2025年國家開放大學(xué)《光電工程》期末考試備考題庫及答案解析所屬院校：________姓名：________考場(chǎng)號(hào)：________考生號(hào)：________一、選擇題1.光電工程中，激光器的核心部件是（）A.透鏡B.光源C.光電探測(cè)器D.激活介質(zhì)答案：D解析：激光器的工作原理基于受激輻射，其核心部件是激活介質(zhì)，它能夠在受到激勵(lì)時(shí)產(chǎn)生光放大效應(yīng)。透鏡用于聚焦光線，光源是激發(fā)能量的來源，光電探測(cè)器用于探測(cè)光信號(hào)，這些部件雖然重要，但不是激光器的核心。2.光纖通信中，常用的光波長是（）A.400nmB.550nmC.1300nmD.2500nm答案：C解析：光纖通信中，常用的光波長是1300nm，這個(gè)波長的光在光纖中傳輸損耗較小，適合長距離通信。400nm和550nm屬于可見光范圍，傳輸距離短，損耗大；2500nm的波長雖然傳輸損耗更小，但技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度大，成本高。3.光電探測(cè)器中，響應(yīng)速度最快的是（）A.光電二極管B.光電倍增管C.光電導(dǎo)型探測(cè)器D.光伏型探測(cè)器答案：B解析：光電倍增管通過二次電子倍增效應(yīng)，能夠?qū)崿F(xiàn)極高的靈敏度，其響應(yīng)速度也最快，適用于需要快速響應(yīng)的場(chǎng)合。光電二極管、光電導(dǎo)型探測(cè)器和光伏型探測(cè)器雖然應(yīng)用廣泛，但響應(yīng)速度相對(duì)較慢。4.光纖連接器中，常用的連接器類型是（）A.SC型B.LC型C.ST型D.FC型答案：A解析：光纖連接器中，SC型連接器因其結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，廣泛應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)中。LC型連接器體積更小，適用于高密度連接，但成本較高。ST型和FC型連接器雖然也有應(yīng)用，但使用頻率相對(duì)較低。5.光纖的色散主要來源于（）A.材料色散B.波導(dǎo)色散C.模式色散D.以上都是答案：D解析：光纖的色散主要包括材料色散、波導(dǎo)色散和模式色散。材料色散是由于光纖材料的折射率隨波長變化而引起的，波導(dǎo)色散是由于光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)隨波長變化而引起的，模式色散是由于光纖中不同模式的光傳播路徑不同而引起的。這三種色散都會(huì)影響光纖的傳輸性能。6.光放大器中，常用的放大介質(zhì)是（）A.硅材料B.石英材料C.碘化銫材料D.摻鉺光纖答案：D解析：光放大器中，常用的放大介質(zhì)是摻鉺光纖，它能夠在特定波長范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效的光放大，是光放大器中的核心部件。硅材料、石英材料和碘化銫材料雖然也有光電特性，但不適用于光放大器。7.光纖通信系統(tǒng)中，常用的復(fù)用技術(shù)是（）A.FDMB.TDMC.WDMD.CDMA答案：C解析：光纖通信系統(tǒng)中，常用的復(fù)用技術(shù)是波分復(fù)用（WDM），它能夠在單根光纖中傳輸多個(gè)不同波長的光信號(hào)，大大提高了光纖的傳輸容量。FDM是頻分復(fù)用，TDM是時(shí)分復(fù)用，CDMA是碼分復(fù)用，這些技術(shù)在光纖通信系統(tǒng)中也有應(yīng)用，但不如WDM常用。8.光電顯示技術(shù)中，常用的顯示器件是（）A.液晶顯示器B.等離子顯示器C.