光电技术试题及答案

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1、中中 国国 海海 洋洋 大大 学学 命命 题题 专专 用用 纸纸（首页）2005-20062005-2006 学年第学年第 2 2 学期学期 试题名称试题名称 ：光电技术光电技术 （A A 卷）卷） 共共 4 页页 第第 1 页页 专业专业年年级：级： 学号学号 姓名姓名 授课教师名授课教师名 分数分数 （请将计算题的答案写在答题纸答题纸上，其余直接作在试卷上）一、一、填空（填空（5050 分分 每题每题 2 2 分）分）1. 一个光源发出频率为 5401012Hz 的单色辐射，在此方向上的辐强度为（1/683）W/sr，则该光源在该方向上发光强度为 。2. 光度量和辐射度量之间的关系可以用

2、和 表示。3. 掺钕石榴石（Nd：YAG）激光器属于 能级系统，振荡波长通常为 。 4. 常用的彩色胶卷一般分为日光型和灯光型，这是按照 区分的。5. 半导体激光器的发光属于 辐射，发光二极管发光属于 辐射，两种辐射最根本的区别在于 。6. 大气分子散射中，若辐射波长远大于分子的线度，则称为 散射。若辐射波长远小于分子的线度，则称为 散射。7. 光波在大气中传播时，大气分子的固有吸收频率是由 决定的。8. 横向电光调制中，略去自然双折射的影响，若半波电压是 1000V，要产生/2的位相差需加电压为 。9. 一般利用大气在近红外区对光具有的几个共振吸收波长，将近红外区分为八个区段，将透过率较高的

3、波段称为 。10. 黑白显象管由 、 、 和 组成 。授课教师授课教师命题教师或命题负责人命题教师或命题负责人 签签 字字院系负责人院系负责人 签签 字字年年 月月 日日中中 国国 海海 洋洋 大大 学学 命命 题题 专专 用用 纸纸（附页）2005-20062005-2006 学年第学年第 2 2 学期学期 试题名称试题名称 ：光电技术光电技术 （A A 卷）卷） 共共 4 页页 第第 2 页页11. 硅光电池在 偏置时，其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系，且动态范围较大。12. 纵向电光效应的电场方向的特点 。13. 光机扫描方式中存在三种多元扫描方式： 、 、。14. 光热效应是指

4、的一种效应。15. 半波电压是表征电光晶体性能的一个重要参数，这个电压越 （大、小）越好，特别是在宽频带高频率情况下，半波电压越小，需要的调制功率就越 （大、小） 。 16. 调制方式主要应用于半导体光源。这种调制方式又可分为 和 两种。17. 外光电效应指 现象。18. 光热效应与单光子 无关，因而 没有选择性，响应速度慢。19. 热致液晶可分为 、 和 三种类型,其中 液晶是目前显示器的主要材料。20. 光束调制根据调制参量的不同可以分为 、 、 和调制。中中 国国 海海 洋洋 大大 学学 命命 题题 专专 用用 纸纸（附页）2005-20062005-2006 学年第学年第 2 2 学期

5、学期 试题名称试题名称 ：光电技术光电技术 （A A 卷）卷） 共共 4 页页 第第 3 页页21. 声光调制就是利用 将信息加载到光载波上的物理过程。调制信号是以电信号形式作用在 上，其将电信号转变为 ，光载波通过超声波场时，由于声光效应使光载波受到 调制，带有信息。22. 光电导效应是 效应。是目前应用最为广泛的一种光子效应，只发生在某些 材料中， 材料没有光电导效应。23. 红外成像中信号处理的基本任务（无需测温的情况下）是 。24. 接受系统对被探测景物的分解方式决定了光电成像系统的类型，基本上可以分为三种： 、 、 。25. 液晶分为两大类： 和 。二、计算题（二、计算题（1010

6、分）分） 已知一个 Si 光电二极管的灵敏度 S=0.5A/W，结电导 g=0.005S，屈膝电压 u=10V，入射光信号功率 P=5+3sint（W） ，反向偏置电压 V=40V。求（1）画出此时的基本电路图（2）计算电信号输出的最大功率，以及送到放大器时最大功率对应的直流电阻 RP和放大器的输入电阻 Ri。 三、问答分析题（三、问答分析题（4040 分）分）1(6 分)声光相互作用中，产生布喇格衍射的条件以及布喇格衍射的特点是什么？2.(6 分)根据电光强度调制的原理，请说出图 1 中电光晶体在激光器中的作用和工作类型（根据两个偏振片通光方向的相互位置）及工作过程。中中 国国 海海 洋洋

7、大大 学学 命命 题题 专专 用用 纸纸（附页）2005-20062005-2006 学年第学年第 2 2 学期学期 试题名称试题名称 ：光电技术光电技术 （A A 卷）卷） 共共 4 页页 第第 4 页页YAG氙灯氙灯透反镜透反镜全反镜全反镜电光电光 晶体晶体偏振偏振 器器图 1 3 （7 分）简述像管的结构以及像管和摄像管的区别。4 （8 分）在图 2 中所示为一种真空探测器，在图中标出其组成的三大部分，并叙述其工作原理。5 （13 分） （1）判断图 3 中所示为哪种探测器，具体是哪种类型并写出图中的电极名称。（2）叙述该探测器的组成和工作原理。图 2 图 3光电技术光电技术 试卷试卷

