分為 和 兩大類。 42、通過原點和兩層波矢面的公共交點的連線方向傳播的兩個波具有相同的相速度，這些方向稱為 。43、當(dāng)一束平面偏振光通過磁場作用

8、下的某些物質(zhì)時，其偏振面受到正比于外加磁場平行于傳播方向分量的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象稱為 。44、光電探測技術(shù)就是把被調(diào)制的光信號轉(zhuǎn)換成電信號并將信息提取出來的技術(shù)，又稱為 。45、說到光的本質(zhì)，粒子性與波動性各有其存在合理性，因而通常稱光具有 。46、如果空間傳播的電磁波，其電場矢量在某一特殊平面內(nèi)振動，就稱這種電磁波為 或 。47、光源器件主要分為 光源和 光源兩類。48、光的躍遷主要包括 、 和 三種方式。49、一般來講，譜線展寬分為均勻展寬和非均勻展寬兩大類。均勻展寬主要包括 、 和 ；非均勻展寬主要包括 、 和 。50、從愛因斯坦關(guān)系可知，一般情況下，受激吸收總是遠(yuǎn)大于受激發(fā)射，絕

9、大部 分粒子數(shù)處于基態(tài)；而如果激發(fā)態(tài)的電子數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于基態(tài)電子數(shù)，就會使激 光工作物質(zhì)中受激發(fā)射占支配地位，這種狀態(tài)就是所謂的工作物質(zhì) 狀態(tài)，又稱 。51、分析激光器的輸出時發(fā)現(xiàn)，它是由許多頻率分量所組成。這些獨立的頻率分量稱為 。52、按照聲波頻率的高低以及聲波和光波作用的長度不同，聲光相互作用可以分為 衍射和 衍射 。53、在間接帶隙半導(dǎo)體中，電子由價帶頂躍遷到導(dǎo)帶底時，需要同時吸收或發(fā)射 ，以補(bǔ)償電子準(zhǔn)動量的變化。54、沿著物體的某一方向施加一外磁場，物體內(nèi)各磁疇的磁矩就會向磁場方向偏轉(zhuǎn)，對外呈現(xiàn)磁性，從而引起物質(zhì)的光學(xué)各向異性，這種現(xiàn)象稱為 。55.關(guān)于光的屬性有兩種學(xué)說，一種是胡克和惠

10、更斯的 以及牛頓的 。56. 幾列波在空間某點相遇后，仍保持各自的特性（頻率、波長、振幅、偏振）不變，按照各自原來的方向繼續(xù)傳播，相遇點的電場為各波在該點單獨作用的電場矢量和，這就是所謂的光的 。相干光源包括激光器和由激光與 相互作用而產(chǎn)生的各種新的相干光光源。 激光產(chǎn)生的條件包括 和 兩個必要條件，以及 和 兩個充分條件。在激活介質(zhì)中，粒子數(shù)是反轉(zhuǎn)分布的，粒子在能級上的分布情況與玻爾茲曼分布情況相反，是“上多下少”。要達(dá)到粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，需要有一個機(jī)構(gòu)將低能級粒子抽運(yùn)到高能級，這種機(jī)構(gòu)成為 。激光與普通光源相比，具有許多優(yōu)良的性能，即 好， 好， 好和 高。激光器按照激光連續(xù)性情況分為 和

11、兩類。光電二極管需在反向偏壓下工作，其原理是增加 的寬度，以提高光敏二極管的靈敏度。硅太陽能電池按材料可分為 ， ， 三種類型。64、太陽能電池是利用半導(dǎo)體的 原理直接把光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。二、單選題（共10 分，每小題1分） 1、光源器件中相干光源主要包括激光和（ ）器件等。A 非線性光學(xué) B 波分復(fù)用 C 光纖 D 普通光學(xué)2、根據(jù)激勵方式分為光致發(fā)光、（ ）、場致發(fā)光和化學(xué)發(fā)光。A 等離子體發(fā)光 B 電致發(fā)光 C 陰極射線發(fā)光 D 液晶發(fā)光3、下列不屬于非線性光學(xué)現(xiàn)象的是（ ）。A 泡克爾斯效應(yīng) B 克爾效應(yīng) C 瑞利效應(yīng) D 拉曼散射4、激光外調(diào)制可分為體調(diào)制和（ ）調(diào)制兩類。A 表

