光电子技术题库

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1、学习文档 仅供参考 选择题 1.光通量的单位是 B.2.辐射通量e 的单位是 B A 焦耳(J)B 瓦特(W)C 每球面度(W/Sr)D 坎德拉(cd)3.发光强度的单位是 A.4.光照度的单位是 D.5.激光器的构成一般由 A 组成 A.激励能源、谐振腔和工作物质 B.固体激光器、液体激光器和气体激光器 C.半导体材料、金属半导体材料和 PN 结材料 D.电子、载流子和光子 6.硅光二极管在适当偏置时，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。适当偏置是 D A 恒流 B 自偏置 C 零伏偏置 D 反向偏置 7.2009 年 10 月 6 日授予华人高锟诺贝尔物理学奖，提到光

2、纤以 SiO2为材料的主要是由于 A 激光调制器的是 D 9.电光晶体的非线性电光效应主要与 C 有关 A.内 10.激光调制按其调制的性质有 C 伏调制 11.不属于光电探测器的是 D 12.CCD 摄像器件的信息是靠 B 存储 13.LCD 显示器，可以分为 ABCD A.TN 型 B.STN 型 C.TFT 型 D.DSTN 型 14.掺杂型探测器是由 D 之间的电子-空穴对符合产生的，激励过程是使半导体中的载流子从平衡状态激发到非平衡状态的激发态。15.激光具有的优点为相干性好、亮度高及 B A 色性好 B 单色性好 C 吸收性强 D 吸收性弱 16.红外辐射的波长为 D .A 100

3、-280nm B 380-440 nm C 640-770 nm D 770-1000 nm 学习文档 仅供参考 17.可见光的波长范围为 C.A 200300nm B 300380nm C 380780nm D 7801500nm 18.一只白炽灯，假设各向发光均匀，悬挂在离地面 1.5m 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 D .A.汞灯 B.氙灯 C.铊灯 D.卤钨灯 20.是 21.25mm 的视像管，靶面的有效高度约为 10mm，假设可分辨的最多电视行

4、数为 400，则相当于 A 线对/mm.A.16 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 超声波频率低，光波平行声波面入射，声光作用长度短 B 超声波频率高，光波平行声波面入射，声光作用长度短 C 超声波频率低，光波平行声波面入射，声光作用长度长 D 超声波频率低，光束与声波面间以一定角度入射，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.激光具有的优点为相干性好、亮度高及(B

5、)A 多 色性好 B 单色性好 C 吸收性强 D 吸收性弱 (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要是信号的产生、存储、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括D A 光谱特性 B 光照特性 C 光电特性 D P-I 特性 30.光敏电阻与其他半导体电器件相比不具有的特点是B 31.关于 LD 与 LE

6、D 以下表达正确的选项是C A.LD 和 LED 都有阈值电流 B.LD 调制频率远低于 LED C.LD 发光基于自发辐射 D.LED 可发出相干光 32.光敏电阻的光电特性由光电转换因子描述，在强辐射作用下A A.=0.5 B.=1 C.=1.5 D.=2 33.硅光二极管主要适用于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.硅光二极管主要适用于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 可见学习文档 仅供参考 光及红外光谱区 35.光视效能 K 为最大值时的波长是A 36.对于 P 型半导体来说，以下说法正确的

7、选项是 D A 电子为多子 B 空穴为少子 C 能带图中施主能级靠近于导带底 D 能带图中受主能级靠近于价带顶 37.以下光电器件,哪种器件正常工作时需加 100-200V 的高反压 C A Si 光电二极管 B PIN 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，光电流与照度之间具有良好的线性关系 B 光敏面作成蛇形，有利于提高灵敏度 C 光敏电阻具有前历效应 D 光敏电阻光谱特性的峰值波长，低温时向短波方向移动 39.在直接探测系统中,(B)A 探测器能响应光波的波动性质,输出的电信号间接表征光波的振幅、频 率和相位 B 探

