光电信息技术期末考试

中 国 海 洋 大 学 命 题 专 用 纸（首页） 2007－2008学年第 2 学期 试题名称 ： 光电技术（B卷） 共 4页 第 1 页 专业年级 学号 姓名 授课教师 分数 （请将选择题和填空题答案写在试卷上，其余答案写在答题纸上） 题号 一 二 三 四 五 六 总分 得分 一、选择题（下列选择题有一个或多个答案）（12分，每题2分） 1、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 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 。 （ B ） A、大；大 B、小；小 C、大；小 D、小；大 2、光敏电阻的暗态前历效应是指光敏电阻工作前处于暗态，它突然受到光照后表现为暗态前历越长，光电流上升（ A ） A、越慢 B、越快 C、不变 D、无法判断 3、晴朗的天空呈现蓝色，这主要是由于大气对可见光的（ B ）作用。 A、米氏散射 B、瑞利散射 C、长波长光的反射 D、吸收 4、关于热释电器件下列说法正确是（ C ） A、当入射辐射为恒定辐射时，热释电器件的电压灵敏度达到最大值。 B、热释电器件的工作温度通常在居里温度以上。 C、热释电器件工作在交流状态。 D、热释电器件工作时，晶体的自发极化强度不会随着温度的变化而变化。 5、下列说法正确的是（ D ） A、设物体的调制度为M1，红外成像系统成像后的调制度为M2，则光学系统对某一频率的调制传递函数为M1/M2。 B、红外成像中信号处理的基本任务是：形成与景物温度相应的电荷信号。 C、CCD和CMOS的电荷输出方式相同。 D、一般来说，红外成像系统对高频目标的对比传递能力差。 6、硅光电池在（ D ）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。 A．开路 B．自偏置 C．零伏偏置 D．反向偏置 二、多选题（下列选择题至少有两个答案）（10分，每题2分） 1、下列器件运用了内光电效应原理的是（ CD ） A、红外变像管 B、光电倍增管 C、光电池 D、雪崩光电二极管 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A） 2007-2008学年第 2 学期 试题名称 ：光电技术（B卷） 共4 页 第2 页 2、光穿越声波传播的介质是，产生拉曼－纳斯衍射，下列说法正确的是（ ABC ） A、光波平行于声波面入射。 B、声光相互作用长度较短。 C、每一组衍射光的各级次衍射光对称分布在0级衍射光两测，同级次衍射光光强度相等。 D、声波的频率较高。 3、下列说法正确的是（ ABC ） A、作为显示技术应用的液晶主要采用热致液晶。 B、液晶具有电光效应，可以制成液晶空间调制器。 C、等离子体显示为自发光型显示。 D、等离子体显示工作方式都为交流式。 4、下面说法正确的是（ ABC ） CCD最突出的特点是以电荷作为信号。 CID可工作在非破坏性读出方式。 CID的光敏单元结构和CCD相似，电荷读取方式和CMOS相似。 CCD可实现随机读取方式。 5、下列说法正确是（ CD ） A、电场方向与光束在晶体中的传播方向垂直，称为纵向电光效应。 B、电场方向与光束在晶体中的传播方向一致，称为横向电光效应。 C、半波电压是表征电光晶体性能的一个重要参数，这个电压越小越好。 D、在运用纵向电光效应中，光波通过晶体后的相位差只和V＝EzL有关。 三、填空（20分） 1、（2分）0.1W光通量相当于 流明 当这一光通量完全入射到5cm2的光电池上，光电池接受的光照度为 勒克斯。 2、（3分）根据调制器和激光器的关系，用于半导体光源的调制为 ， 根据调制信号的类型，这种调制方式又可以分为 和 。 3、（4分）CCD的工作过程就是信号电荷的 、 、 和 。 4、（2分）用凝视型红外成像系统观察目标，若红外焦平面器件是128×128元，像 元大小是50μm×50μm，红外光学系统的焦距应为300mm，则红外成像系统的视 场角是 。 