光电技术工程师考试试卷及答案解析

光电技术工程师考试试卷及答案解析一、填空题（共10题，每题1分）1.光电效应分为外光电效应和______效应两类。2.LED的发光属于______复合发光。3.CCD的核心结构是______电极。4.光纤通信常用的1310nm窗口损耗约为______dB/km。5.激光产生的必要条件是______。6.光电探测器响应度的单位是______。7.波分复用的英文缩写是______。8.菲涅尔透镜可将点光源转化为______光源。9.太阳能电池的短路电流与______成正比。10.电光调制器常用的晶体材料是______（举1例）。二、单项选择题（共10题，每题2分）1.下列属于内光电效应的是（）A.光电发射B.光电导C.光生伏特D.B+C2.LED发光波长由材料的（）决定A.驱动电流B.禁带宽度C.温度D.封装3.光纤中传输的光信号主要依靠（）原理A.折射B.反射C.全反射D.散射4.激光的单色性源于（）A.粒子数反转B.谐振腔选模C.受激辐射D.自发辐射5.光电探测器中，量子效率η的定义是（）A.输出电流/入射光子数B.输出电子数/入射光子数C.输出电压/入射光强D.输出功率/入射光功率6.太阳能电池的开路电压随温度升高而（）A.增大B.减小C.不变D.不确定7.下列器件中，属于电光调制器的是（）A.APDB.MZMC.CCDD.LED8.光纤通信中，EDFA的作用是（）A.光信号放大B.波长转换C.光开关D.调制9.量子阱LED相比体材料LED的优势是（）A.发光效率更高B.波长更宽C.驱动电流更大D.成本更低10.激光雷达常用的探测器不包括（）A.SiPMB.InGaAsAPDC.光敏电阻D.CMOS图像传感器三、多项选择题（共10题，每题2分）1.光电探测器的主要性能参数包括（）A.响应度B.量子效率C.带宽D.暗电流2.激光的特性有（）A.高单色性B.高方向性C.高亮度D.相干性3.光纤的组成部分包括（）A.纤芯B.包层C.涂覆层D.护套4.光生伏特效应的应用器件有（）A.太阳能电池B.光电二极管C.光敏电阻D.光电三极管5.电光调制的方式包括（）A.强度调制B.相位调制C.频率调制D.偏振调制6.影响LED寿命的因素有（）A.温度B.驱动电流C.材料缺陷D.封装方式7.波分复用的分类包括（）A.CWDMB.DWDMC.FWDMD.OADM8.光电技术在医疗中的应用有（）A.激光手术B.光学成像C.光疗D.血糖检测9.量子点的优势有（）A.波长可调B.发光效率高C.稳定性好D.成本低10.激光雷达的关键技术包括（）A.激光发射B.光电探测C.信号处理D.扫描控制四、判断题（共10题，每题2分）1.外光电效应需要光子能量大于材料逸出功。（）2.光纤的纤芯折射率比包层低。（）3.激光的受激辐射是其产生的核心。（）4.CCD的像素数越多，分辨率越高。（）5.太阳能电池的效率与光照强度无关。（）6.APD是雪崩光电二极管，具有增益作用。（）7.电光调制器的调制速度与晶体长度成正比。（）8.波分复用系统中，不同波长信号可在同一光纤中独立传输。（）9.LED属于冷光源，无热辐射。（）10.激光雷达的测距精度与探测器响应速度无关。（）五、简答题（共4题，每题5分）1.简述光电导效应的原理。2.简述WDM技术的核心作用。3.简述CCD与CMOS图像传感器的主要区别。4.简述太阳能电池的工作原理。六、讨论题（共2题，每题5分）1.分析影响LED发光效率的主要因素及改进方向。2.讨论光电探测器在激光雷达中的应用要求。---答案部分一、填空题答案1.内光电2.电子-空穴3.MOS4.0.3~0.45.粒子数反转6.A/W（安培/瓦特）7.WDM8.平行（或准直）9.入射光强10.铌酸锂（LiNbO₃）二、单项选择题答案1.D2.B3.C4.B5.B6.B7.B8.A9.A10.C三、多项选择题答案1.ABCD2.ABCD3.ABCD4.ABD5.ABCD6.ABCD7.ABC8.ABCD9.ABC10.ABCD四、判断题答案1.√2.×3.√4.√5.×6.√7.×8.√9.×10.×五、简答题答案1.光电导效应原理：光照射半导体时，若光子能量≥禁带宽度，价带电子吸收光子跃迁到导带，产生电子-空穴对，使材料电导率显著增加。电导率变化与入射光强、波长及材料特性相关，常用于光敏电阻等器件。2.WDM技术核心作用：在一根光纤中同时传输多个不同波长的光信号，各波长独立传输。可大幅提升光纤容量（无需额外铺缆）、支持多业务并行传输、简化网络结构（光层上下话路）、降低传输成本。3.CCD与CMOS区别：①CCD采用电荷转移，CMOS采用晶体管放大；②CCD噪声更低、图像质量好，CMOS功耗低、集成度高；③CCD成本高、速度慢，CMOS可单芯片集成、响应快；④CCD需复杂驱动电路，CMOS可与数字电路兼容。4.太阳能电池工作原理：基于光生伏特效应，光照射P-N结时，光子激发价带电子跃迁至导带，产生电子-空穴对；内建电场使电子向N区、空穴向P区移动，形成电势差；外接负载时，电流从P区经负载流向N区，实现光能转电能。六、讨论题答案1.LED发光效率影响因素及改进：影响因素：①材料缺陷（杂质、位错导致非辐射复合）；②载流子注入效率（电极接触不良）；③光提取效率（全反射、表面散射）；④温度（高温加速非辐射复合）。改进方向：①优化MOCVD生长工艺（减少缺陷）；②采用量子阱/光子晶体结构（提高光提取）；③设计透明电极（提升注入效率）；④封装散热优化（降低温度影响）。2.激光雷达对光电探测器的要求：①高响应度/量子效率（弱光探测）；②宽光谱匹配（90