2025年大二（光电信息科学与工程）光电检测技术综合测试卷

2025年大二（光电信息科学与工程）光电检测技术综合测试卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本卷共6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。请将正确答案填写在相应位置。1.以下哪种光电探测器对红外光的响应最为敏感？（）A.光电倍增管B.雪崩光电二极管C.热释电探测器D.硅光电二极管2.关于光电检测系统中的噪声，下列说法错误的是（）A.散粒噪声与光电流成正比B.热噪声与温度成正比C.产生-复合噪声主要存在于半导体探测器中D.1/f噪声在低频时较为显著3.某光电检测系统的分辨率为0.1mm，其光学系统的放大倍数为50，则该系统可检测的最小尺寸变化为（）A.0.002mmB.0.005mmC.0.01mmD.0.05mm4.下列哪种调制方式不属于光电检测中常用的调制方式？（）A.幅度调制B.频率调制C.相位调制D.强度调制5.为了提高光电检测系统的灵敏度，可采取的措施是（）A.减小探测器面积B.降低放大器增益C.增加光信号强度D.缩短信号传输距离6.对于一个线性光电检测系统，其输出信号与输入光信号的关系是（）A.输出信号与输入光信号成正比B.输出信号与输入光信号的平方成正比C.输出信号与输入光信号的对数成正比D.输出信号与输入光信号无关第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共20分）答题要求：本大题共5空,每空4分。请将正确答案填写在横线上。1.光电检测技术中，常用的光电器件有______、______等。2.光电检测系统的性能指标主要包括______、______、______等。3.光的调制方法有______、______、______等。4.光电探测器的响应时间主要取决于______和______。5.为了减少光电检测系统中的干扰，可采取的措施有______、______等。三、简答题（共15分）答题要求：简要回答下列问题，每题5分。1.简述光电倍增管的工作原理。2.说明热释电探测器的特点及应用。3.什么是光电检测系统的线性度？四、分析题（共15分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：在一个光电检测系统中，采用了硅光电二极管作为探测器，其响应度为0.5A/W，暗电流为10nA。当入射光功率为1mW时，测得输出电流为0.49999A。1.计算该探测器的信噪比。（5分）2.分析输出电流与理论值存在差异的可能原因。（10分）五、设计题（共20分）答题要求：设计一个用于检测微弱光信号的光电检测系统，要求包括光源、探测器、放大器、数据采集与处理模块等部分，并简要说明各部分的作用。（20分）答案：一、1.C2.B3.A4.D5.C6.A二、1.光电二极管、光电倍增管2.灵敏度、分辨率、线性度3.幅度调制、频率调制、相位调制4.载流子寿命、探测器的响应时间常数5.屏蔽、滤波三、1.光电倍增管由光阴极、倍增极和阳极组成。入射光照射到光阴极上，产生光电子发射，光电子被加速后撞击倍增极，倍增极表面发射出更多的二次电子，经过多级倍增后，电子流在阳极上形成输出电流。2.热释电探测器特点：对红外辐射敏感，响应速度快，可测微弱信号。应用于红外热成像、火灾报警等。3.光电检测系统的线性度是指输出信号与输入光信号之间保持线性关系的程度，即输出信号随输入光信号的变化呈直线关系。四、1.信号电流\(I_s=0.5A/W×1mW=0.5mA\)，噪声电流\(I_n=10nA\)，信噪比\(SNR=I_s/I_n=0.5mA/10nA=50\)。2.输出电流与理论值存在差异的可能原因：探测器存在老化，导致响应度下降；环境温度变化影响探测器性能；可能存在其他干扰信号影响