光電技術(shù)試題及答案

1、中國海洋大學命題專用紙（首頁）2005-2006學年第2學期試題名稱：光電技術(shù)（A卷）共4頁第1頁專業(yè)年級：學號姓名授課教師名分數(shù)（請將計算題的答案寫在答題紙上，其余直接作在試卷上）一、填空（50分每題2分）一個光源發(fā)出頻率為540X101Hz的單色輻射，在此方向上的輻強度為（1/683）TOC o 1-5 h zW/sr，則該光源在該方向上發(fā)光強度為。光度量和輻射度量之間的關(guān)系可以用和表示。摻釹石榴石（Nd：YAG）激光器屬于能級系統(tǒng)，振蕩波長通常為。常用的彩色膠卷一般分為日光型和燈光型，這是按照區(qū)分的。半導(dǎo)體激光器的發(fā)光屬于輻射，發(fā)光二極管發(fā)光屬于輻射，兩種輻射最根本的區(qū)別在于。大氣分子散

2、射中，若輻射波長遠大于分子的線度，則稱為散射。若輻射波長遠小于分子的線度，則稱為散射。光波在大氣中傳播時，大氣分子的固有吸收頻率是由決定的。橫向電光調(diào)制中，略去自然雙折射的影響，若半波電壓是1000V，要產(chǎn)生/2的位相差需加電壓為。一般利用大氣在近紅外區(qū)對光具有的幾個共振吸收波長，將近紅外區(qū)分為八個區(qū)段，將透過率較高的波段稱為。黑白顯象管由、和組成。授課教師命題教師或命題負責人簽字院系負責人簽字年月曰中國海洋大學命題專用紙（附頁）2005-2006學年第2學期試題名稱：光電技術(shù)（A卷）共4頁第2頁硅光電池在偏置時，其光電流與入射輻射通量有良好的線性關(guān)系，且動態(tài)范圍較大。TOC o 1-5 h

3、z縱向電光效應(yīng)的電場方向的特點。光機掃描方式中存在三種多元掃描方式：、光熱效應(yīng)是指的一種效應(yīng)。半波電壓是表征電光晶體性能的一個重要參數(shù)，這個電壓越（大、小）越好，特別是在寬頻帶高頻率情況下，半波電壓越小，需要的調(diào)制功率就越（大、?。?。調(diào)制方式主要應(yīng)用于半導(dǎo)體光源。這種調(diào)制方式又可分為和兩種。外光電效應(yīng)指現(xiàn)象。光熱效應(yīng)與單光子無關(guān)，因而沒有選擇性，響應(yīng)速度慢。熱致液晶可分為、和三種類型，其中液晶是目前顯示器的主要材料。光束調(diào)制根據(jù)調(diào)制參量的不同可以分為、和調(diào)制。2005-2006學年第2學期試題名稱：光電技術(shù)（A卷）共4頁第3頁聲光調(diào)制就是利用將信息加載到光載波上的物理過程。調(diào)制信號是以電信號形

4、式作用在上，其將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)椋廨d波通過超聲波場時，由于聲光效應(yīng)使光載波受到調(diào)制，帶有信息。光電導(dǎo)效應(yīng)是效應(yīng)。是目前應(yīng)用最為廣泛的一種光子效應(yīng)，只發(fā)生在某些材料中，材料沒有光電導(dǎo)效應(yīng)。TOC o 1-5 h z23紅外成像中信號處理的基本任務(wù)（無需測溫的情況下）是。接受系統(tǒng)對被探測景物的分解方式?jīng)Q定了光電成像系統(tǒng)的類型，基本上可以分為三種：、。液晶分為兩大類：和。二、計算題（10分）已知一個Si光電二極管的靈敏度S=0.5yA/yW,結(jié)電導(dǎo)g=0.005yS，屈膝電壓u=10V,入射光信號功率P=5+3sinet（yW）,反向偏置電壓V=40V。求（1）畫出此時的基本電路圖（2）計算電信號輸出

5、的最大功率，以及送到放大器時最大功率對應(yīng)的直流電阻Rp和放大器的輸入電阻Rj。三、問答分析題（40分）（6分）聲光相互作用中，產(chǎn)生布喇格衍射的條件以及布喇格衍射的特點是什么？（6分）根據(jù)電光強度調(diào)制的原理，請說出圖1中電光晶體在激光器中的作用和工作類型（根據(jù)兩個偏振片通光方向的相互位置）及工作過程。中國海洋大學命題專用紙（附頁）2005-2006學年第2學期試題名稱：光電技術(shù)（A卷）共4頁第4頁圖1（7分）簡述像管的結(jié)構(gòu)以及像管和攝像管的區(qū)別。（8分）在圖2中所示為一種真空探測器，在圖中標出其組成的三大部分，并敘述其工作原理。（13分）（1）判斷圖3中所示為哪種探測器，具體是哪種類型并寫出圖中