8、测器只响应入射其上的平均光功率 C 具有空间滤波能力 D 具有光谱滤波能力 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 A LD 只能连续发光 B LED 的单色性比 LD 要好 C LD 内部可没有谐振腔 D LED 辐射光的波长决定于材料的禁带宽 41.对于 N 型半导体来说，以下说法正确的选项是 A A 费米能级靠近导带底 B 空穴为多子 C 电子为少子 D 费米能级靠近靠近于价带顶 42.依据光电器件伏安特性,以下哪些器件不能视为恒流源:D A 光电二极管 B 光电三极管 C 光电倍增管 D 光电池 43.硅光二极管在适当偏置时，其光电流与入射辐射通量有良好

9、的线性关系，且 动态范围较大。适当偏置是 D A 恒流 B 自偏置 C 零伏偏置 D 反向偏置 44.有关热电探测器,下面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 器件吸收光子的能量,使其中的非传导电子变为传导电子 D 各种波长的辐射对于器件的响应都有奉献 45.为了提高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 使灵敏面外表黑化 C 将辐射热计封装在一个真空的外壳里 D 采用较粗的信号导线 46.光谱光视效率 V(505nm)=0.40730，波长为 505nm、1mW 的辐射光，其光通量 为 A 6

10、83lm B 0.683lm C 278.2 lm D 0.2782 lm D 47.以下探测器的光电响应时间，由少数载流子的寿命决定：A A 线性光电导探测器 B 光电二极管 学习文档 仅供参考 C 光电倍增管 D 热电偶和热电堆 48.给光电探测器加合适的偏置电路，以下说法不正确的选项是(A)A 可以扩大探测器光谱响应范围 B 可以提高探测器灵敏度 C 可以降低探测器噪声 D 可以提高探测器响应速度 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灵敏度测量标 准光源：C A 氘灯 B 低压汞灯 C 色温 2856K 的白炽灯 D 色温 500K 的黑体辐射器 50.克尔效应属

11、于 A A 电光效应 B 磁光效应 C 声光效应 D 以上都不是 51.海水可以视为灰体。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 都不能确定 52.以下探测器最适合于作为光度量测量的探测器 C A 热电偶 B 红外光电二极管 C 2CR113 蓝硅光电池 D 杂质光电导探测器 第一章 填空 1.以黑体作为标准光源，其他热辐射光源发射光的颜色如果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、谐振腔和泵浦源组成的。4.气体激光器的工作物

12、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要是稀土参杂的光纤。7.一切能产生光辐射的辐射源称为光源。8.单位时间内通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、传播或接收的能量，单位为 J。10.按入眼的感觉强度进行度量的辐射能大小称为光能。11.单位时间内通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 的发光光谱主要是由激光器的纵模决定。16.半导体激光器的重要特点就是它具有直接调制的能力，从而使它在光通信中得到了

13、广泛的应用。三简答 1.可见光的波长、频率和光子的能量范围分别是多少？波长：380780nm 400760nm 频率：385T790THz 400T750THz 2.发光二极管的优点？学习文档 仅供参考 效率高、光色纯、能耗小、寿命长、可靠耐用、应用灵活、绿色环保。3.气体放电光源的特点？效率高、结构紧凑、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、成效低、波长覆盖广、能量转换效率高。5.光体放点的发光机制？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、电子向阳极运动，从电场中得到能量，它们与气体原子或分子碰撞时会激励出新的电子离子，也会使气体原子受激，内

14、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干性是前述一般光源所望尘莫及的，它为光电子技术提供了极好的光源。7.量子井 LD 的特性？阈值电流很低、谱线宽度窄，改善了频率 Chirp、调制速率高、温度特性好 8.超高亮度彩色 LED 的应用？LED 显示屏、交通信号灯、景观照明、应用、LED 显示屏的背光源。9.激光测距的优点？（1）测距精度高2体积小、重量轻3分辨率高、抗干扰能力强 10.激光雷达的优点？（1）激光高度的方向性，使光束发散角很小、分辨能力大大提高。（2）抗干扰能力强（3）体积小质量轻 11.简要描述一

