2025年大学大四（电子科学与技术）光电子技术试题及答案

2025年大学大四（电子科学与技术）光电子技术试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）答题要求：本卷共8题，每题5分。每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在括号内。1.以下哪种光电器件不是基于内光电效应工作的？（）A.光电二极管B.光电倍增管C.光敏电阻D.光电池2.光通信中常用的光源是（）A.发光二极管B.半导体激光器C.白炽灯D.荧光灯3.以下关于光探测器的响应度，说法正确的是（）A.响应度与入射光功率成正比B.响应度与输出电流成正比C.响应度反映了探测器对光信号的探测能力D.响应度只与探测器材料有关4.光电子技术中，调制光信号的方法不包括（）A.强度调制B.频率调制C.相位调制D.颜色调制5.用于光隔离的光电器件是（）A.光耦合器B.光开关C.光隔离器D.光衰减器6.以下哪种材料常用于制作光导纤维？（）A.硅B.锗C.石英D.铜7.光电子集成技术的核心是（）A.光电器件的集成B.光路的集成C.电路的集成D.光与电的集成8.以下关于激光的特性，错误的是（）A.方向性好B.单色性好C.亮度高D.频率范围宽第II卷（非选择题共60分）（一）填空题（共10分）答题要求：本大题共5空，每空2分。请将答案填写在横线上。1.光电子技术是研究光与物质中的______相互作用及其能量相互转换的技术。2.半导体激光器的阈值电流是指______。3.光探测器的噪声主要包括______、散粒噪声和产生-复合噪声。4.光通信中常用的复用技术有______复用和波分复用。5.光电子器件的封装形式主要有______封装和混合封装。（二）简答题（共20分）答题要求：本大题共4题，每题5分。简要回答问题。1.简述内光电效应和外光电效应的区别。2.说明光通信系统的基本组成部分及其功能。3.光电器件的性能参数主要有哪些？4.解释激光产生的原理。（三）分析题（共15分）答题要求：本大题共1题，15分。分析以下材料并回答问题。材料：在某光电子系统中，采用了一个光电二极管作为探测器。已知该光电二极管的响应度为0.5A/W，入射光功率为10mW。问题：1.计算该光电二极管输出的电流大小。2.若该光电二极管的暗电流为1μA，计算其信噪比。（四）论述题（共15分）答题要求：本大题共1题，15分。结合材料，论述光电子技术在现代通信中的应用及发展趋势。材料：随着信息技术的飞速发展，光电子技术在通信领域发挥着越来越重要的作用。光通信具有大容量、高速率、长距离等优点，已成为现代通信的主流方式之一。光电子器件如激光器、探测器、光放大器等不断创新和发展，推动着光通信技术的不断进步。（五）设计题（共20分）答题要求：本大题共设计题1题，20分。设计一个简单的光控开关电路，要求使用光敏电阻作为传感器，当光照强度变化时，实现电路的通断控制。答案：第I卷答案1.B2.B3.C4.D5.C6.C7.D8.D第II卷答案（一）填空题答案1.电子2.激光器开始产生激光振荡时的注入电流3.热噪声4.时分5.单管（二）简答题答案1.内光电效应是指光照使半导体材料的电导率发生变化，产生光生载流子，如光电二极管、光敏电阻等基于此工作；外光电效应是指光照使电子逸出物体表面，形成光电子发射，如光电倍增管。2.光通信系统基本组成包括光源（产生光信号）、光纤（传输光信号）、光探测器（接收光信号并转换为电信号）以及光中继器（增强光信号）等。光源发出携带信息的光信号，经光纤传输至接收端，光探测器检测光信号并转换为电信号进行处理。3.主要性能参数有响应度、灵敏度、暗电流、噪声、线性度等。响应度反映对光信号探测能力；灵敏度与输出信号相关；暗电流影响探测器性能；噪声影响探测准确性；线性度决定探测器对光信号线性响应程度。4.激光产生原理：工作物质在泵浦源作用下，实现粒子数反转分布，形成增益介质。当光在增益介质中传播时，受激辐射不断放大光信号，通过光学谐振腔选模和反馈，使满足一定条件的光在腔内形成稳定振荡，输出激光。（三）分析题答案1.由响应度公式\(R=I/P\)可得，输出电流\(I=R×P=0.5A/W×10×10^{-3}W=5mA\)。2.信号电流\(I_s=5mA=5×10^{-3}A\)，暗电流\(I_d=1μA=1×10^{-6}A\)。信噪比\(SNR