電子墨水屏D.OLED顯示器答案：A解析：光電顯示技術(shù)中，常用的顯示器件是液晶顯示器，它具有體積小、功耗低、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種顯示設(shè)備中。等離子顯示器和OLED顯示器雖然也有應(yīng)用，但成本較高。電子墨水屏雖然具有反射式顯示的優(yōu)點(diǎn)，但響應(yīng)速度較慢。9.光電傳感技術(shù)中，常用的傳感器類型是（）A.光纖傳感器B.光電二極管傳感器C.光電倍增管傳感器D.光電導(dǎo)型傳感器答案：A解析：光電傳感技術(shù)中，常用的傳感器類型是光纖傳感器，它具有抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種惡劣環(huán)境下的傳感應(yīng)用。光電二極管傳感器、光電倍增管傳感器和光電導(dǎo)型傳感器雖然也有應(yīng)用，但功能相對(duì)單一。10.光電工程中，常用的光源是（）A.白熾燈B.LEDC.激光器D.熱輻射燈答案：C解析：光電工程中，常用的光源是激光器，它具有高亮度、高方向性、高相干性等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種光電應(yīng)用。白熾燈和熱輻射燈雖然也是光源，但亮度較低、方向性差、相干性差。LED雖然應(yīng)用廣泛，但在光電工程中，激光器的性能更優(yōu)越。11.在光電系統(tǒng)中，用來改變光束方向的主要元件是（）A.濾光片B.反射鏡C.光柵D.分束器答案：B解析：反射鏡通過反射光束來改變其傳播方向，是光學(xué)系統(tǒng)中常用的基本元件。濾光片用于選擇特定波長的光，光柵用于分光或衍射，分束器用于將光束分成多路，這些元件的主要功能不是改變光束方向。12.光纖通信系統(tǒng)中，光信號(hào)的衰減主要是由以下哪個(gè)因素引起的（）A.光源功率不足B.光纖本身損耗C.連接器接口不良D.信號(hào)干擾答案：B解析：光纖通信系統(tǒng)中，光信號(hào)的衰減主要是由光纖本身的材料吸收和散射引起的，這是光纖固有的一種物理特性。光源功率不足、連接器接口不良和信號(hào)干擾雖然也會(huì)影響信號(hào)質(zhì)量，但不是光信號(hào)衰減的主要原因。13.光電探測(cè)器的工作原理是基于（）A.光的反射B.光的折射C.光的吸收或輻射D.光的干涉答案：C解析：光電探測(cè)器的工作原理是基于光與物質(zhì)相互作用時(shí)產(chǎn)生的光電效應(yīng)，包括光吸收導(dǎo)致載流子產(chǎn)生（如光電導(dǎo)效應(yīng)、光伏效應(yīng)）或光輻射導(dǎo)致載流子激發(fā)（如外光電效應(yīng)），這些都與光的吸收或輻射有關(guān)。14.光纖連接時(shí)，清潔光纖端面是為了（）A.減少光纖彎曲損耗B.提高光纖連接強(qiáng)度C.防止連接處產(chǎn)生高損耗D.增強(qiáng)光纖的機(jī)械強(qiáng)度答案：C解析：光纖連接時(shí)，光纖端面如果存在灰塵、油污等雜質(zhì)，會(huì)在連接處形成反射或吸收，導(dǎo)致光信號(hào)損失，從而產(chǎn)生高損耗。清潔光纖端面可以確保光纖連接處的光學(xué)性能，減少損耗。15.在光電系統(tǒng)中，用于將光能轉(zhuǎn)換為電能的元件是（）A.透鏡B.光電探測(cè)器C.激光器D.反射鏡答案：B解析：光電探測(cè)器的核心功能就是將接收到的光能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，如電流或電壓。透鏡用于聚焦或發(fā)散光束，激光器是光能的產(chǎn)生源，反射鏡用于改變光路，這些元件不執(zhí)行光能到電能的轉(zhuǎn)換。16.光纖的色散會(huì)使得光信號(hào)（）A.增強(qiáng)亮度B.減少帶寬C.延長傳輸距離D.提高傳輸速率答案：B解析：光纖的色散是指不同波長（模式）的光在光纖中傳播速度不同，導(dǎo)致光脈沖展寬的現(xiàn)象。