15、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，对应不同温度的曲线不相交。（2）单色辐射出射度和辐射出射度均随温度升高而增大。（3）单色辐射出射度和峰值随温度升高而短波方向移动。四；计算 1.一只白炽灯，假设各向发光均匀，悬挂在离地面 1.5m 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。=L*4 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、频率 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，从而改

16、变激光器输出特性实现的调制叫 内调制。4、外调制 是激光形成以后，在光路中放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，是某参量受到调制。学习文档 仅供参考 5、光束扫描技术包括 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、频率或相位的过程。光辐射的调制方法有内调制和外调制。内调制：直接调制技术具有简单、经济、容易实现等优点。但存在波长(频率)的抖动。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、损耗大、而且造价

17、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：光波通过磁光介质、平行于磁场方向传播时，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，就可控制光的振动面的旋转角，使通过的光振幅随角的变化而变化，从而实现光强调制。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从而改变激光器输出德行实现调制。9.什么是外调制？激光形成以后，在光路放置调制器，用调制信号改变调制器的物理性能，当激光通过外调制器

18、将使某参量受到调制。9.半导体光源编码的优点？（1）因为数字光信号在信道上传输，引进的噪声和失真，可采用间接中继器的方法去掉，故抗干扰能力强。（2）对数字光纤通信系统的线性要求不高可充分利用光源的发光功率。学习文档 仅供参考（3）数字光通信设备便于和脉冲编码 中断、脉冲编码彩电终端、电脑终端相连接，从而组成即能传输 ，又能传输电脑数据的多媒体综合通信系统。第三章 一、填空 1.光探测器的物理效应主要是 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.光电池的基本特性有 光照特性、伏安特性、光谱特

19、性、频率特性、温度特性。5.光探测器是将 光信号 转变为 电信号 的关键器件。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性有光照特性、伏安特性、温度特性、频率特性。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性？答：光电器件对功率相同而波长不同的入射光的响应不同，即产生的光电流不同。光电流或 输出电压与入射光波长的关系称为光谱特性。2、何谓“白噪声”？何谓“1/f 噪声”？要降低电阻的

20、热噪声应采取什么措施？答：功率谱大小与频率无关的噪声，称白噪声。功率谱与 f 成反比，称 1/f 噪声。温度 3、应怎样理解热释电效应？热释电探测器为什么只能探测调制辐射？答：热电晶体的自发极化矢量随温度变化，从而使入射光可引起电容器电容改变的现象成为 热释电效应。由于热释电信号正比于器件的温升随时间的变化率，因此它只能探测调制辐射。4、光探测器的光热效应是什么？答：当光照射到理想的黑色吸收体上时，黑体将吸收所有波长的全部光能量，并转换为为 热能，称为光热效应。5、什么是光电导效应？答：当半导体材料受光照时，由于对光子的吸收引起载流子浓度的变化，因而导致材料的 电导率发生变化，这种现象称为光电

21、导效应。学习文档 仅供参考 6、什么是光电发射效应？答：某些金属或半导体受到光照时，假设入射的光子能量足够大，则它与物质中的电子相互 作用，致使电子逸出电子外表，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：光电特性和光照特性、光谱特性、等效噪声功率和探测率、响应时间与频率特性。8、光敏电阻的主要特性有哪些？答：光电特性、光谱特性、频率特性、伏安特性、温度特性、前历效应、噪声 9、光敏电阻与其他半导体光器件相比，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；灵敏度高；偏置电压低，无极性之分 10、热电探测器与光电探测器相比较，在原理上有何区别？答：光电探测器的工作原

