光电工程师考试试卷及答案

光电工程师考试试卷及答案一、填空题（每题1分，共10分）1.可见光的波长范围约为______nm。2.光电效应分为外光电效应、内光电效应和______三种类型。3.LED发光的核心原理是______辐射。4.CCD图像传感器的基本像素单元是______。5.激光的纵模模式由______决定。6.传输单模光信号的光纤称为______光纤。7.光电探测器的响应度单位通常是______。8.波分复用（WDM）技术利用光的______特性实现多信道传输。9.描述光学系统衍射极限的参数是______。10.光电探测器量子效率η是______的比值。二、单项选择题（每题2分，共20分）1.响应速度最快的光电探测器是（）A.光电二极管B.雪崩光电二极管（APD）C.光电倍增管D.光敏电阻2.LED属于（）A.受激辐射B.自发辐射C.受激吸收D.非辐射复合3.单模光纤截止波长通常为（）A.850nmB.1310nmC.1550nmD.1260nm4.CCD电荷传输由（）控制A.时钟脉冲B.电压偏置C.光强D.温度5.激光阈值条件是（）A.粒子数反转B.谐振腔反馈C.增益>损耗D.受激辐射占优6.光电倍增管增益由（）决定A.阳极电压B.阴极材料C.倍增极参数D.入射光强7.光纤损耗不包括（）A.吸收损耗B.散射损耗C.反射损耗D.色散损耗8.LCD属于（）A.主动发光B.被动发光C.电致发光D.热致发光9.近红外波长范围约为（）A.100-400nmB.400-760nmC.760-2500nmD.2500nm以上10.光电二极管反向偏置目的是（）A.提高响应度B.减小暗电流C.加速载流子漂移D.增加量子效率三、多项选择题（每题2分，共20分）1.光电效应包括（）A.外光电效应B.内光电效应C.光生伏特效应D.光化学效应2.光纤组成部分包括（）A.纤芯B.包层C.涂覆层D.护套3.激光特性有（）A.单色性好B.方向性好C.相干性好D.亮度高4.CCD类型包括（）A.面阵CCDB.线阵CCDC.帧转移CCDD.全帧CCD5.光电探测器参数包括（）A.响应度B.量子效率C.暗电流D.响应速度6.WDM优点有（）A.提高容量B.降低成本C.延长距离D.兼容不同速率7.LED应用领域包括（）A.显示B.照明C.光通信D.激光泵浦8.红外技术应用有（）A.安防监控B.热成像C.遥控器D.光纤通信9.光电系统组成包括（）A.光源B.光学系统C.光电探测器D.信号处理电路10.LCD常见类型包括（）A.TN-LCDB.STN-LCDC.TFT-LCDD.OLED四、判断题（每题2分，共20分）1.光子能量>材料逸出功才产生光电子。（）2.单模光纤仅传基模，无高阶模。（）3.LED是受激辐射，LD是自发辐射。（）4.CCD电荷存储在MOS势阱中。（）5.激光是相干光，时间/空间相干性好。（）6.光纤通信仅用强度调制。（）7.PMT需高压实现电子倍增。（）8.液晶可主动发光，无需背光源。（）9.WDM是不同波长光同光纤传输。（）10.量子效率越高，探测器性能越强。（）五、简答题（每题5分，共20分）1.简述光电效应三种类型及应用。2.比较LED与LD的3点主要区别。3.简述单模与多模光纤的核心差异。4.简述光电探测器基本工作原理。六、讨论题（每题5分，共10分）1.讨论影响光纤传输距离的因素及改善方法。2.讨论光电成像在安防的应用及发展趋势。答案部分一、填空题答案1.380-7602.光生伏特效应3.自发4.MOS电容（势阱）5.谐振腔长度6.单模7.A/W8.波长（频率）9.菲涅尔数10.光生载流子数/入射光子数二、单项选择题答案1.B2.B3.D4.A5.C6.C7.D8.B9.C10.C三、多项选择题答案1.ABC2.ABCD3.ABCD4.ABCD5.ABCD6.ABD7.ABC8.ABC9.ABCD10.ABC四、判断题答案1.√2.√3.×4.√5.√6.×7.√8.×9.√10.√五、简答题答案1.①外光电效应：光子使金属表面逸出光电子，应用如光电管、PMT；②内光电效应：光子使半导体产生载流子，应用如光敏电阻、光电二极管；③光生伏特效应：PN结受光产生电势差，应用如太阳能电池、光伏探测器。2.①原理：LED自发辐射（宽光谱），LD受激辐射（窄相干光谱）；②输出：LED功率低、方向性差，LD功率高、方向性好；③调制：LED带宽窄（<1GHz），LD带宽宽（>10GHz）；④阈值：LED无阈值，LD有阈值。3.①纤芯：单模<10μm，多模50/62.5μm；②模式：单模仅基模（无模式色散），多模多模（有模式色散）；③距离：单模>100km，多模<2km；④波长：单模1310/1550nm，多模850/1310nm；⑤成本：单模高，多模低。4.基于光电效应，光信号→电信号：光子被探测器材料吸收，电子从价带跃迁至导带（内光电效应），产生电子-空穴对；载流子在电场作用下形成光电流，通过测量光电流/电压得到光信号强度。六、讨论题答案1.影响因素：①损耗（吸收、散射、弯曲）；②色散（模式、材料、波导）；③非线性（高功率）。改善方法：①选低损耗光纤（G.652）；②用EDFA补偿损耗；③窄线宽LD减少色散；④色散补偿光纤/模块；⑤控制功率避免非线性。2.应用：①监控（C