12、面 B 電光 C光波導(dǎo) D平面波導(dǎo)5、鈦藍(lán)寶石激光器屬于（ ）。A 固體激光器 B氣體激光器 C液體激光器 D染料激光器6、不屬于光盤記錄的優(yōu)點的是（ ）。A 存儲方式多 B 存儲密度高 C 存儲壽命長 D 傳輸速率高7、顯示用的液晶都是一些有機(jī)化合物，液晶分子的形狀呈棒狀很像“雪茄煙”，其長和寬的尺寸量級是（ ）。A 厘米 B 毫米 C 微米 D 納米 有固體激光器與其他激光器相比的主要優(yōu)點是（ ）。A 輸出光束的質(zhì)量好 B輸出能量大，峰值功率高C 功耗低、轉(zhuǎn)換效率高 D重量輕、體積小9、在光纖通信中最常用的激光器是（ ）。A 光纖激光器 B 氣體激光器 C 半導(dǎo)體激光器 D 固體激光器10

13、、下面那一項不屬于熱致液晶（ ）。A近晶相 B向列相 C膽甾相 D螺距相11、光控制器件包括（ ）、偏轉(zhuǎn)器、光開關(guān)、光雙穩(wěn)器件、光路由器等。A 光耦合器 B 衰減器 C 連接器 D 調(diào)制器12、激光器的構(gòu)成一般由（ ）組成。A 激勵能源、諧振腔和工作物質(zhì) B 固體激光器、液體激光器和氣體激光器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13、 2009年10月6日華人高錕獲諾貝爾物理學(xué)獎，提到光纖以SiO2為材料主要是由于（ ）。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14、不屬于激光調(diào)制器的是（ ）。A 電光調(diào)制器 B 聲光調(diào)制器 C

14、磁光調(diào)制器 D 壓光調(diào)制器15、光纖損耗分為吸收損耗，散射損耗和（ ）。A 色散損耗 B 輻射損耗 C 折射損耗 D 反射損耗16、隨著溫度的升高，光敏電阻的光譜特性曲線的變化規(guī)律為（ ）。A 光譜響應(yīng)的峰值將向長波方向移動B 光譜響應(yīng)的峰值將向短波方向移動C 光生電流減弱D 光生電流增強(qiáng)17、對于白光LED器件，當(dāng)LED基片發(fā)射藍(lán)光時，其對應(yīng)的熒光粉的發(fā)光顏色應(yīng)該為（ ）。A 綠光 B 紫光 C 紅光 D 黃光18、物質(zhì)吸收一定波長的光達(dá)到激發(fā)態(tài)之后，又躍遷回基態(tài)或低能態(tài)，發(fā)射出的熒光波長小于激發(fā)光波長，稱為（ ）。A 斯托克斯熒光 B 反斯托克斯熒光 C 共振熒光 D 熱助線熒光19、將光

15、限制在有包層的光纖線芯中的作用原理是（ ）。A 折射 B 在包層折射邊界上的全內(nèi)反射C 纖芯包層界面上的全內(nèi)反射 D 光纖塑料涂覆層的反射20、光纖通信中光需從光纖的主傳輸信道中取出一部分作為測試用時，用（ ）。A 光衰減器 B 光耦合器 C 光隔離器 D 光纖連接器21、根據(jù)形式不同，通?？梢詫⒐獠妶龇譃槠矫娌?、球面波、柱面波和（ ）。A 曲面波 B 橢圓面波 C 拋物面波 D 雙曲面波22、有一個球面的光學(xué)諧振腔，r1=1.5m,r2=-1m,L=80cm，它屬于（ ）。A 對稱共焦腔 B 穩(wěn)定腔 C 不穩(wěn)定腔 D 臨界腔23、 激光和普通光源相比，具有許多優(yōu)良的性能，下列不屬于激光的優(yōu)

16、點的是（ ）。A 方向性好 B 穩(wěn)定性好 C 相干性好 D 單色性好24、與其他激光器相比，不屬于激光二極管優(yōu)點的是（ ）。A 驅(qū)動功率和電流較低 B 可直接進(jìn)行光調(diào)制 C 效率高、工作壽命長 D 體積小、重量輕25、下列不屬于激光鎖模的方法是（ ）。A 自鎖模 B 被動鎖模 C 主動鎖模 D 調(diào)Q鎖模26、折射率橢球任一矢徑的方向，表示光波電位移矢量的一個方向。矢徑的長度表示電位移矢量沿矢徑方向振動的光波的（ ）。A 極化強(qiáng)度 B 極化率 C 介電常數(shù) D 折射率27、當(dāng)光介質(zhì)兩端所加外加電場較強(qiáng)時，介質(zhì)內(nèi)的電子分布狀態(tài)將發(fā)生變化，以致介質(zhì)的（ ）以及折射率也各向異性的發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為