22、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，而热电探测器是在光辐射作用下，首先使接收物质升温，由于温度的变化而造成接受物质的电学特性变化。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无关，可以在室温下工作。11、为什么结型光电器件在正向偏置时没有明显的光电效应？结型光电器件必须工作在哪种偏置状态?答：因为 p-n 结在外加正向偏压时，即使没有光照，电流也随着电压指数级在增加，所以有光照时，光电效应不明显。p-n 结必须在反向偏压的状态下，有明显的光电效应产生，这是因为 p-n 结在反偏电压下产生的电流要饱和，所以光照增加时，得到的光生电流就会明显增加。12、什么是光电效

23、应和光热效应？答：当光电器件上的电压一定时，光电流与入射于光电器件上的光通量的关系 I=F()称 为光电特性，光电流与光电器件上光照度的关系 I=F(L)称为光照特性。第四章 4.1 简述 PbO 视像管的基本结构和工作过程。学习文档 仅供参考 光学图像投射到光电阴极上，产生相应的光电子发射，在加速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分布最后，通过电子束扫描把电 位图像读出，形成视频信号，摄像器件的参量极限分辨率、调制传递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递函数MTF 极限分辨率：人眼能分辨的最细条数。

24、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同空间频率目标的传递能力。惰性：指输出信号的变化相对于光照度的变化有一定的滞后。原因：靶面光电导张弛过程和电容电荷释放惰性。4.3 以双列两相外表沟道 CCD 为例，简述 CCD 电荷产生、存储、转移、输出的基本原理。以外表沟道 CCD 为例，简述 CCD 电荷存储、转移、输出的基本原理。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。正如其它电容器一样，MOS电容器能够存储电荷。如果 MOS 结构中的半导体是 P 型硅，当在金属电极称为栅上加

25、一个正的阶梯电压时衬底接地，Si-SiO2 界面处的电势称为外表势或界面势发生相应变化，附近的 P 型硅中多数载流子空穴被排斥，形成所谓耗尽层，如果栅电压 VG 超过MOS 晶体管的开启电压，则在 Si-SiO2 界面处形成深度耗尽状态，由于电子在那里的势能较低，我们可以形象化地说：半导体外表形成了电子的势阱，可以用来存储电子。当外表存在学习文档 仅供参考 势阱时，如果有信号电子电荷来到势阱及其邻近，它们便可以聚集在外表。随着电子来到势阱中，外表势将降低，耗尽层将减薄，我们把这个过程描述为电子逐渐填充势阱。势阱中能够容纳多少个电子，取决于势阱的“深浅”，即外表势的大小，而外表势又随栅电压变化，

26、栅电压越大，势阱越深。如果没有外来的信号电荷。耗尽层及其邻近区域在一定温度下产生的电子将逐渐填满势阱，这种热产生的少数载流子电流叫作暗电流，以有别于光照下产生的载流子。因此，电荷耦合器件必须工作在瞬态和深度耗尽状态，才能存储电荷。以典型的三相 CCD 为例说明 CCD 电荷转移的基本原理。三相 CCD 是由每三个栅为一组的间隔紧密的 MOS 结构组成的阵列。每相隔两个栅的栅电极连接到同一驱动信号上，亦称时钟脉冲。三相时钟脉冲的波形如以下图所示。在 t1 时刻，1 高电位，2、3 低电位。此时1电极下的外表势最大，势阱最深。假设此时已有信号电荷电子注入，则电荷就被存储在1 电极下的势阱中。t2

27、时刻，1、2 为高电位，3 为低电位，则1、2 下的两个势阱的空阱深度相同，但因1 下面存储有电荷，则1 势阱的实际深度比2 电极下面的势阱浅，1 下面的电荷将向2 下转移，直到两个势阱中具有同样多的电荷。t3 时刻，2 仍为高电位，3 仍为低电位，而1 由高到低转变。此时1 下的势阱逐渐变浅，使1下的剩余电荷继续向2 下的势阱中转移。t4 时刻，2 为高电位，1、3 为低电位，2 下面的势阱最深，信号电荷都被转移到2 下面的势阱中，这与 t1 时刻的情况相似，但电荷包向右移动了一个电极的位置。当经过一个时钟周期 T 后，电荷包将向右转移三个电极位置，即一个栅周期也称一位。因此，时钟的周期变化