脈沖展寬會(huì)限制信號(hào)傳輸?shù)念l率，從而減少系統(tǒng)的有效帶寬。高色散會(huì)顯著降低光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率和距離。17.光放大器中，泵浦光源的作用是（）A.產(chǎn)生探測(cè)光B.為放大介質(zhì)提供能量C.濾除噪聲光D.聚焦光信號(hào)答案：B解析：在光放大器中，特別是半導(dǎo)體光放大器或光纖放大器（如EDFA），需要外部光源（泵浦光源）提供能量，激發(fā)放大介質(zhì)的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，使其能夠放大通過的光信號(hào)。泵浦光源提供的是必要的激發(fā)能量。18.光電顯示技術(shù)中，LCD面板的主要組成部分不包括（）A.像素陣列B.背光源C.驅(qū)動(dòng)電路D.光學(xué)薄膜答案：D解析：LCD（液晶顯示器）面板主要由液晶面板本身、背光源和驅(qū)動(dòng)電路組成。液晶面板負(fù)責(zé)顯示圖像，背光源提供照明，驅(qū)動(dòng)電路控制液晶分子的偏轉(zhuǎn)。光學(xué)薄膜雖然也可能用于LCD顯示系統(tǒng)以改善顯示效果，但不是LCD面板的核心組成部分。19.光纖傳感器中，干涉型傳感器的主要特點(diǎn)是（）A.對(duì)溫度不敏感B.結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度低C.需要參考光纖D.體積龐大答案：C解析：干涉型光纖傳感器（如邁克爾遜干涉儀、法布里-珀羅干涉儀等）通常需要兩路光束（參考光和測(cè)量光）進(jìn)行干涉，通過測(cè)量干涉條紋的變化來感知外界被測(cè)量的變化。因此，這類傳感器通常需要設(shè)置參考光纖或具有參考臂。20.光電工程中，常用的半導(dǎo)體材料GaAs主要用于制造（）A.發(fā)光二極管B.光電二極管C.激光器D.透鏡材料答案：C解析：砷化鎵（GaAs）是一種重要的III-V族化合物半導(dǎo)體，具有直接帶隙特性，適合用于產(chǎn)生和探測(cè)紅外光，因此常被用于制造激光器（尤其是紅外激光器）和光電探測(cè)器。它也是發(fā)光二極管和光電二極管的重要材料，但其特有的性能使其在激光器領(lǐng)域應(yīng)用尤為突出。二、多選題1.光纖通信系統(tǒng)中，影響光信號(hào)傳輸質(zhì)量的因素主要有（）A.光纖的損耗B.光纖的色散C.連接器的損耗D.光源的穩(wěn)定性E.傳輸距離答案：ABCD解析：光纖通信系統(tǒng)中，光信號(hào)的傳輸質(zhì)量受到多種因素影響。光纖本身的損耗和色散是內(nèi)在因素，會(huì)隨著傳輸距離增加而累積，導(dǎo)致信號(hào)衰減和脈沖展寬。連接器的損耗會(huì)影響光信號(hào)在鏈路中的連續(xù)性，降低傳輸質(zhì)量。光源的穩(wěn)定性決定了發(fā)射信號(hào)的優(yōu)劣，不穩(wěn)定的光源會(huì)引入噪聲，影響接收信號(hào)質(zhì)量。傳輸距離雖然不直接降低質(zhì)量，但距離越長，上述各種因素的影響就越顯著，最終影響傳輸性能。2.光電探測(cè)器根據(jù)其工作原理可以分為（）A.光電導(dǎo)型探測(cè)器B.光伏型探測(cè)器C.外光電效應(yīng)探測(cè)器D.半導(dǎo)體激光器E.光纖傳感器答案：ABC解析：光電探測(cè)器的基本工作原理可分為三類：光電導(dǎo)效應(yīng)、光伏效應(yīng)和外光電效應(yīng)。光電導(dǎo)型探測(cè)器（如InSb、HgCdTe）利用光照射引起材料電導(dǎo)率變化；光伏型探測(cè)器（如CdS、Si）利用光生伏特效應(yīng)產(chǎn)生光電流；外光電效應(yīng)探測(cè)器（如光電倍增管）利用光電子發(fā)射效應(yīng)。