17、電光效應(yīng)。A 極化強(qiáng)度 B 極化率 C 折射率 D 介電常數(shù)28、大面積弱光探測主要采用的光電探測器是（ ）。A 硅光電二極管 B 光敏電阻C 光電倍增管 D 光電池29、液晶是一種重要的顯示介質(zhì)，下列不屬于液晶的性質(zhì)的是（ ）。A 具有液體的流動性 B 良好的光電導(dǎo)特性C 具有固體的光學(xué)性質(zhì) D 具有雙折射性質(zhì)30、下列不屬于平板顯示器件的是（ ）。A 陰極射線管顯示器 B 液晶顯示器C 本征場致發(fā)射顯示器 D 等離子體顯示器31、光譜線展寬分為均勻展寬和非均勻展寬兩大類，下列不屬于均勻展寬的是（ ）。A 自然展寬 B 多普勒展寬 C 熱振動展寬 D 碰撞展寬32、激光工作物質(zhì)的泵浦方法有很

18、多，下列選項中不屬于常用的泵浦方法的是（ ）。A 光激勵 B 電激勵 C 磁激勵 D 熱激勵33、半導(dǎo)體激光器的遠(yuǎn)場特性是指離激光器輸出端面一定距離處的（ ）分布。A 光強(qiáng) B 電場強(qiáng)度 C 相干性 D 偏轉(zhuǎn)程度34、雙異質(zhì)結(jié)的室溫閾值電流密度比單異質(zhì)結(jié)的室溫閾值電流密度（ ）。A 高 B 低 C相等 D根據(jù)實際情況有高有低35、下列不屬于激光的調(diào)Q技術(shù)的是（ ）。A 染料調(diào)Q B電光調(diào)Q C聲光調(diào)Q D磁光調(diào)Q36、 下列不屬于光波導(dǎo)的是（ ）。A 平面光波導(dǎo) B 條形光波導(dǎo) C 球形光波導(dǎo) D 光纖37、（ ）僅具有一條光軸，稱為單軸晶體。A 低級晶族 B 中級晶族 C 高級晶族 D 立方

19、晶系 硅光電二極管是應(yīng)用最廣的一種光探測器，下列不屬于硅光電二極管的優(yōu)點的是（ ）。A 量子效率高、壽命長 B信噪比高、響應(yīng)快C 靈敏度高、體積小 D無需偏壓、弱光效應(yīng)好39、在光纖通信中最常用的激光器是（ ）。A 光纖激光器 B 氣體激光器 C 半導(dǎo)體激光器 D 固體激光器40、液晶主要分為兩類，分別是（ ）。A近晶相和向列相液晶 B 膽甾相和螺距相液晶C 層狀液晶和絲狀液晶 D 熱致液晶和溶致液晶41、紅寶石激光器屬于（ ）。A 固體激光器 B氣體激光器 C液體激光器 D染料激光器42、顯示用的液晶都是一些有機(jī)化合物，液晶分子的形狀呈棒狀很像“雪茄煙”，其長和寬的尺寸量級是（ ）。A 厘米

20、 B 毫米 C 微米 D 納米 43、在非本征半導(dǎo)體中，載流子（電子和空穴）的激發(fā)方式為（ ）。A 電 B 熱 C 磁 D 摻雜44、下列選項中不屬于光纖激光器優(yōu)點的是（ ）A 采用光纖耦合方式，耦合效率高 B 纖芯直徑小，激光器閾值和轉(zhuǎn)換效率高 C 可采用單模工作方式，輸出光束質(zhì)量高 D 光纖硬度高，從而使激光器的機(jī)械性能好45、以下不屬于二階非線性光學(xué)導(dǎo)致的物理現(xiàn)象的是（ ）A 雙光子吸收 B 和頻效應(yīng) C 光參量振蕩 D 光學(xué)整流46、半導(dǎo)體激光器的縮寫是（ ）。A LED B LD C LCD D ELD47、雙異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器的室溫閾值電流密度比單異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器的室溫閾值電流密