28、，就可使 CCD 中的电荷包在电极下被转移到输出端，其工作过程从效果上看类似于数字电路中的移位寄存器。312t1t2t3t4312t1t2t3t4 电荷输出结构有多种形式，如“电流输出”结构、“浮置扩散输出”结构及“浮置栅输出”结构。其中“浮置扩散输出”结构应用最广泛，。输出结构包括输出栅 OG、浮置扩散区FD、复位栅 R、复位漏 RD 以及输出场效应管 T 等。所谓“浮置扩散”是指在 P 型硅衬底外表用 V 族杂质扩散形成小块的 n+区域，当扩散区不被偏置，即处于浮置状态工作时，称作“浮置扩散区”。电荷包的输出过程如下：VOG 为一定值的正电压，在 OG 电极下形成耗尽层，使3 与 FD 之

29、间建立导电沟道。在3 为高电位期间，电荷包存储在3 电极下面。随后复位栅 R 加正复位脉冲R，使 FD 区与 RD 区沟通，因 VRD 为正十几伏的直流偏置电压，则 FD 区的电荷被RD 区抽走。复位正脉冲过去后 FD 区与 RD 区呈夹断状态，FD 区具有一定的浮置电位。之后，3 转变为低电位，3 下面的电荷包通过 OG 下的沟道转移到 FD 区。此时 FD 区即 A 点的电位变化量为：CQVFDA 式中，QFD 是信号电荷包的大小，C 是与 FD 区有关的总电容包括输出管 T 的输入电容、分布电容等。学习文档 仅供参考 t13Rt2t3t5t4 3Rt1t2t3t4t5 CCD 输出信号的

30、特点是：信号电压是在浮置电平基础上的负电压；每个电荷包的输出占有一定的时间长度 T。；在输出信号中叠加有复位期间的高电平脉冲。据此特点，对 CCD 的输出信号进行处理时，较多地采用了取样技术，以去除浮置电平、复位高脉冲及抑制噪声。CCD 驱动脉冲工作频率的上、下限受哪些条件限制，应该如何估算？1、2、SH、RS 起什么作用？它们之间的位相关系如何？为什么？1、2：驱动脉冲 1、驱动脉冲 2，将模拟寄存器中的信号电荷定向转移到输出端形成序列脉冲输出。SH：转移栅控制光生电荷向 CCDA 或 CCDB 转移。RS：复位脉冲，使复位场效应管导通，将剩余信号电荷卸放掉，以保证新的信号电荷接收。学习文档

31、 仅供参考 4.6.某双列两相 2048 像元线阵 CCD，其转移损失率为5-10，试计算其电荷转移效率和电荷传输效率，）（，)0(/)(QnQ。解：99999.0-1 转移次数4092 mn 96)99999.0()0()(4096nQnQ，%4.7 TCD1200D 的中心距为 14m，它能分辨的最小间距是多少？它的极限分辨率怎样计算？它能分辨的最小间距是 14m。简述变像管和图像增强器的基本工作原理，指出变像管和图像增强器的主要区别。亮度很低的可见光图像或者人眼不可见的光学图像经光电阴极转换成电子图像；电子光学系统将电子图像聚焦成像在荧光屏上，并使光电子获得能量增强；荧光屏再将入射到其上

32、的电子图像转换为可见光图像。变像管：接受非可见辐射图像并转换成可见光图像的直视型光电成像器件：红外变像管、紫外变像管和 X 射线变像管等，功能是完成图像的电磁波谱转换。像增强器：接受微弱可见光图像的直视型光电成像器件：级联式像增强器、带微通道板的像增强器、负电子亲和势光阴极的像增强器等，功能是完成图像的亮度增强。第五六七章 填空 1.光盘存储可分为三种类型：只读型、可录型、可擦重写型。2.光磁盘存储器是用磁性材料作为记录介质，用激光作为记录、读出和擦除手段的存储器。3.一些有机化合物存在固态和液态之间和液态之间的中间态，既具有液态的流动性，又具有晶体的各向异性，称为液晶。4.液晶分子排列的类型