半導(dǎo)體激光器和光纖傳感器雖然涉及光電技術(shù)，但它們是光源或傳感系統(tǒng)，而不是基于上述基本原理的探測(cè)器本身。3.光纖連接器的主要技術(shù)參數(shù)包括（）A.連接損耗B.回波損耗C.耦合損耗D.機(jī)械穩(wěn)定性E.光纖端面形狀答案：ABD解析：光纖連接器的主要性能指標(biāo)包括插入損耗（也常稱為連接損耗或耦合損耗，A、C），它表示連接后光信號(hào)的損失；回波損耗（B），它表示反射回光信號(hào)的功率，關(guān)系到系統(tǒng)噪聲和串?dāng)_；以及機(jī)械穩(wěn)定性（D），它關(guān)系到連接器的可靠性和重復(fù)連接性能。光纖端面形狀（E）是連接器設(shè)計(jì)和光纖匹配的一部分，不是評(píng)價(jià)連接器性能的參數(shù)本身。4.光放大器按工作波長可分為（）A.短波長放大器B.中波長放大器C.長波長放大器D.摻鉺光纖放大器E.拉曼放大器答案：ABC解析：光放大器按工作波長可分為覆蓋不同通信窗口的放大器，常見的有工作在C波段（約1530-1565nm）和L波段（約1565-1625nm）的長波長放大器，以及工作在S波段（約1460-1530nm）的中波長放大器，還有工作在近紅外波段（如1310nm附近）的短波長放大器。摻鉺光纖放大器（EDFA）是按放大介質(zhì)分類的一種具體類型，通常工作在1550nm附近。拉曼放大器是按物理機(jī)制分類的一種類型，利用受激拉曼散射效應(yīng)放大光信號(hào)，可以在較寬的波長范圍實(shí)現(xiàn)放大。5.光電顯示技術(shù)中，LCD面板的主要組成部分包括（）A.液晶面板B.背光源C.驅(qū)動(dòng)電路D.偏光片E.顯像管答案：ABCD解析：LCD（液晶顯示器）面板是一個(gè)完整顯示系統(tǒng)，其主要組成部分包括：液晶面板本身，用于根據(jù)控制信號(hào)改變光的透過狀態(tài)來顯示圖像；背光源，提供均勻的照明；驅(qū)動(dòng)電路，用于控制液晶分子的偏轉(zhuǎn)，從而控制像素點(diǎn)的顯示；以及偏光片（通常有正負(fù)兩個(gè)），用于控制通過的光線的偏振狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)顯示功能。顯像管是CRT（陰極射線管）顯示器的核心部件，LCD顯示器不使用顯像管。6.光纖傳感器按結(jié)構(gòu)可分為（）A.光纖諧振式傳感器B.光纖干涉式傳感器C.光纖透射式傳感器D.外光纖傳感器E.集成式光纖傳感器答案：ABE解析：光纖傳感器按結(jié)構(gòu)分類，主要可分為兩大類：一類是將光纖作為傳感元件，直接感受被測(cè)量的變化，如光纖布拉格光柵（FBG）、光纖干涉儀等，可歸為光纖諧振式或干涉式傳感器（A、B）。另一類是利用光纖作為傳輸介質(zhì)，將傳感元件放置在光纖外部，通過光纖傳輸信號(hào)，稱為開路或外光纖傳感器（D），以及將光纖和傳感元件集成制造的光纖傳感器（E）。光纖透射式傳感器（C）這個(gè)表述不夠明確，不是常見的分類方式。7.光電工程中，常用的半導(dǎo)體材料包括（）A.硅（Si）B.鍺（Ge）C.砷化鎵（GaAs）D.化學(xué)氣相沉積E.氧化鋁（Al2O3）答案：ABC解析：光電工程中廣泛使用各種半導(dǎo)體材料。硅（Si）是制造光伏器件和部分光電探測(cè)器的常用材料。鍺（Ge）也是重要的半導(dǎo)體材料，尤其在紅外探測(cè)領(lǐng)域。砷化鎵（GaAs）是重要的III-V族化合物半導(dǎo)體，常用于制造激光器、高速光電探測(cè)器等。化學(xué)氣相沉積（CVD）是一種重要的材料制備工藝，而非半導(dǎo)體材料本身。氧化鋁（Al2O3）是一種寬禁帶半導(dǎo)體材料，有其特定應(yīng)用，但不如Si、Ge、GaAs常用。8.