光电子技术题库.docx
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光电子技术题库
选择题
1.光通量的单位是(B).
2.辐射通量φe的单位是(B)
3.发光强度的单位是(A).
A.坎德拉B.流明C.熙提D.勒克斯
4.光照度的单位是(D).
A.坎德拉B.流明C.熙提D.勒克斯
5.激光器的构成一般由(A)构成
A.激励能源、谐振腔和工作物质B.固体激光器、液体激光器随和体激光器
C.半导体资料、金属半导体资料和PN结资料D.电子、载流子和光子
6.硅光二极管在适合偏置时,其光电流与入射辐射通量有优异的线性关系,且
动向范围较大。
适合偏置是(D)
A恒流B自偏置C零伏偏置D反向偏置
年10月6日授与华人高锟诺贝尔物理学奖,
提到光纤以
SiO2为资料的主假如因为(
A
)
A.传输消耗低
B.可实现任何光传输
C.不出现瑞利散射
D.空间相关性好
8.以下哪个不属于激光调制器的是(
A.电光调制器B.声光调制器
9.电光晶体的非线性电光效应主要与(
A.内加电场B.激光波长
D)
C.磁光调制器
C)有关
C.晶体性质
D.压光调制器D.晶体折射率变化量
10.激光调制按其调制的性质有(C)
A.连续调制
B.脉冲调制
C.相位调制
D.光伏调制
11.不属于光电探测器的是(
D)
A.光电导探测器
B.光伏探测器
C.光磁电探测器
D.热电探测元件
摄像器件的信息是靠(
B)储存
A.载流子
B.
电荷
C.
电子
D.
声子
显示器,能够分为(
ABCD
)
A.TN型B.STN型
C.TFT型D.DSTN型
14.混杂型探测器是由(D)之间的电子-空穴对切合产生的,激励过程是使半导体中的载流子从均衡状态激发到非均衡状态的激发态。
A.禁带
B.
分子
C.
粒子
D.
能带
15.
激光拥有的长处为相关性好、亮度高及(
B
)
A色性好B
单色性好
C
汲取性强
D
汲取性弱
16.
红外辐射的波长为(
D
).
A100-280nm
B380-440nmC640-770nm
D770-1000nm
17.
可见光的波长范围为(
C
).
A200—300nmB300—380nmC380—780nmD780—1500nm
18.一只白炽灯,假定各向发光均匀,悬挂在离地面的高处,用照度计测得正下方地面的照
度为30lx,该灯的光通量为(A).
A.848lx
B.212lx
C.424lx
D.106lx
19.以下不属于气体放电光源的是(
A.汞灯B.氙灯C.
D).
铊灯D.卤钨灯
20.LCD是(A)
A.液晶显示器
B.
光电二极管
C.
电荷耦合器件
D.
硅基液晶显示器
的视像管,靶面的有效高度约为
10mm,若可分辨的最多电视行数为
400,则相当于(
A)
线对/mm.
22.
光
电
转
换
定
律
中
的
光
电
流
与
(
B)
.
A
温度成正比
B光功率成正比
C暗电流成正比
D光子的能量成
正比
23.
发
生
拉
曼
—
纳
斯
衍
射
必
须
满
足
的
条件
是
(
A)
A超声波频次低,光波平行声波面入射,声光作用长度短
B超声波频次高,光波平行声波面入射,声光作用长度短
C超声波频次低,光波平行声波面入射,声光作用长度长
D超声波频次低,光束与声波面间以必定角度入射,声光作用长度短
24.光束调制中,下面不属于外调制的
是(C)
A声光调制
B电光波导调制
C半导体光源调制
D电光强度
调制
25.激光拥有的长处为相关性好、亮度高及(B)
A多色性好B单色性好C汲取性强
26.能发生光电导效
D汲取性弱
应的半导
体
是(C)
A本征型和激子型B本征型和晶格型C本征型和杂质型D本征型和自
由载流子型
27.电荷耦合器件分(A)
A
线阵CCD和面阵CCD
B
线阵CCD和点阵CCD
C
面阵CCD和体阵CCD
D
体阵CCD和点阵CCD
28.
电荷耦合器件的工作过程主假如信号的产生、储存、传输和
(C)
A
计算
B显示
C
检测
D
输出
29.
光电探测器的性能参数不包含(
D)
A光谱特征B光照特征
C光电特征DP-I
特征
30.