33、有：近晶相、向列相、胆甾相。5.等离子体显示板是利用气体放电产生发光现象的平板显示屏。6.DLP 投影机有三片式、单片式、双片式不同档次的产品。7.光电子技术在信息技术方面的应用有：光通信、互联网、光显示、光传感、光存储、电脑系统。8.激光传统加工技术有：激光切割、激光打孔、激光焊接、激光外表热处理、激光打标。简答 1.光存储器有哪些优点？答：1 存储密度高；2 非接触式读、写信息;3 存储寿命长；4 信息的信噪比高；5 信息位价格低。2.光盘的特性参数有哪些？答：1 光盘类型；2 光盘直径；3 存储密度；4 存储容量；5 数据传输速率；6 存取时间；7信噪比；8 误码率；9 存储每位信息的价

34、格。学习文档 仅供参考 3.CD 只读光盘的加工有哪些过程？答：主盘制备工序；2 副盘制备工序；3 注塑复制工序；4 溅射镀铝工序；5 甩胶印刷工序。4.光盘发展经历了哪几代？每一代的特点是什么？答：自美国 ECD 及 IBM 公式共同研制出第一片光盘以来，光盘经历了四代：只读存储光盘 这种光盘中的数据是在光盘生产过程中刻入的，用户只能从光盘中反复读取数据。这种光盘制造工艺简单，成本低，价格廉价，其普及率和市场占有率最高。一次写入多次读出光盘 这种光盘具有写、读两种功能，写入数据后不可擦除。可擦重写光盘 用户除了可在这种光盘上写入、读出信息外，还可以将已经记录在盘上的信息擦除掉，然后再写入新的

35、信息；但擦与写需要两束激光、两次动作才能完成。直接重写光盘 这种光盘上实现的功能与可擦重写重写光盘一样，所不同的是，这类光盘可用同一束激光、通过一次动作就擦除掉旧信息并录入新信息。5.光信息存储有哪些新技术？持续光谱烧孔和三维光信息存储、电子俘获光存储技术、全息信息存储、光致变色存储。6.有机电致发光由哪五个步骤完成？答：1 载流子注入；2 载流子的迁移；3 载流子复合；4 激发子迁移；5 跃迁辐射。7.简述 OLED 显示器的优点。答：1发光亮度可达几百至上万坎德拉每平方米，普通电视是 100 坎德拉每平方米。（2）低电压驱动，十几至几伏，功耗低。（3）有机材料易得，具有广泛的可选择性，很多

36、有机物都可实现红绿蓝发光。而无机材料难生长，特别是蓝光材料。（4）制备工艺简单（5）易实现彩色化 8.等离子体显示有什么特点？答：优点 1等离子体显示为自发光型显示，发光效率与亮度较高，视角大。由于等离子体显示单元具有很强的开关特性，能得到较高的图像比照度。2显示质量好，灰阶可超过 256 级，色彩丰富，分辨率高，响应快，响应时间仅数 ms。3有存储特性，使得在大屏幕显示时能得到较高的亮度，因而制作高分辨率大型 PDP 成为可能。4刚性结构，耐震动，机械强度高，寿命长。5制造工艺简单，投资小。缺点 工作电压较高，不宜在低气压环境下工作防止填充气体膨胀。9.DLP 投影显示的技术优势有哪些？答：