中 国 海 洋 大 学 命 题 专 用 纸（附页B） 2007-2008学年第 2 学期 试题名称 ：光电技术（B卷） 共4 页 第 3 页 5、（2分）色温为2856K的标准钨丝灯的辐射通量为100W时，其光通量为1710 lm，则钨丝灯的光视效能为 .。 6、（2分）当温度上升时，热敏电阻的阻值也上升，则电阻的温度系数为正，反之为负，那么金属材料的热敏电阻的温度系数为 ,半导体材料的热敏电阻温度系数为 。 7、（3分）产生布喇格声光衍射的条件是 、 和 。 8、（2分）有一辐射功率恒为5W的辐射光源，照射到热释电器件上，则热释电器件的电压灵敏度为 。 四、名词解释（6分，每题3分） 1、噪声等效功率 2、光伏效应 五、简答题（18分） 1、（7分）像管的主要功能是什么？有哪几部分组成？像管和摄像管的最大区别是什么？ 2、（5分）简述光频外差探测的特点。 3、（6分）比较光子探测器和光热探测器在作用机理、性能及应用特点等方面的差异。 六、计算分析题（34分） 1、（5分）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，如图1所示。试计算该点源发射到圆盘的辐射功率。  图2 中 国 海 洋 大 学 命 题 专 用 纸（附页C） 2007-2008学年第 2 学期 试题名称 ：光电技术（B卷） 共 4 页 第4 页 2、（5分）已知从铝金属逸出一个电子至少需要A = 4.2 eV的能量，若用可见光投射到铝的表面，能否产生光电效应？为什么？ (普朗克常量h =6.63×10-34 J·s，基本电荷e =1.60×10-19 C) 3、（7分）用Si光电管测缓变光辐射，伏安特性曲线如图2所示，在入射光最大功率为8μW时，屈膝电压10V，反向偏置电压为40V，Si光电二极管的灵敏度S=0.5μA/μW，结电导为0.005μS，求（1）画出光电二极管的应用电路图（2）计算二极管的临界电导（3）计算最大线性输出时的负载RL。 4、（7分）在两个激光放大器之间，通常加入隔离器，使光束只沿一个方向传播。现有一45°法拉第旋转器，偏振片若干，运用所学的知识，在如图3所示的光路中设计一个简单的磁光隔离器，画出结构示意图，并说明其工作原理。  图3 5、（10分）判断图4中所示为哪种探测器，写出图中所标注的a、b、c的电极名称，并简述该探测器的组成和工作原理。  SHAPE \* MERGEFORMAT  图4 2007《光电技术》期末B卷参考答案 一、单选题（12分，每题2分） 1、B 2、A 3、B 4、C 5、D 6、D 二、多选题（10分，每题2分） 1、CD 2、ABC 3、ABC 4、 ABC 5、CD 三、填空题(20分) 1、（2分）0.1 ； 200 6、（3分）直接调制；模拟调制；数字调制 4、（4分）电荷产生；电荷存储；电荷转移；电荷检测 5、（2分）1.220 2、（2分）17.1 lm/w 7、（2分）正；负 8、（3分）声波频率较高；声光作用长度L较大；光束与声波波面间以一定的角度斜入射 9、（2分）0 三、名词解释（6分） 1、（3分）噪声等效功率： 投射到探测器敏感元件上的辐射功率所产生的输出电压（或电流）正好等于探测器本身的噪声电压（或电流），则这个辐射功率就叫“噪声等效功率”。 或答： 信号功率与噪声功率之比为1时，入射到探测器上的辐射通量（功率），称为噪声等效功率。 2、（3分）光伏效应：当光辐射到半导体上时，产生光生载流子，电势垒的内建电场将把电子与空穴分开，从而在势垒两侧形成电荷堆积，产生光生伏特效应，简称光伏效应。 四、简答题（18分） 1、（7分）   像管的主要功能是把不可见辐射（红外或紫外）图像或微弱光图像通过光电阴极和电子光学系统转换成可见光图像。（2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）。