光電檢測期末試題及答案

單項選擇題（每題2分，共10題20分）1.以下哪種光電器件基于外光電效應(yīng)工作？（）A.光電管B.光敏電阻C.光電池2.光電倍增管的主要作用是（）A.產(chǎn)生光電流B.放大光電流C.吸收光子3.光的強(qiáng)度單位是（）A.坎德拉B.流明C.瓦特4.在光電檢測中，對光信號進(jìn)行調(diào)制的目的不包括（）A.提高抗干擾能力B.簡化電路C.增加光強(qiáng)度5.以下哪種光源屬于熱輻射光源？（）A.激光二極管B.發(fā)光二極管C.白熾燈6.量子效率的定義是（）A.產(chǎn)生的光生載流子數(shù)與吸收的光子數(shù)之比B.光電流與入射光功率之比C.暗電流與光電流之比7.當(dāng)光照一定時，光敏電阻的阻值隨溫度升高而（）A.增大B.減小C.不變8.光電池的開路電壓與光照強(qiáng)度（）A.成線性關(guān)系B.成對數(shù)關(guān)系C.無關(guān)9.用于檢測微弱光信號的放大器是（）A.共射放大器B.跨阻放大器C.功率放大器10.光電探測器的響應(yīng)時間取決于（）A.器件材料和結(jié)構(gòu)B.入射光功率C.環(huán)境溫度答案：1.A；2.B；3.B；4.C；5.C；6.A；7.B；8.B；9.B；10.A多項選擇題（每題2分，共10題20分）1.以下屬于內(nèi)光電效應(yīng)的光電器件有（）A.光敏電阻B.光電二極管C.光電倍增管D.光電池2.影響光電探測器靈敏度的因素有（）A.器件材料B.入射光波長C.環(huán)境溫度D.偏置電壓3.以下哪些措施可以提高光電檢測系統(tǒng)的抗干擾能力？（）A.光信號調(diào)制B.采用屏蔽線C.優(yōu)化電路布局D.提高光源功率4.常用的光信號調(diào)制方法有（）A.幅度調(diào)制B.頻率調(diào)制C.相位調(diào)制D.強(qiáng)度調(diào)制5.光通信中常用的光探測器有（）A.PIN光電二極管B.APD雪崩光電二極管C.光電管D.光敏電阻6.衡量光源特性的參數(shù)有（）A.發(fā)光強(qiáng)度B.光譜分布C.顯色指數(shù)D.光通量7.光電檢測系統(tǒng)的基本組成部分包括（）A.光源B.光學(xué)系統(tǒng)C.光電探測器D.信號處理電路8.在設(shè)計光電檢測系統(tǒng)時，選擇光電探測器需要考慮的因素有（）A.響應(yīng)速度B.靈敏度C.線性度D.噪聲水平9.以下屬于光電檢測技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的有（）A.工業(yè)自動化檢測B.生物醫(yī)學(xué)成像C.安全報警D.光纖通信10.改善光電探測器性能的方法有（）A.優(yōu)化制造工藝B.選擇合適的材料C.采用冷卻技術(shù)D.施加適當(dāng)?shù)钠珘捍鸢福?.ABD；2.ABCD；3.ABC；4.ABCD；5.AB；6.ABCD；7.ABCD；8.ABCD；9.ABCD；10.ABCD判斷題（每題2分，共10題20分）1.光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電流大小與入射光頻率成正比。（）2.光敏電阻在無光照時電阻很小。（）3.光電倍增管的增益可以無限增大。（）4.光強(qiáng)越大，光電池產(chǎn)生的短路電流越大。（）5.所有光電器件對任意波長的光都有相同的響應(yīng)。（）6.噪聲會影響光電檢測系統(tǒng)的測量精度。（）7.光信號的調(diào)制和解調(diào)是為了讓信號傳輸更遠(yuǎn)。（）8.PIN光電二極管比普通光電二極管響應(yīng)速度慢。（）9.熱成像技術(shù)是利用物體自身發(fā)射的紅外線進(jìn)行成像的。（）10.在光電檢測系統(tǒng)中，光源的穩(wěn)定性對測量結(jié)果無影響。（）答案：1.×；2.×；3.×；4.√；5.×；6.√；7.×；8.×；9.√；10.×簡答題（每題5分，共4題20分）1.簡述光電效應(yīng)的分類及原理答案：分為外光電和內(nèi)光電效應(yīng)。外光電效應(yīng)是光照使金屬表面電子逸出。內(nèi)光電效應(yīng)是光照使半導(dǎo)體吸收光子，產(chǎn)生光生載流子（電子-空穴對），從而改變電學(xué)特性，如光敏電阻阻值變化等。2.比較PIN光電二極管與普通光電二極管的優(yōu)缺點答案：PIN光電二極管優(yōu)點：響應(yīng)速度快、線性度好。缺點：需較高偏壓。普通光電二極管優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、成本低。缺點：響應(yīng)速度慢、結(jié)電容大，不適用于高速光信號檢測。3.光電檢測系統(tǒng)中，光信號調(diào)制有哪些作用？答案：提高抗干擾能力，通過調(diào)制使信號具有特定特征，可在接收端濾除干擾；便于信號處理與傳輸，不同調(diào)制方式利于信號放大、解調(diào)等處理；可區(qū)分不同信號源，實現(xiàn)多路復(fù)用。4.列舉兩種常見的光電探測器噪聲，并說明其產(chǎn)生原因答案：熱噪聲，源于載流子熱運動，與溫度有關(guān)。散粒噪聲，由光生載流子產(chǎn)生與復(fù)合的隨機(jī)特性造成，與光電流及環(huán)境溫度等有關(guān)。討論題（每題5分，共4題20分）1.在設(shè)計一個光電檢測系統(tǒng)用于檢測微小物體表面缺陷時，如何選擇合適的光源及光電探測器？答案：光源選均勻性好、亮度適宜且與物體表面反射特性匹配的，如白色LED或特定波長激光，以便突出缺陷部位反射光差異。光電探測器選靈敏度高、分辨率高、響應(yīng)速度滿足檢測要求的，如高分辨率CCD或CMOS相機(jī)，確保能精確捕捉缺陷圖像。2.隨著科技發(fā)展，光電檢測技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，舉例并分析其應(yīng)用帶來的優(yōu)勢與面臨的挑戰(zhàn)答案：如醫(yī)學(xué)成像中，激光共聚焦顯微鏡用于細(xì)胞檢測分析。優(yōu)勢是成像清晰、分辨率高。挑戰(zhàn)在于設(shè)備成本高、操作復(fù)雜，圖像后期處理難度大，技術(shù)普及有困難。3.談?wù)勅绾翁岣吖怆姍z測系統(tǒng)的精度和可靠性答案：從光源穩(wěn)定、濾波去噪提升信號質(zhì)量；選高精度、高可靠性光電探測器并確保其工作在最佳狀態(tài)；優(yōu)化電路設(shè)計實現(xiàn)精確信號處理；電磁屏蔽、溫度控制等抑制干擾；校準(zhǔn)系統(tǒng)并進(jìn)行誤差