37、1完全的数字化显示，这是独有的特色。（）反射显示，光能利用率高。（）优秀的图像质量。（）可靠性很高，系统寿命长。10.硅基液晶显示器的特点。答：为反射式技术，光能利用率远高于；耗电少，亮度高，分辨率高，响应学习文档 仅供参考 快；电路是成熟技术，成本低。11.激光加工的优点。答：1加工对象范围广。（2）由于是非接触加工，加工中无加工助力，工件无机械变形，切热变形极小。（3）激光能聚焦到微米量级，既可进行微区加工，也可进行选择性加工，其精度是其他加工方法难以比拟的。（4）节省能源和材料消耗。（5）激光加工公害较小。（6）可进行远距离遥控加工。（7）激光加工与电脑数控技术结合。（8）特别是先进的飞

38、秒激光加工技术，可以实现亚微米、纳米尺度的高精习加工，甚至可以对细胞，基因进行加工。12.飞秒激光加工脉冲持续时间只有飞秒量级，从根本上防止了热款三的存在和影响。较传统的激光加工有哪些优势？（1）加工过程的非热熔性（2）加工精准、质量高。（3）可加工任何材料。（4）加工能量低耗性。13.激光武器的优点。答：1命中率高；2机动灵活；3无放射性污染；4不受电磁干扰；5效费比高。14.激光制导的特点。答：精度高，抗干扰能力强，制导系统体积小，重量轻。但受天气影响大，原因在于大雨、浓雾使激光传输受到限制。第八章 1.请简要列举光子晶体光纤的应用。答：光纤通信，光子晶体光纤激光器，PCF 的超连续光谱应

39、用，PCF 的传感应用。答：光子晶体激光器和 LED；高性能的反射镜；光子晶体超棱镜，超透镜，光子晶体偏振器；光子晶体光波导；光子晶体全光开关。3.周期性结构的材料是否存在光子禁带主要取决于哪三个因素？答：两种介质的介电常数或折射率差；介电的填充率比；晶体结构 答：半导体量子阱，量子线，量子点；金属纳米材料；碳纳米管；硅纳米线 答：纳米探针；纳米细胞探测器，纳米光机电系统 答：碳纳米管很轻，材料密度低，强度高、碳纳米管场发射特性优异。7.纳米结构的 LED 器件优点 答：高发光量子效率、宽光谱范围光发射、色饱和度优于 LCD 和 OLED、低激发能量态、可以通过热激发、加电显示时器件耗电更低、

40、具有光化学和热的高稳定性、制备工艺简单、适合旋涂法、喷雾沉积，压印光刻，可制作柔性大面积器件 8.纳米光存储的种类 答：金属纳米棒光存储、一万 GB 超级 DVD 学习文档 仅供参考 9.光子晶体的分类 答：一维光子晶体，二维光子晶体，三维光子晶体 10.光子晶体的能带效应 答：超校直效应、超棱镜效应、超透镜效应、复折射效应 计算题 1、探测器的 D*=1110cm2/1Hz/W,探测器光敏器的直径为 0.5cm，用于 f=3105Hz 的光电仪器中，它能探测的最小辐射功率为多少？解：NEPDfADDd/1)(2/1*WDfDDfANEPde10*2*2/1101.3)2()(2、一块半导体样

41、品，有光照时电阻为 50 欧姆，无光照时电阻为 5000 欧姆，求该样品的光 电导。解：G 光=G 亮-G 暗=1/50-1/5000=0.0198s该样品的光电导即为所求。3、用 Cds 光敏电阻控制继电器。灵敏度lxssd/10*26 ,继电器线圈电阻是 4k，吸合电流是 2mA，使继电器吸合所需的最小照度是多少？假设使继电器在 200lx 时吸合，则需改变线圈电阻，问此事继电器电阻最大为多少？弱光照条件 解：（1）要使继电器吸合，光敏电阻的电压VU41021041233 由光电流ULSIg，可得lxUSILg250410210263（2）要使继电器吸合在 200lx 时吸合，此时光敏电阻

