2025年大四光电信息科学与工程考试试题及答案

2025年大四光电信息科学与工程考试试题及答案考试时长：120分钟满分：100分一、单选题（总共10题，每题2分，总分20分）1.光电信息科学与工程中，描述光在介质中传播速度减慢现象的物理量是（）A.折射率B.透射率C.吸收系数D.衰减常数2.激光器中，实现粒子数反转的关键技术是（）A.光学谐振腔B.泵浦源C.光学隔离器D.温度控制3.光纤通信中，用于减少信号衰减的波段是（）A.短波波段B.中波波段C.红外波段D.可见光波段4.光电探测器中，响应速度最快的器件是（）A.光电二极管B.光电倍增管C.光电晶体管D.光电传感器5.光纤连接器中，常用的连接器类型是（）A.SC型B.LC型C.ST型D.以上都是6.光纤放大器中，实现信号放大的主要原理是（）A.受激辐射B.受激吸收C.非线性效应D.谐振放大7.光电信息系统中，用于信号调制的常用方法是（）A.幅度调制B.频率调制C.相位调制D.以上都是8.光纤传感器中，用于测量温度的传感器类型是（）A.光纤布拉格光栅B.光纤干涉仪C.光纤光栅D.以上都是9.光电显示技术中，液晶显示器（LCD）的主要原理是（）A.发光原理B.液晶分子偏振效应C.电致发光D.磁致发光10.光电信息处理中，用于图像增强的常用算法是（）A.中值滤波B.高斯滤波C.锐化滤波D.以上都是二、填空题（总共10题，每题2分，总分20分）1.光的波长为500nm时，其频率为_________Hz。2.光纤的数值孔径越大，其耦合效率_________。3.光电倍增管的放大倍数可达_________倍。4.光纤通信中，常用的色散补偿技术是_________。5.光电探测器的响应度单位是_________。6.光纤连接器的插入损耗一般要求小于_________dB。7.光纤放大器的增益带宽积通常为_________dB·GHz。8.光电显示器的分辨率单位是_________。9.光纤传感器的灵敏度通常用_________表示。10.光电信息处理中，常用的图像分割算法是_________。三、判断题（总共10题，每题2分，总分20分）1.光的衍射现象表明光具有波动性。（）2.光纤的损耗主要来自瑞利散射。（）3.激光器中，光子能量与频率成正比。（）4.光电二极管的工作原理是基于内光电效应。（）5.光纤连接器的重复精度一般要求达到微米级。（）6.光纤放大器可以同时放大多个波长信号。（）7.光电显示器的刷新率越高，图像越流畅。（）8.光纤传感器的抗电磁干扰能力较强。（）9.光电信息处理中，常用的特征提取方法是主成分分析。（）10.光纤通信中，常用的色散管理技术是色散补偿模块。（）四、简答题（总共3题，每题4分，总分12分）1.简述激光器的三个主要组成部分及其功能。2.简述光纤通信系统中，色散和损耗的主要来源及影响。3.简述光电探测器的三种主要类型及其工作原理。五、应用题（总共2题，每题9分，总分18分）1.某光纤通信系统采用1550nm波长传输信号，已知光纤的衰减系数为0.2dB/km，色散系数为16ps/nm·km，求传输距离为50km时的信号衰减和色散延迟。2.设计一个基于光电二极管的光电控制系统，要求实现光照强度的自动调节，请简述系统组成及工作原理。【标准答案及解析】一、单选题1.A（折射率描述光在介质中传播速度减慢）2.B（泵浦源实现粒子数反转）3.C（红外波段减少信号衰减）4.B（光电倍增管响应速度最快）5.D（SC、LC、ST均为常用连接器类型）6.A（受激辐射实现信号放大）7.D（幅度、频率、相位调制均常用）8.A（光纤布拉格光栅用于测温度）9.B（液晶显示器基于液晶分子偏振效应）10.D（中值、高斯、锐化滤波均常用）二、填空题1.6×10^14（波长与频率关系：c=λf，c=3×10^8m/s）2.越高（数值孔径越大，耦合效率越高）3.10^6（光电倍增管放大倍数可达10^6倍）4.色散补偿模块（常用色散补偿技术）5.A/W（响应度单位为安培每瓦）6.0.3（插入损耗一般小于0.3dB）7.40（增益带宽积通常为40dB·GHz）8.ppi（分辨率单位为每英寸像素）9.灵敏度（用灵敏度表示）10.K-means（常用图像分割算法）三、判断题1.√（衍射现象表明光具有波动性）2.×（损耗主要来自散射和吸收）3.√（光子能量E=hf）4.√（光电二极管基于内光电效应）5.√（重复精度要求达微米级）6.√（可放大多个波长信号）7.√（刷新率越高图像越流畅）8.√（抗电磁干扰能力强）9.×（常用方法有边缘检测等）10.√（常用色散补偿模块）四、简答题1.激光器的三个主要组成部分及其功能：-泵浦源：提供能量使粒子数反转；-光学谐振腔：提供光放大和反馈；-工作物质：实现粒子数反转和光放大。2.色散和损耗的主要来源及影响：-色散来源：材料色散、模式色散；影响：信号脉冲展宽，传输距离受限；-损耗来源：吸收损耗、散射损耗；影响：信号强度减弱，传输距离受限。3.光电探测器的三种主要类型及其工作原理：-光电二极管：基于内光电效应，光生载流子产生电流；-光电倍增管：基于外光电效应，二次电子倍增放大信号；-光电晶体管：基于内光电效应，光生载流子放大电流。五、应用题1.传输距离为50km时的信号衰减和色散延迟：-衰减：0.2dB/km×50km=10dB；-色散