21、度（ ）。A 高 B 低 C相等 D根據(jù)實際情況有高有低硅光電二極管是應(yīng)用最廣的一種光探測器，下列不屬于硅光電二極管的優(yōu)點 的是（ ）。A 量子效率高、壽命長 B信噪比高、響應(yīng)快C 靈敏度高、體積小 D無需偏壓、弱光效應(yīng)好49、在光纖通信中最常用的激光器是（ ）。A 光纖激光器 B 氣體激光器 C 半導(dǎo)體激光器 D 固體激光器50、下面哪一項不屬于熱致液晶（ ）。A近晶相 B向列相 C膽甾相 D螺距相51、光纖通信中從光纖的主傳輸信道中取出一部分作為測試用時，用（ ）。A 光衰減器 B 光隔離器 C光耦合器 D 光纖連接器52、下列有關(guān)半導(dǎo)體與絕緣體在能帶上的說法中，正確的是（ ）。A 在絕緣

22、體中，電子填滿了所有的能帶B 在0 K下，半導(dǎo)體中能帶的填充情況與絕緣體是相同的C 半導(dǎo)體中禁帶寬度比較大D 絕緣體的禁帶寬度比較小53、一束光線以30o入射角由光纖端面入射（空氣的折射率為1），光纖的纖芯和包層的折射率分別為1.6和1.5，則光纖的數(shù)值孔徑為（ ）。A 0.5568 B 0.7798 C 1.3243 D 1.3412 54、2009年10月6日授予華人高錕諾貝爾物理學(xué)獎，提到光纖以SiO2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55、隨著溫度的升高，光敏電阻的光譜特性曲線的變化規(guī)律為（ ）。A 光譜響應(yīng)的峰值將向長

23、波方向移動B 光譜響應(yīng)的峰值將向短波方向移動C 光生電流減弱D 光生電流增強(qiáng)56、以下物理現(xiàn)象不屬于非線性光學(xué)現(xiàn)象的是（ ）。A 光倍頻 B 光參量振蕩 C 光偏振 D 科爾效應(yīng)57、對于白光LED器件，當(dāng)LED基片發(fā)射藍(lán)光時，其對應(yīng)的熒光粉的發(fā)光顏色應(yīng)該為（ ）。A 綠光 B 紫光 C 紅光 D 黃光58、與其他激光器相比，不屬于激光二極管優(yōu)點的是（ ）。A 驅(qū)動功率和電流較低 B 可直接進(jìn)行光調(diào)制 C 效率高、工作壽命長 D 體積小、重量輕59、液晶是一種重要的顯示介質(zhì)，下列不屬于液晶的性質(zhì)的是（ ）。A 具有液體的流動性 B 具有固體的光學(xué)性質(zhì)C良好的光電導(dǎo)特性 D 具有雙折射性質(zhì)60、

24、物質(zhì)吸收一定波長的光達(dá)到激發(fā)態(tài)之后，又躍遷回基態(tài)或低能態(tài)，發(fā)射出的熒光波長小于激發(fā)光波長，稱為（ ）。A 斯托克斯熒光 B 反斯托克斯熒光 C 共振熒光 D 熱助線熒光三、判斷題（共 10分，每小題 1 分，正確的在括號內(nèi)打，錯誤的打）1、羅丹明6G染料激光器屬于氣體激光器。 （ ）2、光信息存儲包括持續(xù)光譜燒孔和三維光信息存儲、電子俘獲光存儲技術(shù)、全息信息存儲、光致變色存儲等新技術(shù)。 （ ）3、根據(jù)隔離器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為尾纖型、連接器端口型和微型化型，尾纖型和連接器端口型也稱在線型。 （ ）4、改進(jìn)光纖連接器回波損耗的主要通常將光纖端面加工成球面或斜球面，或?qū)⒍嗣驽兡さ确椒ā?（ ）5、等離

25、子體就是高度電離化的多種粒子存在的空間，其中帶電粒子有電子、正離子，不帶電粒子有氣體原子、分子、中子、受激原子、亞穩(wěn)原子等。 （ ）6、探測器的量子效率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。 （ ）7、等離子體顯示通過電流激發(fā)氣體，發(fā)出肉眼看不見的紫外光碰擊后面玻璃上的紅、綠、藍(lán)三色熒光體，再發(fā)出在顯示器上看到的可見光。 （ ）8、液晶的分子都具有細(xì)長條狀結(jié)構(gòu)，分子取向與液晶表面狀態(tài)和其他分子有關(guān)。當(dāng)外界的電場、磁場和溫度稍有變化，分子的排列方向也隨之變化，分子的運(yùn)動便會發(fā)生紊亂，從而使光學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化。 （ ）9、對于白光LED器件，當(dāng)LED基片發(fā)射藍(lán)光時，其對應(yīng)的

