光电子学考试试题及答案

光电子学考试试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下哪种光源属于自发辐射光源？A.激光二极管B.发光二极管C.半导体激光器D.气体激光器2.下列光探测器中，基于内光电效应的是？A.光电管B.光电倍增管C.光敏电阻D.真空光电二极管3.光纤通信中常用的低损耗窗口是？A.0.85μm、1.31μm、1.55μmB.0.65μm、1.31μm、1.55μmC.0.85μm、1.21μm、1.55μmD.0.85μm、1.31μm、1.65μm4.激光的特性不包括以下哪项？A.高亮度B.高相干性C.高单色性D.高发散性5.以下哪种材料常用于制作半导体激光器？A.硅B.锗C.砷化镓D.金刚石6.光调制按其调制的性质可分为？A.强度调制、相位调制、频率调制、偏振调制B.直接调制、间接调制C.模拟调制、数字调制D.电光调制、声光调制7.光放大器的作用是？A.放大光信号的功率B.提高光信号的频率C.改变光信号的相位D.改变光信号的偏振态8.下列哪种器件可用于光的频率变换？A.光耦合器B.光隔离器C.光倍频器D.光衰减器9.光纤的数值孔径与以下哪个因素有关？A.纤芯的折射率B.包层的折射率C.纤芯和包层的折射率差D.光纤的长度10.以下哪种现象是光的受激辐射产生的？A.荧光B.激光C.磷光D.热辐射二、多项选择题（每题2分，共20分）1.光电子学中常见的光学材料有？A.玻璃B.晶体C.半导体D.塑料2.激光产生的条件包括？A.有合适的工作物质B.有外界激励源C.有光学谐振腔D.工作物质处于热平衡状态3.光探测器的主要性能指标有？A.响应度B.量子效率C.暗电流D.响应时间4.光纤的损耗主要包括？A.吸收损耗B.散射损耗C.弯曲损耗D.辐射损耗5.光调制的方法有？A.电光调制B.声光调制C.磁光调制D.热光调制6.光放大器的类型有？A.掺铒光纤放大器B.半导体光放大器C.拉曼光放大器D.布里渊光放大器7.光无源器件包括？A.光耦合器B.光隔离器C.光衰减器D.光开关8.以下关于光通信的优点，正确的有？A.通信容量大B.传输损耗小C.抗干扰能力强D.保密性好9.光的偏振态有？A.线偏振B.圆偏振C.椭圆偏振D.无偏振10.半导体激光器的特性参数有？A.阈值电流B.输出功率C.波长D.光束质量三、判断题（每题2分，共20分）1.自发辐射产生的光具有很好的相干性。（）2.光纤的损耗与光的波长无关。（）3.激光是一种受激辐射光放大的光。（）4.光探测器的响应度越高，性能越好。（）5.光调制只能对光的强度进行调制。（）6.光放大器可以无限制地放大光信号。（）7.光无源器件不需要外加能源就能正常工作。（）8.光纤通信中，光信号在光纤中传输时不会有任何损耗。（）9.光的频率变换可以通过非线性光学效应实现。（）10.半导体激光器的阈值电流越小越好。（）四、简答题（每题5分，共20分）1.简述激光产生的原理。2.光纤通信有哪些优点？3.光探测器的作用是什么？4.光调制的目的是什么？五、讨论题（每题5分，共20分）1.讨论光电子学在现代通信领域的应用及发展趋势。2.分析半导体激光器和发光二极管的异同点。3.探讨光纤损耗对光纤通信系统的影响及降低损耗的方法。4.谈谈光放大器在光通信网络中的重要性及应用场景。答案一、单项选择题1.B2.C3.A4.D5.C6.A7.A8.C9.C10.B二、多项选择题1.ABCD2.ABC3.ABCD4.ABCD5.ABCD6.ABCD7.ABCD8.ABCD9.ABC10.ABCD三、判断题1.×2.×3.√4.√5.×6.×7.√8.×9.√10.√四、简答题1.激光产生基于受激辐射。工作物质在外界激励下实现粒子数反转分布，处于高能级的粒子在特定频率光子激励下，发射与激励光子同频率、同相位、同方向的光子，在光学谐振腔中不断振荡放大形成激光。2.优点有通信容量大，可传输大量信息；传输损耗小，能长距离传输；抗干扰能力强，不受电磁干扰；保密性好，不易被窃听。3.光探测器能把光信号转换为电信号。可用于检测光的强度、频率、相位等参数，在光通信、光测量等领域将光信息转化为便于处理的电信息。4.光调制目的是将信息加载到光载波上，便于光信号携带信息进行传输，能实现多路复用提高通信容量，还可根据需求改变光信号特性以适应不同应用。五、讨论题1.应用：用于光纤通信、光无线通信等。发展趋势是高速率、大容量、智能化，如向400G及以上速率发展，集成光电子技术使设备更小型化、多功能化。2.相同：都基于半导体材料，能发光。不同：半导体激光器基于受激辐射，发光方向性、单色性和相干性好，功率高；发光二极管基于自发辐射，发光特性差，但结构简单、成本低、寿命长。3.影响：损耗使光信号强度减弱，限制传输距离和质量。方法