6、的電極名稱。（2）敘述該探測器的組成和工作原理。光電技術(shù)試卷A參考答案一、填空（每題2分）1坎德拉（或led）光視效能光視效率四能級1064nm色溫受激自發(fā)相干性瑞利米氏分子內(nèi)部的運動形態(tài)500V大氣窗口電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、熒光屏和玻璃外殼反向電場方向與所加磁場方向相同串連掃描并聯(lián)掃描串并混和掃描物體吸收光引起溫度升高小小直接（內(nèi)）模擬數(shù)字發(fā)生在物質(zhì)表面上的光電轉(zhuǎn)換現(xiàn)象能量h大?。l率/波長）頻率（波長）近晶相向列相膽甾相向列相調(diào)幅調(diào)相調(diào)頻強度聲光效應(yīng)電-聲換能器上超聲波場強度內(nèi)光電半導(dǎo)體金屬材料形成與景物溫度相應(yīng)的視頻信號光機掃描電子束掃描固體自掃描溶致液晶熱致液晶二、計算題（10分）解：C圖

7、2分放大器往往是光電探測器的直接下級，探測器的輸出電阻就是放大器的輸入電阻（rl=r）。從題Li目可知是已知輸入功率前提下，求最佳負載電阻的問題。光功率P0=5（uW）,P=（uW）,根據(jù)公式0二0.11X10-6(S)2分）.S(P+P)+2guo2(V-u)1R二二9.09x106(沁9.09(M0)(1分)PGP光電二極管的結(jié)電導(dǎo)g=0.005ys.GL=Gp+g,GL=0.115ys，放大器的輸入電阻為:1分)R二R二丄沁8.7(M0)iLGuHMLS(P-P)0-G+G+gPL沁6.52(V)P二1Gu2沁2.44(RW)H2LHM分)分)(1分)三、問答分析題（35分）1、（6分）

8、產(chǎn)生布喇格衍射條件:聲波頻率較高，聲光作用長度L較大，光束與聲波波面間以一定的角度斜入射。（3分）特點:衍射光各高級次衍射光將互相抵消，只出現(xiàn)0級和+1級（或-1級）衍射光（3分）。2、（6分）答:（分析:電光調(diào)制器和偏振片構(gòu)成了電光開關(guān)，根據(jù)兩個偏振片通過的方向的相互垂直，電光開關(guān)可分為兩種類型:加壓式（加上電壓開關(guān)接通）和退壓式（不加壓開關(guān)接通）。本題屬于退壓式（1分）。電光開關(guān)在激光技術(shù)中主要用作激光器的Q開關(guān)，與激光器組合成電光調(diào)Q激光器，可用來產(chǎn)生脈寬為納秒量級的巨脈沖激光。激光通過偏振器成為線偏振光，激光經(jīng)過電光晶體，當不加電壓時，由反射鏡反射的偏振光經(jīng)電光晶體后，偏振態(tài)不變，光可

9、以通過；當電壓接通時，由全反鏡反射的光再經(jīng)電光晶體時，線偏光的偏振態(tài)受到調(diào)制，方向與原來垂直從而不能經(jīng)過偏振器，此時開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)（即實現(xiàn)了強度調(diào)制），腔內(nèi)損耗很大，激光無法形成振蕩，泵浦光能量只能通過亞穩(wěn)態(tài)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)儲存在工作物質(zhì)中，當反轉(zhuǎn)數(shù)達到最大時，不加電壓即開關(guān)打開，儲能以高功率的激光巨脈沖釋放出來。（5分）3、（7分）像管結(jié)構(gòu):光電變換部分（光電陰極）、電子光學部分（電子透鏡）、電光變換部分（熒光屏）。象管和攝象管的主要區(qū)別是，象管內(nèi)部沒有掃描機構(gòu)，不能輸出電視信號，對它的使用就跟使用望遠鏡去觀察遠處景物一樣，觀察者必須通過它來直接面對著景物。4、（8分）a.陰極b.陽極c.玻殼當

10、入射光透過真空型光電管的入射窗照射到光電陰極面上時，根據(jù)光電效應(yīng)原理，光電子就從陰極發(fā)射出去，在陰極和陽極之間形成的電場作用下，光電子在極間作加速運動，被高電位的陽極收集，從而形成光電流。其光電流的大小主要由陰極靈敏度和入射輻射的強度決定。（對于充有惰性氣體的光電管，原理基本一樣，區(qū)別是電子在運動途中與惰性氣體原子碰撞而電離，電離又產(chǎn)生新的電子，它與光電子一起都被陽極收集，形成數(shù)倍于真空型光電管的光電流。）5、（13分）光電倍增管（1分）瓦片靜電聚焦型（1分）a.（半透明）陰極b.聚焦電極c.陽極（3分）光電倍增管主要由光入射窗、光電陰極、電子光學系統(tǒng)、倍增極和陽極等部分組成。（3分）光電倍增管由光窗、光電陰極、電子光學系統(tǒng)、電子倍增系統(tǒng)和陽極五個主要部分組成。光電倍增管的工作原理：（1）光子透過入射