26、熒光粉的發(fā)光顏色應(yīng)該為紅光。 （ ）10、光纖通信中光從光纖主傳輸信道中取出一部分測試用，用光隔離器。 （ ）11、根據(jù)隔離器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為塊狀型、光纖型、波導(dǎo)型等。 （ ）12、陰極射線發(fā)光是發(fā)光體在外電場或電流作用下激發(fā)發(fā)光。 （ ）13、世界上第一臺激光器是液體激光器。 （ ）14、固體激光器與其他激光器相比的主要優(yōu)點是輸出光束的質(zhì)量好。 （ ）15、當(dāng)今信息時代，光電子技術(shù)的應(yīng)用在信息通信、宇宙探測、軍事國防和災(zāi)害救援等多個領(lǐng)域。 （ ）16.電光晶體的非線性電光效應(yīng)主要與外加電場和晶體性質(zhì)有關(guān)。 （ ）17、LED顯示器的響應(yīng)時間為飛秒級。 （ ）18、連接器指標(biāo)有插入損耗、回波損

27、耗、譜損耗、背景光耦合、串?dāng)_、帶寬等，其中最重要的為插損和回?fù)p，對于活動性光纖連接器還有重復(fù)性和互換性。（ ）19、高場電致發(fā)光是熒光粉中的電子或由電極注入的電子在外加強(qiáng)電場的作用下在晶體內(nèi)部加速，碰撞發(fā)光中心并使其激發(fā)或離化，電子在躍遷到激發(fā)態(tài)時發(fā)光。 （ ）20、探測器的量子效率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。 （ ）21、多普勒展寬是由于氣體物質(zhì)中作熱運(yùn)動的發(fā)光粒子所產(chǎn)生的輻射的多普勒頻移引起的。 （ ） 22、非相干光源發(fā)射的光來源于原子或分子的受激輻射，而無數(shù)原子受激輻射的光波，其方向、頻率及相位等都是很不確定的、分散的，與現(xiàn)存的人為形成且相位一致的電

28、波相比，它們都是雜亂無章的噪聲光，向四面八方無規(guī)則輻射，其頻譜成分如同火花放電一樣，是白噪聲。 （ ）23、光的散射是由于光與物質(zhì)的諧振相互作用導(dǎo)致的。 （ ）24、實際應(yīng)用中，常需要單色性極好、頻率穩(wěn)定度極高的激光器，即單模工作激光器。 （ ）25、 染料激光器多采用電泵浦的方式進(jìn)行激勵。 （ ）26、激光調(diào)Q技術(shù)是壓縮光脈沖寬度，提高峰值功率的一種有效方法。 （ ）27、全反射過程中光功率和場均被全反射，不發(fā)生透射。 （ ）28、對于單軸晶體，正常折射率和非常折射率越大，說明沿該方向傳播的光雙折射現(xiàn)象越明顯。 （ ）29、對于聲光晶體，在低聲頻和相互作用長度（聲場厚度）不太大的情況下，發(fā)生

29、拉曼-奈斯衍射。 （ ）30、對于外光電效應(yīng)，當(dāng)光的強(qiáng)度大于某一值時，電子將以一定速度從發(fā)射體表面發(fā)射。 31、幾列波在空間某點相遇后，仍保持各自的特性（頻率、波長、振幅、偏振）不變，按照各自原來的方向繼續(xù)傳播，相遇點的電場為各自在該點單獨作用的電場的矢量和，這就是所謂光的獨立傳播原理。 （ ）32、不管激光的諧振腔是哪種光學(xué)諧振腔，它們都有一個共性，都是閉腔，即側(cè)面是封閉的，這使偏軸模不斷耗散，以保證激光定向輸出。 （ ）33、半導(dǎo)體激光器相比其他激光器的缺點是輸出性能易受溫度影響，光束發(fā)散角較大。 （ ）34、探測器的量子效率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。

30、 （ ）35、激光穩(wěn)頻技術(shù)是為解決頻率漂移而發(fā)展起來的一種激光技術(shù)。 （ ）36、在介質(zhì)波導(dǎo)中，電磁場集中并封閉于芯區(qū)，在襯底、覆蓋層和包層中沒有電磁場的存在。 （ ）37、塑料光纖損耗小、性能好，常用于通信；石英光纖損耗大、易于耦合、制作容易，用于短距離能量傳導(dǎo)等。 （ ）38、光纖的色散主要來自于傳播常量的變化，而最終表現(xiàn)出接收端信息接收時間的延長。 （ ）39、半導(dǎo)體激光器主要的調(diào)制方式是外調(diào)制。 （ ）40、晶體的電光系數(shù)越大，相應(yīng)的半波電壓越高。 （ ）41、世界上第一臺激光器是液體激光器。 （ ）42、Nd:YAG是正方晶系，基質(zhì)很硬，光學(xué)質(zhì)量好，熱導(dǎo)率高，閾值較低，可用于連續(xù)波運(yùn)