光敏电阻与其余半导体电器件对比不拥有的特点是(
B)
A.光谱响应范围广
B.阈值电流低
C.工作电流大
D.敏捷度高
31.对于LD与LED以下表达正确的选项是(C)
A.LD和LED都有阈值电流B.LD调制频次远低于LEDC.LD发光鉴于自觉辐射D.LED
可发出相关光
32.光敏电阻的光电特征由光电变换因子描绘,在强辐射作用下(
A)
A.=B.
=1
C.
=
D.
=2
33.硅光二极管主要合用于[D]
A紫外光及红外光谱区B可见光及紫外光谱区C可见光区D可见光
及红外光谱区
34.硅光二极管主要合用于[D]
A紫外光及红外光谱区B可见光及紫外光谱区C可见光区D可见光
及红外光谱区
35.光视效能K为最大值时的波长是(A)
A.555nm
C
.777nm
36.
对于P型半导体来说,以下说法正确的选项是
(D)
A电子为多子B
空穴为少子
C能带图中施主能级凑近于导带底
D能带图中受主能级凑近于价带顶
37.
以下光电器件,哪一种器件正常工作时需加
100-200V的高反压
(C)
ASi光电二极管BPIN光电二极管C雪崩光电二极管D光电三极管
38.对于光敏电阻,以下说法不正确的选项是:
(D)
A弱光照下,光电流与照度之间拥有优异的线性关系
B光敏面作成蛇形,有益于提升敏捷度
C光敏电阻拥有前历效应
D光敏电阻光谱特征的峰值波长,低温时向短波方向挪动
39.在直接探测系统中,(B)
A探测器能响应光波的颠簸性质,输出的电信号间接表征光波的振幅、频次和相位
B探测器只响应入射其上的均匀光功率
C拥有空间滤波能力
D拥有光谱滤波能力
40.对于激光二极管(LD)和发光二极管(LED)来说,以下说法正确的选项是(D)
41.对于N型半导体来说,以下说法正确的选项是(A)
A费米能级凑近导带底B空穴为多子
C电子为少子D费米能级凑近凑近于价带顶
42.依照光电器件伏安特征,以下哪些器件不可以视为恒流源:
(D)
43.硅光二极管在适合偏置时,其光电流与入射辐射通量有优异的线性关系,且
动向范围较大。
适合偏置是(D)
44.有关热电探测器,下边的说法哪项是不正确的(C)
A光谱响应范围从紫外到红外几乎都有相同的响应
B响应时间为毫秒级
C器件汲取光子的能量,使此中的非传导电子变为传导电子
D各样波长的辐射对于器件的响应都有贡献
45.为了提升测辐射热计的电压响应率,以下方法中不正确的选项是(D)
A将辐射热计制冷B使敏捷面表面黑化
C将辐射热计封装在一个真空的外壳里D采纳较粗的信号导线
46.光谱光视效率V(505nm)=,波长为505nm、1mW的辐射光,其光通量
为
A683lmBClmDlm
(D)
47.以下探测器的光-电响应时间,由少量载流子的寿命决定:
(A)
A线性光电导探测器B光电二极管
C光电倍增管D热电偶和热电堆
48.给光电探测器加适合的偏置电路,以下说法不正确的选项是(A)
A能够扩大探测器光谱响应范围B能够提升探测器敏捷度
C能够降低探测器噪声D能够提升探测器响应速度
49.以下光源中哪一种光源,可作为光电探测器在可见光区的积分敏捷度丈量标
准光源:
(C)
50.克尔效应属于(A)
51.海水能够视为灰体。
300K的海水与同温度的黑体比较(A)
A峰值辐射波长相同B发射率相同
C发射率随波长变化D都不可以确立
52.以下探测器最适合于作为光胸怀丈量的探测器
A热电偶B红外光电二极管
C2CR113蓝硅光电池D杂质光电导探测器
(C)
第一章
填空
1.以黑体作为标准光源,其余热辐射光源发射光的颜色假如与黑体在某一温度下的辐射光的颜色相同,则黑体的这一温度称为该热辐射光源的色温。
2.低压钠灯的单色性较好,常用作单色光源。
3.激光器一般是由工作物质、谐振腔和泵浦源构成的。
4.气体激光器的工作物质是气体或金属蒸汽。
5.半导体激光器亦称激光二极管。
6.光纤激光器的工作物质主假如稀土参杂的光纤。
7.全部能产生光辐射的辐射源称为光源。
8.