8、A A 参考答案参考答案光子光子cabdbca入射光入射光一、填空（每题 2 分） 1.1 坎德拉(或 1cd) 2.光视效能 光视效率 3.四能级 1064nm 4.色温 5.受激 自发 相干性 6.瑞利 米氏 7.分子内部的运动形态 8.500V 9.大气窗口 10. 电子枪、偏转系统、荧光屏和玻璃外壳 11. 反向 12. 电场方向与所加磁场方向相同 13. 串连扫描 并联扫描 串并混和扫描 14. 物体吸收光 引起温度升高 15. 小 小 16. 直接（内） 模拟 数字 17. 发生在物质表面上的光电转换现象 18. 能量h大小（频率/波长） 频率（波长） 19. 近晶相 向列相 胆甾

9、相 向列相 20. 调幅 调相 调频 强度 21. 声光效应 电-声换能器上 超声波场 强度 22. 内光电 半导体 金属材料 23. 形成与景物温度相应的视频信号 24. 光机扫描 电子束扫描 固体自扫描 25. 溶致液晶 热致液晶二、计算题（10 分） 解：图 2 分放大器往往是光电探测器的直接下级，探测器的输出电阻就是放大器的输入电阻（RL=Ri） 。从 题目可知是已知输入功率前提下，求最佳负载电阻的问题。光功率 P0=5（W） ，P=8（W） ， 根据公式 （2 分）.)(1011. 0) (2 2) (60SuVguPPSGPCRpRL（1 分）)(09. 9)(1009. 916M

10、GRPP光电二极管的结电导 g=0.005s，GL=GP+g，GL=0.115s，放大器的输入电阻为： （1 分）（1 分）)(7 . 81MGRRLLi（2 分）)(52. 6) (0VgGGPPSuLPHM（1 分）)(44. 2212WuGPHMLH三、问答分析题（35 分）1、 （6 分） 产生布喇格衍射条件：声波频率较高，声光作用长度 L 较大，光束与声波波面间以一定的 角度斜入射。(3 分) 特点：衍射光各高级次衍射光将互相抵消，只出现 0 级和+1 级（或1 级）衍射光（3 分） 。2、 （6 分） 答：（分析：电光调制器和偏振片构成了电光开关，根据两个偏振片通过的方向的相互垂直

11、， 电光开关可分为两种类型：加压式（加上电压开关接通）和退压式（不加压开关接通） ） 。 本题属于退压式（1 分） 。 电光开关在激光技术中主要用作激光器的 Q 开关，与激光器组合成电光调 Q 激光器，可用来 产生脉宽为纳秒量级的巨脉冲激光。激光通过偏振器成为线偏振光，激光经过电光晶体，当不 加电压时，由反射镜反射的偏振光经电光晶体后，偏振态不变，光可以通过；当电压接通时， 由全反镜反射的光再经电光晶体时，线偏光的偏振态受到调制，方向与原来垂直从而不能经过 偏振器，此时开关处于关闭状态（即实现了强度调制） ，腔内损耗很大，激光无法形成振荡，泵 浦光能量只能通过亚稳态粒子数反转储存在工作物质中，

12、当反转数达到最大时，不加电压即开 关打开，储能以高功率的激光巨脉冲释放出来。 （5 分）3、 （7 分）像管结构： 光电变换部分（光电阴极） 、电子光学部分（电子透镜） 、电光变换部分（荧 光屏） 。 象管和摄象管的主要区别是，象管内部没有扫描机构，不能输出电视信号，对它的使用就跟使 用望远镜去观察远处景物一样，观察者必须通过它来直接面对着景物。4、 （8 分） a.阴极 b. 阳极 c.玻壳 当入射光透过真空型光电管的入射窗照射到光电阴极面上时，根据光电效应原理，光电子 就从阴极发射出去，在阴极和阳极之间形成的电场作用下，光电子在极间作加速运动，被高电位的阳极收集，从而形成光电流。其光电流的大小主要由阴极灵敏度和入射辐射的强度决定。 (对于充有惰性气体的光电管，原理基本一样，区别是电子在运动途中与惰性气体原子碰撞 而电离，电离又产生新的电子，它与光电子一起都被阳极收集，形成数倍于真空型光电管的光 电流。) 5、 （13 分）光电倍增管 （1 分）瓦片静电聚焦型（1 分） a.（半透明）阴极 b.聚焦电极 c.阳极（3 分） 光电倍增管主要由光入射窗、光电阴极、电子光学系统、倍增极和阳极等部分组成。 （3 分） 光电倍增管由光窗、光电阴极、电子光学系统、电子倍增系统和阳极五个主要部分组成。光电 倍增管的工作原理：（1）光子透过入射窗口入射在光电阴极上；