31、轉(zhuǎn)的中低功率小型化器件，也可用于高能量的側(cè)泵脈沖激光器件。 （ ）43、在光纖傳輸系統(tǒng)中，為了增大傳輸信息量，或為了某些傳感與特殊應(yīng)用需要將不同波長的光混合后送入光纖，即進(jìn)行和波，或者相反，把不同波長的光從光纖光路中分離出來，即進(jìn)行分波，可用光耦合器來實現(xiàn)。 （ ）44、相位延遲是由光電效應(yīng)引起的雙折射造成的，所以稱為光電相位延遲。 （ ）45、染料激光器多采用光泵浦的方式進(jìn)行激勵。 （ ）46、通常直接帶隙半導(dǎo)體被用來制作光電探測器，而間接帶隙半導(dǎo)體通常被用來制作發(fā)光器件。 （ ）47、為了獲得較低的閾值和盡可能高的激光輸出功率，要求固體激光材料摻入的激活離子必須具有有效的激勵光譜和較大的受

32、激發(fā)射截面。 （ ）48、光解離碘原子化學(xué)激光器屬于氣體激光器。 （ ） 49、光的自發(fā)輻射、受激吸收和受激輻射三種躍遷方式中光與物質(zhì)的相互作用過程都屬于共振相互作用過程，而另一種非諧振相互作用會引起散射等物理現(xiàn)象，導(dǎo)致光傳播中折射率等變化。 （ ）50、固體激光器與其他激光器相比的主要優(yōu)點是輸出光束的質(zhì)量好。 （ ）四、簡答題（共 45 分）1、以一個三能級原子系統(tǒng)為例，說明激光器的基本組成和產(chǎn)生激光的基本原理。（10分）2、光纖的基本結(jié)構(gòu)是什么？單獨的纖芯可否作為光波導(dǎo)？包層的作用是什么？光纖傳輸光的基本原理是什么？什么是光纖的數(shù)值孔徑？（10 分）3、光電效應(yīng)包括哪幾類？簡述發(fā)光二極管、

33、太陽能電池以及光電二極管工作原理的異同。（10 分）4、對光進(jìn)行外調(diào)制有哪些典型方式，請詳細(xì)說明？（10分）簡述光的非線性效應(yīng)。（5分）6.試簡單分析光纖通信與其他通信方式相比的優(yōu)點和特點，并分析玻璃光纖的色散與吸收損耗。（10分）7、激光器按激光工作介質(zhì)來劃分可分為幾類？各舉出一個典型激光器。分析四能級與三能級激光器相比所具有的優(yōu)點。（10 分）8、比較光子和光熱探測器在作用機(jī)理、性能及應(yīng)用特點等異同。（10分）9、簡述電光效應(yīng)與聲光效應(yīng)發(fā)生的物理機(jī)制。（10 分）簡述光的非線性效應(yīng)。（5分）11.光電子器件按功能分為哪幾類？每一類大致包括哪些器件？（10分）12、為什么二能級系統(tǒng)不能產(chǎn)生激

34、光？（10 分）13、什么是光波導(dǎo)？平面介質(zhì)光波導(dǎo)中幾類模式各有何特點？（10分）14、簡述電光效應(yīng)與聲光效應(yīng)發(fā)生的物理機(jī)制。（10 分）15、什么是受激輻射？（5分）16、分析四能級與三能級激光器相比所具有的優(yōu)點。（10分）17、什么叫雙折射現(xiàn)象？如何確定單軸與雙軸晶體的光軸？（10 分）18、光探測器的物理效應(yīng)主要有哪幾類？每類有哪些典型效應(yīng)？（10 分）19、高級晶族、中級晶族、低級晶族的折射率橢球各有何特點？（10分）20、什么是三基色原理？彩色重現(xiàn)是什么含義？（5分）21、說明內(nèi)光電效應(yīng)和外光電效應(yīng)的差別。（10分）22、對光進(jìn)行外調(diào)制有哪些典型方式，請詳細(xì)說明？（10分）光電倍增管