单位时间内经过某截面的所有波长的总电磁辐射能又称辐射功率,单位
W。
9.
以辐射的形式发射、流传或接收的能量,单位为
J。
10.按入眼的感觉强度进行胸怀的辐射能大小称为光能。
11.单位时间内经过某截面的所有光波长的光能成为光通量。
12.发光强度单位为坎德拉。
13.光照度单位lx。
14.热辐射光源是使发光物体升温到足够高而发光的光源。
15.LD的发光光谱主假如由激光器的纵模决定。
16.半导体激光器的重要特点就是它拥有直接调制的能力,进而使它在光通讯中获取了宽泛的应用。
三.简答
1.可见光的波长、频次和光子的能量范围分别是多少?
波长:
380~780nm400~760nm
频次:
385T~790THz400T~750THz
能量:
~
2.发光二极管的长处?
效率高、光色纯、能耗小、寿命长、靠谱耐用、应用灵巧、绿色环保。
3.气体放电光源的特点?
效率高、构造紧凑、寿命长、辐射光谱可选择
4.半导体激光器特点?
体积小、重量轻、易调制、功能低、波长覆盖广、能量变换效率高。
5.光体放点的发光体制?
气体在电场作用下激励出电子和离子,成为导电体。
离子向阴极、电子朝阳极运动,从电场中获取能量,它们与气体原子或分子碰撞时会激励出新的电子离子,也会负气体原子受激,内层电子跃迁到高能级。
受激电子返回基态时,就辐射出光子来。
6.激光的特点?
激光的高亮度、高方向性、高单色性和高度时间空间相关性是前述一般光源所瞠乎其后的,它为光电子技术供给了极好的光源。
7.量子井LD的特征?
阈值电流很低、谱线宽度窄,改良了频次Chirp、调制速率高、温度特征好
8.超高亮度彩色LED的应用?
LED显示屏、交通讯号灯、景观照明、手机应用、LED显示屏的背光源。
9.激光测距的长处?
(1)测距精度高
(2)体积小、重量轻(3)分辨率高、抗扰乱能力强
10.激光雷达的长处?
(1)激光高度的方向性,使光束发散角很小、分辨能力大大提升。
(2)抗扰乱能力强
(3)体积小质量轻
11.简要描绘一下黑体光谱辐射出射度与波长和温度的关系?
(1)对应任一温度单色辐射出射度随波长连续变化,且只有一个峰值,对应不一样温度的曲线不订交。
(2)单色辐射出射度和辐射出射度均随温度高升而增大。
(3)单色辐射出射度和峰值随温度高升而短波方向挪动。
四;计算
1.一只白炽灯,假定各向发光均匀,悬挂在离地面的高处,用照度计测得正下方地面的照度为30lx,求出该灯的光通量。
Φ=L*4πR^2=30*4**^2=
第二章
1、光辐射的调制使用数字或模拟信号改变光波波形的幅度、频次或相位
的过程。
2、光辐射的调制有机械调制、电光调制、声光调制、磁光调制。
3、加载信号是在激光震荡过程中进行的,以调制信号改变激光震荡参数,进而
改变激光器输出特征实现的调制叫内调制。
4、外调制是激光形成此后,在光路中搁置调制器用调制信号改变调制器的收
放性能,当激光用过调制器,是某参量遇到调制。
5、光束扫描技术包含机械扫描、电光扫描、电光数字式扫描、声光扫描。
6、什么是光辐射的调制?
有哪些调制的方法?
它们有什么特点和应用?
光辐射的调制是用数字或模拟信号改变光波波形的幅度、频次或相位的过程。
光辐射的调制方法有内调制和外调制。
内调制:
直接调制技术拥有简单、经济、简单实现等长处。
但存在波长(频次)的颤动。
LD、LED
外调制:
调制系统比较复杂、消光比高、插损较大、驱动电压较高、难以与光源集成、偏振敏感、消耗大、并且造价也高。
但谱线宽度窄。
机械调制、电光调制、声光调制、磁光调制
7、说明利用法拉第电磁旋光效应进行磁光强度调制的原理。
磁场使晶体产生光各向异性,称为磁光效应。
法拉第效应:
光波经过磁光介质、平行于磁场方向流传时,线偏振光的偏振面发生旋转的现象。
电路磁场方向在YIG棒轴向,控制高频线圈电流,改变轴向信号磁场强度,即可控制光的振动面的旋转角,使经过的光振幅随角的变化而变化,进而实现光重申制。
8.什么是内调制?