光纖通信系統(tǒng)中，波分復(fù)用（WDM）技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有（）A.提高光纖利用率B.增加傳輸帶寬C.簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)D.降低傳輸損耗E.實(shí)現(xiàn)信號(hào)時(shí)分復(fù)用答案：AB解析：波分復(fù)用（WDM）技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠在單根光纖中同時(shí)傳輸多個(gè)不同波長（信道）的光信號(hào)，從而極大地提高了光纖的傳輸容量（帶寬）和利用率（A、B）。WDM系統(tǒng)本身并不顯著降低傳輸損耗，反而可能因?yàn)槎鄠€(gè)信道疊加而引入額外損耗，需要高性能的光器件來補(bǔ)償（D錯(cuò)誤）。WDM是頻分復(fù)用的一種形式，與信號(hào)時(shí)分復(fù)用（TDM）是不同的復(fù)用方式（E錯(cuò)誤）。雖然WDM可以簡化長途傳輸系統(tǒng)，但接入網(wǎng)等部分可能仍需復(fù)雜設(shè)備，整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不一定簡化（C不完全準(zhǔn)確）。9.光電傳感器的性能指標(biāo)通常包括（）A.靈敏度B.響應(yīng)時(shí)間C.測(cè)量范圍D.穩(wěn)定性E.抗干擾能力答案：ABCDE解析：光電傳感器的性能指標(biāo)是一個(gè)綜合性的概念，通常包括多個(gè)方面。靈敏度（A）表示傳感器對(duì)被測(cè)量變化的敏感程度。響應(yīng)時(shí)間（B）表示傳感器對(duì)被測(cè)量變化做出響應(yīng)的速度。測(cè)量范圍（C）表示傳感器能夠測(cè)量的被測(cè)量值的上下限。穩(wěn)定性（D）表示傳感器在長時(shí)間使用或環(huán)境變化下性能保持不變的能力?？垢蓴_能力（E）表示傳感器在存在噪聲或干擾信號(hào)時(shí)，仍能準(zhǔn)確測(cè)量的能力。這些都是評(píng)價(jià)光電傳感器性能的重要指標(biāo)。10.光電工程中，常用的光學(xué)元件有（）A.透鏡B.反射鏡C.光柵D.分束器E.光纖答案：ABCD解析：在光電工程中，用于控制和改變光線的各種光學(xué)元件非常多樣。透鏡（A）用于聚焦、發(fā)散或成像。反射鏡（B）用于改變光束的傳播方向。光柵（C）用于分光、光譜分析或光束掃描。分束器（D）用于將光束分成兩路或多路，或混合多路光束。光纖（E）是傳輸光信號(hào)的媒介，雖然核心功能是傳光，但在其端面或與其他元件結(jié)合時(shí)，也參與了光路控制，但通常不單獨(dú)歸類為“光學(xué)元件”與透鏡、反射鏡等并列?？紤]到光纖在光電系統(tǒng)中作為核心傳輸介質(zhì)的作用，以及其端面可能涉及連接器等元件，將其列入“常用光學(xué)元件”的范疇也有一定合理性。但嚴(yán)格區(qū)分，光纖更多是傳輸介質(zhì)。根據(jù)常見分類，透鏡、反射鏡、光柵、分束器是更典型的光學(xué)元件。11.光纖通信系統(tǒng)中，影響光信號(hào)傳輸距離的主要因素有（）A.光纖的損耗B.光纖的色散C.連接器的損耗D.光源的發(fā)射功率E.傳輸距離本身答案：ABC解析：光纖通信系統(tǒng)中，光信號(hào)在傳輸過程中會(huì)不斷衰減，即損耗（A），這是限制傳輸距離的主要因素之一。色散（B）會(huì)導(dǎo)致光脈沖展寬，限制了系統(tǒng)的傳輸速率和距離。連接器處的損耗（C）是鏈路損耗的重要組成部分，累積起來也會(huì)影響最大傳輸距離。光源的發(fā)射功率（D）必須足夠高，以克服整個(gè)鏈路的損耗，但功率本身不是限制距離的內(nèi)在因素，而是需要匹配的因素。