35、由哪幾部分組成？簡述每部分的作用。（15 分）24.光電效應(yīng)包括哪幾類？舉出每類的代表性器件。（10分）25、什么是聲光調(diào)制，分為哪幾種類型，判斷依據(jù)是什么？（15 分）26、什么是三基色原理，彩色重現(xiàn)的含義是什么？（10分）五、計算題（共15分）1.對于3m晶體LiNbO3，試求外場分別加在x,y和z軸方向的感應(yīng)主折射率及相應(yīng)的相位延遲（這里只求外場加在x方向上）。2.一塊45度-z切割的GaAs晶體，長度為L，電場沿z方向，求縱向運(yùn)用時的相位延遲。3. 設(shè)有一平面介質(zhì)波導(dǎo)，各層折射率分別為=2.21, =2.1, =1,波導(dǎo)層厚度。若總反射相移為，則當(dāng)入射光波長為時， （1）波導(dǎo)中能傳輸?shù)?/p>

36、模式總數(shù)是多少？ （2）要想傳輸單模，波導(dǎo)層厚度應(yīng)如何設(shè)計？ （3）若要傳輸?shù)娜肷浼す?，重?fù)（1）、（2）的計算。4. 全息存儲中，全息圖記錄地是物體發(fā)射或散射出的光場的完整信息，包括光場的振幅和位相。它利用傅立葉變換制作直徑約1mm的小全息圖，排成列陣，或者像唱片那樣排列在旋轉(zhuǎn)的圓盤上。5.光開關(guān)的性能指標(biāo)有哪些？分別如何定義？光開關(guān)的光學(xué)特性參數(shù)主要指插入損耗、回波損耗、隔離度、工作波長、消光比、開關(guān)時間等。插入損耗 輸入和輸出端口之間以分貝數(shù)表示的光功率的減少 式中，為進(jìn)入輸入端光功率；為輸出端光功率。回波損耗（也稱為反射損耗或反射率） 從輸入端返回的光功率與輸入光功率的比值，以分貝表示

37、 式中，為進(jìn)入輸入端的光功率；是輸入端口收到的返回光功率。隔離度 兩個相隔輸出端口以分貝數(shù)表示的光功率的比值 式中，m，n為光的兩個隔離端口（）；是光從端口輸入時n端口的輸出光功率，是光從端口輸入時在m端口測得的光功率。遠(yuǎn)端串?dāng)_ 光開關(guān)接通端口的輸出光功率與串入另一端口的輸出光功率的比值。近端串?dāng)_ 當(dāng)其他端口接匹配終端，連接的端口與另一個名義上是隔離的端口的光功率之比。消光比 兩個端口處于導(dǎo)通和非導(dǎo)通狀態(tài)的插入損耗之差。 式中，為n、m端口導(dǎo)通時的插入損耗，為非導(dǎo)通時的插入損耗。開關(guān)時間 開關(guān)端口從某一初始態(tài)轉(zhuǎn)為通或斷所需的時間，開關(guān)時間從在開關(guān)上施加或撤去轉(zhuǎn)換能量的時刻起測量。6.已知GaA

38、s禁帶寬度為1.4，求GaAs的LED的峰值波長。而實測GaAs的LED的峰值波長為1127nm，為什么？峰值波長由材料禁帶寬度決定： 實際光電半導(dǎo)體中，雜質(zhì)和晶體缺陷所形成的能級與導(dǎo)帶間的禁帶寬度比價帶間的主禁帶寬度要窄得多，因此波長比峰值波長長的光將把這些雜質(zhì)能級中的電子激發(fā)到導(dǎo)帶衷曲，從而使光敏電阻的光譜響應(yīng)向長波方向有所擴(kuò)展。光電導(dǎo)探測器在工作，此時材料得暗電阻，光電流為，探測系統(tǒng)頻帶為100MHz。計算負(fù)載電阻為，和，時的SNR。這些結(jié)果說明了什么？ S為信號功率，N為噪聲功率 電流信噪比 光功率產(chǎn)生的信號光電流，噪聲電流 電壓信噪比 熱噪聲功率 PIN光電二極管，受波長為的個光子的