加载信号是在激光振荡过程中进行的,以调制的信号改变激光振荡参数进而改变激光器输出品德实现调制。
9.什么是外调制?
激光形成此后,在光路搁置调制器,用调制信号改变调制器的物理性能,当激光
经过外调制器将使某参量遇到调制。
9.半导体光源编码的长处?
(1)因为数字光信号在信道上传输,引进的噪声和失真,可采纳间接中继器的方法去掉,故抗扰乱能力强。
(2)对数字光纤通讯系统的线性要求不高可充足利用光源的发光功率。
(3)数字光通讯设施便于和脉冲编码电话中止、脉冲编码彩电终端、计算机终端相连结,进而构成即能传输电话,又能传输计算机数据的多媒体综合通讯系统。
第三章
一、填空
1.
光探测器的物理效应主假如
光热效应
和
光电效应。
2.
光电效应分为
光电导效应
、光伏效应
、光电发射效应。
3.
微光机电系统的特点,是功能系统的
微型化
、集成化、智能化。
4.
光电池的基本特征有
光照特征、伏安特征
、光谱特征、频次特征
、温度特征。
5.光探测器是将光信号转变为电信号的重点器件。
6.光电效应分为光电导效应、光伏效应、光电发射效应。
7.光探测器的固有噪声主要有:
热噪声、1/f噪声、温度噪声、产生-复合噪声、散粒噪声。
8.光电三极管的基本特征有光照特征、伏安特征、温度特征、频次特征。
9.光热探测器有热敏电阻和热释电探测器。
10.光电探测器有光电导器件、结型光电器件、光电发射器件
二、简答
1、什么是光电器件的光谱特征?
答:
光电器件对功率相同而波长不一样的入射光的响应不一样,即产生的光电流不一样。
光电流或输出电压与入射光波长的关系称为光谱特征。
2、何谓“白噪声”?
何谓“
1/f
噪声”?
要降低电阻的热噪声应采纳什么举措?
答:
功率谱大小与频次没关的噪声,称白噪声。
功率谱与f成反比,称
举措:
1.尽量选择通带宽度小的电阻2.尽量选择电阻值小的电阻
1/f噪声。
3.降低电阻四周环境
的
温度
3、应如何理解热释电效应?
热释电探测器为何只好探测调制辐射?
答:
热电晶体的自觉极化矢量随温度变化,进而使入射光可惹起电容器电容改变的现象成为热释电效应。
因为热释电信号正比于器件的温升随时间的变化率,所以它只好探测调制辐射。
4、光探测器的光热效应是什么?
答:
当光照耀到理想的黑色汲取体上时,黑体将汲取所有波长的所有光能量,并变换为为热能,称为光热效应。
5、什么是光电导效应?
答:
当半导体资料受光照时,因为对光子的汲取惹起载流子浓度的变化,因此以致资料的电导率发生变化,这种现象称为光电导效应。
6、什么是光电发射效应?
答:
某些金属或半导体遇到光照时,若入射的光子能量足够大,则它与物质中的电子互相作用,以致电子逸出电子表面,这种现象称为光电发射效应。
7、光探测器的性能参数有哪些?
答:
光电特征和光照特征、光谱特征、等效噪声功率和探测率、响应时间与频次特征。
8、光敏电阻的主要特征有哪些?
答:
光电特征、光谱特征、频次特征、伏安特征、温度特征、前历效应、噪声
9、光敏电阻与其余半导体光器件对比,有哪些特点?
答:
光谱响应范围宽;工作电流大;所测光强范围宽;敏捷度高;偏置电压低,无极性之分
10、热电探测器与光电探测器对比较,在原理上有何差别?
答:
光电探测器的工作原理是将光辐射的作用视为所含光子与物质内部电子的直接作用,
热电探测器是在光辐射作用下,第一使接收物质升温,因为温度的变化而造成接受物质的电
学特征变化。
光电探测器响应较快,噪声小;而热电探测器的光谱响应与波长没关,能够在
室温下工作。
而
11、为何结型光电器件在正向偏置时没有显然的光电效应?
结型光电器件一定工作在哪一种偏置状态?
