光电技术试题及答案

1、中 国 海 洋 大 学 命 题 专 用 纸（首页）2005-2006学年第 2 学期 试题名称 ：光电技术 （A卷） 共 4 页 第 1 页 专业年级： 学号 姓名 授课教师名 分数 （请将计算题的答案写在答题纸上，其余直接作在试卷上）一、 填空（50分 每题2分）1. 一个光源发出频率为5401012Hz的单色辐射，在此方向上的辐强度为（1/683）W/sr，则该光源在该方向上发光强度为 。2. 光度量和辐射度量之间的关系可以用 和 表示。3. 掺钕石榴石（Nd：YAG）激光器属于 能级系统，振荡波长通常为 。 4. 常用的彩色胶卷一般分为日光型和灯光型，这是按照 区分的。5. 半导体激光器

2、的发光属于 辐射，发光二极管发光属于 辐射，两种辐射最根本的区别在于 。6. 大气分子散射中，若辐射波长远大于分子的线度，则称为 散射。若辐射波长远小于分子的线度，则称为 散射。7. 光波在大气中传播时，大气分子的固有吸收频率是由 决定的。8. 横向电光调制中，略去自然双折射的影响，若半波电压是1000V，要产生p/2的位相差需加电压为 。9. 一般利用大气在近红外区对光具有的几个共振吸收波长，将近红外区分为八个区段，将透过率较高的波段称为 。10. 黑白显象管由 、 、 和 组成 。授课教师命题教师或命题负责人签 字院系负责人签 字年 月 日中 国 海 洋 大 学 命 题 专 用 纸（附页）

3、2005-2006学年第 2 学期 试题名称 ：光电技术 （A卷） 共 4 页 第 2 页11. 硅光电池在 偏置时，其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系，且动态范围较大。12. 纵向电光效应的电场方向的特点 。13. 光机扫描方式中存在三种多元扫描方式： 、 、 。14. 光热效应是指 的一种效应。15. 半波电压是表征电光晶体性能的一个重要参数，这个电压越 （大、小）越好，特别是在宽频带高频率情况下，半波电压越小，需要的调制功率就越 （大、小）。 16. 调制方式主要应用于半导体光源。这种调制方式又可分为 和 两种。17. 外光电效应指 现象。18. 光热效应与单光子 无关，因而 没有选

4、择性，响应速度慢。19. 热致液晶可分为 、 和 三种类型,其中 液晶是目前显示器的主要材料。20. 光束调制根据调制参量的不同可以分为 、 、 和 调制。中 国 海 洋 大 学 命 题 专 用 纸（附页）2005-2006学年第 2 学期 试题名称 ：光电技术 （A卷） 共 4 页 第 3 页21. 声光调制就是利用 将信息加载到光载波上的物理过程。调制信号是以电信号形式作用在 上，其将电信号转变为 ，光载波通过超声波场时，由于声光效应使光载波受到 调制，带有信息。22. 光电导效应是 效应。是目前应用最为广泛的一种光子效应，只发生在某些 材料中， 材料没有光电导效应。23. 红外成像中信号

5、处理的基本任务（无需测温的情况下）是 。24. 接受系统对被探测景物的分解方式决定了光电成像系统的类型，基本上可以分为三种： 、 、 。25. 液晶分为两大类： 和 。二、计算题（10分）已知一个Si光电二极管的灵敏度S=0.5A/W，结电导g=0.005S，屈膝电压u=10V，入射光信号功率P=5+3sint（W），反向偏置电压V=40V。求（1）画出此时的基本电路图（2）计算电信号输出的最大功率，以及送到放大器时最大功率对应的直流电阻RP和放大器的输入电阻Ri。 三、问答分析题（40分）1(6分)声光相互作用中，产生布喇格衍射的条件以及布喇格衍射的特点是什么？2.(6分)根据电光强度调制的

6、原理，请说出图1中电光晶体在激光器中的作用和工作类型（根据两个偏振片通光方向的相互位置）及工作过程。 中 国 海 洋 大 学 命 题 专 用 纸（附页）2005-2006学年第 2 学期 试题名称 ：光电技术 （A卷） 共 4 页 第 4 页 YAG氙灯透反镜全反镜电光晶体偏振器 图1 3（7分）简述像管的结构以及像管和摄像管的区别。4（8分）在图2中所示为一种真空探测器，在图中标出其组成的三大部分，并叙述其工作原理。5（13分）（1）判断图3中所示为哪种探测器，具体是哪种类型并写出图中的电极名称。（2）叙述该探测器的组成和工作原理。bca入射光光子cabd 图2 图3光电技术 试卷A 参考答