傳輸距離（E）本身是結(jié)果，不是影響因素。因此，光纖損耗、色散和連接器損耗是影響傳輸距離的關(guān)鍵因素。12.光電探測(cè)器根據(jù)探測(cè)的波長范圍可分為（）A.可見光探測(cè)器B.紅外探測(cè)器C.紫外探測(cè)器D.微波探測(cè)器E.半導(dǎo)體探測(cè)器答案：ABC解析：光電探測(cè)器根據(jù)其能夠探測(cè)的光譜波長范圍，通常可分為：探測(cè)可見光波段的探測(cè)器（A），探測(cè)紅外光波段的探測(cè)器（B），以及探測(cè)紫外光波段的探測(cè)器（C）。微波探測(cè)器（D）探測(cè)的是電磁波譜中的微波段，不屬于通常意義上的光電探測(cè)器范疇（雖然也利用了光電效應(yīng)原理，但波段不同）。半導(dǎo)體探測(cè)器（E）是按材料分類，幾乎所有類型的光電探測(cè)器都基于半導(dǎo)體材料，因此不是按探測(cè)波長分類的類別。13.光纖連接器按照連接器接口形狀可分為（）A.SC型B.LC型C.ST型D.FC型E.SMA型答案：ABCDE解析：光纖連接器按照其連接器接口的形狀和尺寸，有多種標(biāo)準(zhǔn)類型。常見的有SC型（方形，常用于電信設(shè)備）、LC型（小方形，密度高，常用于數(shù)據(jù)通信）、ST型（圓形，早期常用）、FC型（圓形，螺紋連接，多用于工業(yè)或測(cè)試）和SMA型（圓形，螺紋連接，常用于軍事或航空航天）。這些是實(shí)際應(yīng)用中廣泛使用的幾種連接器類型。14.光放大器按物理機(jī)制可分為（）A.半導(dǎo)體光放大器B.摻雜光纖放大器C.拉曼放大器D.喇叭放大器E.放大光柵答案：ABC解析：光放大器根據(jù)其實(shí)現(xiàn)放大的物理機(jī)制，主要可分為：基于受激輻射原理的半導(dǎo)體光放大器（SOA）和摻雜光纖放大器（如摻鉺光纖放大器EDFA），以及利用受激拉曼散射效應(yīng)的拉曼放大器（C）。喇叭放大器（D）和放大光柵（E）不是光放大器的常見分類方式。喇叭結(jié)構(gòu)可能用于光纖端面或耦合器，放大光柵可能用于光刻或光譜應(yīng)用，但它們本身不是光放大機(jī)制的代表。15.光電顯示技術(shù)中，LCD面板的主要缺點(diǎn)包括（）A.亮度較低B.黑位不足C.響應(yīng)速度慢D.視角限制E.成本較高答案：ABCD解析：LCD（液晶顯示器）面板雖然應(yīng)用廣泛，但也存在一些固有的缺點(diǎn)。液晶分子需要一定時(shí)間來響應(yīng)電場(chǎng)變化，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)圖像（如視頻）顯示時(shí)可能出現(xiàn)拖影或模糊，即響應(yīng)速度慢（C）。液晶的光學(xué)特性使其最佳觀看角度有限，超出特定視角后，亮度、色彩會(huì)明顯衰減，即視角限制（D）。LCD依靠背光源照明，其亮度和對(duì)比度（尤其是黑位表現(xiàn)）通常不如OLED等自發(fā)光顯示技術(shù)，黑位顯示容易有殘留亮度（B），整體亮度也可能相對(duì)較低（A）。雖然高端LCD面板成本可能很高，但總體來說，LCD在成本控制方面具有優(yōu)勢(shì)，尤其是在中低端市場(chǎng)，成本并非其主要缺點(diǎn)（E錯(cuò)誤）。16.光纖傳感器按應(yīng)用可分為（）A.溫度傳感器B.壓力傳感器C.光纖陀螺D.分布式傳感器E.化學(xué)傳感器答案：ABCDE解析：光纖傳感器根據(jù)其具體測(cè)量的物理量或應(yīng)用領(lǐng)域，可以非常多樣。常見的應(yīng)用包括：測(cè)量溫度（A）、測(cè)量壓力（B）、測(cè)量應(yīng)變、測(cè)量位移、測(cè)量加速度（光纖陀螺C）、實(shí)現(xiàn)分布式測(cè)量（如分布式溫度或應(yīng)變監(jiān)測(cè)D）、以及測(cè)量各種化學(xué)物質(zhì)或生物量（E化學(xué)傳感器）。