答:
因为p-n结在外加正向偏压时,即便没有光照,电流也跟着电压指数级在增添,所以有
光照时,光电效应不显然。
p-n结一定在反向偏压的状态下,有显然的光电效应产生,这是
因为p-n结在反偏电压下产生的电流要饱和,所以光照增添时,获取的光生电流就会显然增
加。
12、什么是光电效应和光热效应?
答:
当光电器件上的电压一准时,光电流与入射于光电器件上的光通量的关系
为光电特征,光电流与光电器件上光照度的关系I=F(L)称为光照特征。
I=F(
Ф)
称
第四章
简述PbO视像管的基本构造和工作过程。
光学图像投射到光电阴极上,产生相应的光电子发射,在加快电场和聚焦线圈所产生的磁场共同作用下打到靶上,在靶的扫描面形成与图像对应的电位散布最后,经过电子束扫描把电位图像读出,形成视频信号,
摄像器件的参量——极限分辨率、调制传达函数和惰性是如何定义的?
分辨率表示能够分辨图像中明暗细节的能力。
极限分辨率和调制传达函数(MTF)
极限分辨率:
人眼能分辨的最细条数。
用在图像(光栅)范围内所能分辨的等宽度黑白线条数表示。
也用线对/mm表示。
MTF:
能客观地表示器件对不一样空间频次目标的传达能力。
惰性:
指输出信号的变化相对于光照度的变化有必定的滞后。
原由:
靶面光电导张弛过程和
电容电荷开释惰性。
以双列两相表面沟道CCD为例,简述CCD电荷产生、储存、转移、输出的基来源理。
以表面沟道CCD为例,简述CCD电荷储存、转移、输出的基来源理。
CCD的输出信号有
什么特点?
答:
构成CCD的基本单元是
MOS(金属-氧化物-半导体)电容器。
正如其余电容器相同,MOS
电容器能够储存电荷。
假如
MOS构造中的半导体是P型硅,当在金属电极(称为栅)
上加一
个正的阶梯电压时(衬底接地),Si-SiO2界面处的电势(称为表面势或界面势)发生相应
变化,周边的P型硅中多半载流子——空穴被排挤,形成所谓耗尽层,假如栅电压
VG超出
MOS晶体管的开启电压,则在
Si-SiO2
界面处形成深度耗尽状态,因为电子在那边的势能较
低,我们能够形象化地说:
半导体表面形成了电子的势阱,能够用来储存电子。
当表面存在
势阱时,假如有信号电子(电荷)到达势阱及其周边,它们便能够齐集在表面。
跟着电子来
到势阱中,表面势将降低,耗尽层将减薄,我们把这个过程描绘为电子渐渐填补势阱。
势阱
中能够容纳多少个电子,取决于势阱的“深浅”
,即表面势的大小,而表面势又随栅电压变
化,栅电压越大,势阱越深。
假如没有外来的信号电荷。
耗尽层及其周边地区在必定温度下
产生的电子将渐渐填满势阱,
这种热产生的少量载流子电流叫作暗电流,
以有别于光照下产
生的载流子。
所以,电荷耦合器件一定工作在瞬态和深度耗尽状态,才能储存电荷。
以典型的三相CCD为例说明CCD电荷转移的基来源理。
三相CCD是由每三个栅为一组的间隔
密切的MOS构造构成的阵列。
每相隔两个栅的栅电极连结到同一驱动信号上,
亦称时钟脉冲。
三相时钟脉冲的波形以以下图所示。
在
t1时辰,φ1高电位,φ2、φ3低电位。
此时φ1电
极下的表面势最大,势阱最深。
假定此时已有信号电荷(电子)注入,则电荷就被储存在φ
1电极下的势阱中。
t2时辰,φ1、φ2为高电位,φ
3为低电位,则φ
1、φ2下的两个势
阱的空阱深度相同,但因φ
1下边储存有电荷,则φ
1势阱的实质深度比φ2电极下边的势
阱浅,φ1下边的电荷将向φ2下转移,直到两个势阱中拥有相同多的电荷。
t3时辰,φ2
仍为高电位,φ3仍为低电位,而φ1由高到低转变。
此时φ1下的势阱渐渐变浅,使φ1
下的节余电荷连续向φ2下的势阱中转移。
t4时辰,φ2为高电位,φ1、φ3为低电位,φ
2下边的势阱最深,信号电荷都被转移到φ2下边的势阱中,这与t1时辰的状况相像,但电
荷包向右挪动了一个电极
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