7、案一、 填空（每题2分）1. 1坎德拉(或1cd)2. 光视效能 光视效率3. 四能级 1064nm4. 色温5. 受激 自发 相干性6. 瑞利 米氏7. 分子内部的运动形态8. 500V9. 大气窗口10. 电子枪、偏转系统、荧光屏和玻璃外壳11. 反向12. 电场方向与所加磁场方向相同13. 串连扫描 并联扫描 串并混和扫描14. 物体吸收光 引起温度升高15. 小 小16. 直接（内） 模拟 数字17. 发生在物质表面上的光电转换现象18. 能量hn大小（频率/波长） 频率（波长）19. 近晶相 向列相 胆甾相 向列相20. 调幅 调相 调频 强度21. 声光效应 电-声换能器上 超声波

8、场 强度 22. 内光电 半导体 金属材料23. 形成与景物温度相应的视频信号24. 光机扫描 电子束扫描 固体自扫描25. 溶致液晶 热致液晶二、 计算题（10分）解：CRpRL图2分放大器往往是光电探测器的直接下级，探测器的输出电阻就是放大器的输入电阻（RL=Ri）。从题目可知是已知输入功率前提下，求最佳负载电阻的问题。光功率P0=5（W），P=8（W），根据公式 （2分）. （1分）光电二极管的结电导g=0.005s，GL=GP+g，GL=0.115s，放大器的输入电阻为： （1分） （1分） （2分） （1分）三、问答分析题（35分）1、（6分）产生布喇格衍射条件：声波频率较高，声光作

9、用长度L较大，光束与声波波面间以一定的角度斜入射。(3分)特点：衍射光各高级次衍射光将互相抵消，只出现0级和+1级（或-1级）衍射光（3分）。2、（6分）答：（分析：电光调制器和偏振片构成了电光开关，根据两个偏振片通过的方向的相互垂直，电光开关可分为两种类型：加压式（加上电压开关接通）和退压式（不加压开关接通）。本题属于退压式（1分）。电光开关在激光技术中主要用作激光器的Q开关，与激光器组合成电光调Q激光器，可用来产生脉宽为纳秒量级的巨脉冲激光。激光通过偏振器成为线偏振光，激光经过电光晶体，当不加电压时，由反射镜反射的偏振光经电光晶体后，偏振态不变，光可以通过；当电压接通时，由全反镜反射的光再

10、经电光晶体时，线偏光的偏振态受到调制，方向与原来垂直从而不能经过偏振器，此时开关处于关闭状态（即实现了强度调制），腔内损耗很大，激光无法形成振荡，泵浦光能量只能通过亚稳态粒子数反转储存在工作物质中，当反转数达到最大时，不加电压即开关打开，储能以高功率的激光巨脉冲释放出来。（5分）3、（7分）像管结构： 光电变换部分（光电阴极）、电子光学部分（电子透镜）、电光变换部分（荧光屏）。 象管和摄象管的主要区别是，象管内部没有扫描机构，不能输出电视信号，对它的使用就跟使用望远镜去观察远处景物一样，观察者必须通过它来直接面对着景物。4、（8分）a.阴极 b. 阳极 c.玻壳当入射光透过真空型光电管的入射窗

11、照射到光电阴极面上时，根据光电效应原理，光电子就从阴极发射出去，在阴极和阳极之间形成的电场作用下，光电子在极间作加速运动，被高电位的阳极收集，从而形成光电流。其光电流的大小主要由阴极灵敏度和入射辐射的强度决定。(对于充有惰性气体的光电管，原理基本一样，区别是电子在运动途中与惰性气体原子碰撞而电离，电离又产生新的电子，它与光电子一起都被阳极收集，形成数倍于真空型光电管的光电流。)5、（13分）光电倍增管 （1分）瓦片静电聚焦型（1分） a.（半透明）阴极 b.聚焦电极c.阳极（3分） 光电倍增管主要由光入射窗、光电阴极、电子光学系统、倍增极和阳极等部分组成。（3分）光电倍增管由光窗、光电阴极、电子光学系统、电子倍增系统和阳极五个主要部分组成。光电倍增管