42、的电压 学习文档 仅供参考 VLSIUg520010210263 这时继电器的电压为 12-5=7V，从而继电器的电阻最大为k5.310273 4、现有 GDB-423 型光电倍增管的光电阴极面积为 2cm，阴极灵敏度 Sk 为 25A/lm，倍增系统的放大倍数为 105，阳极额定电流为 20A，求允许的最大光照。解：电流增益 M 也是电压的函数，KAKASSIIM510 代入 M，kS，可得lmASA/5.2 SLIISAAA，所以lxSSILAA246max1045.21021020 5、在室温 300K 时，已知 221CR型硅光电池光敏面积为 5mm5mm，在福照度为100mW/2cm

43、时的开路电压为mVUoc550，短路电流mAIsc6。试求（1）室温情况下，辐照度降低到 50mW/2cm时的开路电压ocU与短路电流scI。（2）当该硅光电池安装在以下图所示的偏置电路时，假设测得输出电压oU=1V，求此时光敏面上的辐照度。解 设辐照度变成 502/cmmW时的输出开路电压分别为1OCU和1SCI，则可知 eeSCSCSSII11 1 学习文档 仅供参考 式中S为光电池的灵敏度，1e和e分在辐照度为 502/cmmW和 1002/cmmW下光电池上接收到的辐射通量。根据题意把已知量代入1式可知 mAmAIISCSCSCsc361005011 ppopopococIIqkTII

44、qkTIIqkTUU111lnlnln ppococIIqkTUU11ln 把参数代入上式可得mVVmVUoc2.54263ln106.13001038.155019231。2由上图可知放大器输入端的输入阻抗inZ是光电池的负载电阻，可表示为 1ARZfin，其中可知 A 为放大器的开环放大倍数，fR是反馈电阻。由图中可知fR为 24k，510A，则kZin24.0，认为光电池处于短路工作状态。输出电压offscoSRRIU 式中，S 为光电池的灵敏度，o为辐照度，由1式可得 fsceoeoscfoscRIUIRUII/把已知量代入上式可得2/694.0cmmWo。4.6.某双列两相 2048

45、 像元线阵 CCD，其转移损失率为5-10，试计算其电荷转移效率和电荷传输效率，）（，)0(/)(QnQ。解：99999.0-1 转移次数4092 mn 96)99999.0()0()(4096nQnQ，%1.设在半径为Rc的圆盘中心法线上，距盘圆中心为l0处有一个辐射强度为Ie的点源 S，如下图。试计算该点源发射到盘圆的辐射功率。学习文档 仅供参考 K 解：因为ddeeI，且 22000212cos12sincRRllddrdSdc 所以220012ceeeRllIdI 1014Hz，该单色光在水中n=1.33的速度和波长。答：v=c/n=3*108/1.33=2.26*108m/s=v/f

46、=2.26*108/3*1014=0.75*10-6m 3、某电光晶体 n=1.5，L=1cm，md=/2,则调制信号最高频率为？答：fm=wm/2=1/4d=c/4nL=3*108/4*1.5*0.01=5*109Hz 4.用凝视型红外成像系统观察 30 公里远，10 米10 米的目标，假设红外焦平面器件的像元大小是 50m50m，假设目标像占 4 个像元，则红外光学系统的焦距应为多少？假设红外焦平面器件是 128128 元，则该红外成像系统的视场角是多大？答：/3321050103010f mmf300/水平及垂直视场角：05319.1360011023001281050 5.光敏电阻适用

47、作光控继电器。如下图给出一个光控开关。光敏电阻为 CdS 器件。晶体管值为 50，继电器 K 的吸合电流为 10mA，eR=100。考虑弱光照情况，计算继电器吸合需要多大照度？测得 L=0lx 时，MRG100；L=100lx 时，kRG50，其中VUb12 解：由题可知，继电器的吸合电流 I=10mA,100eR.VUb12,ECBIII.mAIIRG2.0 eRBEQbRGUUUU=10010502.07.0123 V3.1017.012 灵敏度7841099.1010010111051LRSGg 光敏电阻的光电流ULSIg l0 S Rc 图 1 学习文档 仅供参考 可得LxUSILg973.1010210274.