39、照射，其間輸出端產(chǎn)生個光子。計算量子效率和響應(yīng)度。 由量子效率定義得： 由響應(yīng)度定義式得： 再由得出 代入上式得：已知GaAs禁帶寬度為1.4，求GaAs的LED的峰值波長。而實測GaAs的LED的峰值波長為1127nm，為什么？峰值波長由材料禁帶寬度決定： 實際光電半導(dǎo)體中，雜質(zhì)和晶體缺陷所形成的能級與導(dǎo)帶間的禁帶寬度比價帶間的主禁帶寬度要窄得多，因此波長比峰值波長長的光將把這些雜質(zhì)能級中的電子激發(fā)到導(dǎo)帶衷曲，從而使光敏電阻的光譜響應(yīng)向長波方向有所擴(kuò)展。10.正單軸晶體的折射率、的大小關(guān)系如何？寫出其折射率橢球表達(dá)式，并畫出正單軸晶體波氏面截面圖。 正單軸晶體，其折射率橢球方程為11.簡述電

40、光衍射與聲光衍射發(fā)生的物理機(jī)制。通常我們認(rèn)為一個材料的介電常量與外場無關(guān)，為恒值，但理論和試驗均證明，介電常量是隨電場強(qiáng)度而變化的，只不過一般情況下外加電場較弱，我們可以作弱場近似，認(rèn)為介電常量與電場強(qiáng)度無關(guān)；但當(dāng)光介質(zhì)的兩端所加外加電場較強(qiáng)時，介質(zhì)內(nèi)的電子分布狀態(tài)將發(fā)生變化，以致介質(zhì)的極化強(qiáng)度以及折射率也各向異性地發(fā)生變化。此外，這種效應(yīng)遲豫時間很短，僅有量級，外加電場地施加或撤銷導(dǎo)致地折射變化或恢復(fù)瞬間即可完成。 聲波的應(yīng)變場也能改變某些類型晶體地折射率，由于聲波的周期性，會引起折射率的周期性變化，產(chǎn)生類似于光柵的光學(xué)結(jié)構(gòu)，超聲波引起晶體的應(yīng)變場，使射入晶體中的光波被這種彈性波衍射。12.

41、簡述磁光偏轉(zhuǎn)與天然雙折射之間的區(qū)別。天然旋光效應(yīng)與磁光效應(yīng)的本質(zhì)區(qū)別在于：光束返回通過天然旋光介質(zhì)時，旋轉(zhuǎn)角度與正向入射時相反，因而往返通過介質(zhì)的總效果是偏轉(zhuǎn)角為零；而由于磁致旋光方向與磁場方向有關(guān)，而與光的傳播方向無關(guān)，因而光往返通過法拉第旋光物質(zhì)時，偏轉(zhuǎn)角度增加一倍。13.什么叫聲光調(diào)制？分哪幾種類型？其判據(jù)是什么？聲波的應(yīng)變場也能改變某些類型晶體地折射率，由于聲波的周期性，會引起折射率的周期性變化，產(chǎn)生類似于光柵的光學(xué)結(jié)構(gòu)，從而對入射的光波產(chǎn)生調(diào)制，這種調(diào)制稱為聲光調(diào)制。按照超聲波頻率的高低和光波相對聲場的入射角度及兩者相互作用的長度，將聲光衍射分為拉曼奈斯衍射和布拉格衍射兩類。拉曼奈斯

42、衍射與布拉格衍射的判斷依據(jù)用聲光相互作用特征長度來表示 拉曼奈斯衍射 布拉格衍射 過渡區(qū) 24.試設(shè)計一種磁光大電流測試儀，畫出其原理圖，并說明其工作原理。將大電流線圈繞在一塊電磁性較強(qiáng)的鐵介質(zhì)上做成一電磁鐵，由法拉第效應(yīng)可知，當(dāng)一束平面偏振光通過磁場作用下的某些物質(zhì)時，如、等，其偏振面受到正比于外加磁場平行于傳播方向分量的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，然后再通過一檢偏器，測出發(fā)生偏轉(zhuǎn)的角度。法拉第效應(yīng)中光矢量偏振面的旋轉(zhuǎn)角表達(dá)式為，式中，B為平行于傳播方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度分量，為光在介質(zhì)中的傳播長度，稱為費而德常量。再由B與的關(guān)系就可得出電流值。25.用鏡面反射模型分析形成聲光布拉格衍射的條件。參考圖5-17。為簡單起見，暫且不考慮這些反射鏡的移動。在某一給定方向上發(fā)生衍射的必要條件是：在同一鏡面上的各點對該方向衍射有貢獻(xiàn)的反射波必須同相，以產(chǎn)生相長干涉?？紤]圖中的C和B兩點，欲在角方向產(chǎn)生衍射，則要求光程差是光波波長的整數(shù)倍，即 ()顯然，只有當(dāng)時，同一鏡面