這些是根據(jù)被測(cè)物理量進(jìn)行的分類，涵蓋了光纖傳感技術(shù)的多個(gè)應(yīng)用方向。17.光電工程中，常用的光源類型有（）A.激光器B.發(fā)光二極管（LED）C.熱輻射燈D.氣體放電燈E.白熾燈答案：ABCD解析：在光電工程中，根據(jù)不同的應(yīng)用需求，會(huì)使用多種類型的光源。激光器（A）因其高亮度、高方向性、高相干性而被廣泛應(yīng)用。發(fā)光二極管（LED）（B）具有體積小、功耗低、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用日益廣泛。氣體放電燈（D），如熒光燈、汞燈等，也能產(chǎn)生特定波長的光，在特定領(lǐng)域有應(yīng)用。熱輻射燈（E）和白熾燈（C）雖然也能發(fā)光，但光譜較寬、效率較低，在精密光電測(cè)量或需要特定波長輸出的應(yīng)用中較少使用，但在某些照明或一般探測(cè)場(chǎng)合也可能用到。綜合考慮“常用”且與光電技術(shù)緊密相關(guān)的光源，激光器和LED是核心代表，氣體放電燈也有重要應(yīng)用。18.光纖通信系統(tǒng)中，DWDM技術(shù)相對(duì)于WDM技術(shù)的特點(diǎn)有（）A.支持更多信道B.信道間隔更小C.對(duì)色散更敏感D.需要更復(fù)雜的解復(fù)用器E.提高了光纖的復(fù)用容量答案：ABDE解析：密集波分復(fù)用（DWDM）是波分復(fù)用（WDM）技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，其主要特點(diǎn)是將信道間隔大大縮?。ㄍǔＰ∮?00GHz，甚至幾十GHz），從而可以在單根光纖中傳輸非常多的信道（A、B）。信道間隔減小意味著相鄰信道間的干擾可能增加，同時(shí)也使得系統(tǒng)對(duì)光纖的色散（C）和非線性效應(yīng)更加敏感，因此需要更先進(jìn)的色散補(bǔ)償技術(shù)和非線性抑制手段。實(shí)現(xiàn)DWDM系統(tǒng)需要更復(fù)雜、更精密的解復(fù)用器（D），以精確區(qū)分間隔非常近的信道?？傮w效果是極大地提高了單根光纖的傳輸容量（E）。19.光電傳感器的性能指標(biāo)通常包括（）A.靈敏度B.響應(yīng)時(shí)間C.測(cè)量范圍D.穩(wěn)定性E.分辨率答案：ABCDE解析：光電傳感器的性能指標(biāo)是一個(gè)綜合性的概念，通常包括多個(gè)方面。靈敏度（A）表示傳感器對(duì)被測(cè)量變化的敏感程度。響應(yīng)時(shí)間（B）表示傳感器對(duì)被測(cè)量變化做出響應(yīng)的速度。測(cè)量范圍（C）表示傳感器能夠測(cè)量的被測(cè)量值的上下限。穩(wěn)定性（D）表示傳感器在長時(shí)間使用或環(huán)境變化下性能保持不變的能力。分辨率（E）表示傳感器能夠區(qū)分的最小被測(cè)量變化量。這些都是評(píng)價(jià)光電傳感器性能的重要指標(biāo)。20.光電工程中，常用的光學(xué)薄膜包括（）A.高反膜B.透射膜C.增透膜D.濾光膜E.分束膜答案：ACDE解析：在光電工程中，光學(xué)薄膜被廣泛應(yīng)用于各種光學(xué)元件表面，以改善其光學(xué)性能。高反膜（全反射膜）（A）用于最大限度地反射特定波長的光。增透膜（減反射膜）（C）用于減少光學(xué)元件表面的反射，增加透射率。濾光膜（D）用于選擇性地通過或阻止特定波長范圍的光。分束膜（E）用于將光束分成不同比例的兩束或多束。透射膜（B）這個(gè)表述過于籠統(tǒng)，雖然很多薄膜是透射型的，但不是一種特定的功能性薄膜分類。因此，高反膜、增透膜、濾光膜和分束膜是具有特定功能的常用光學(xué)薄膜類型。三、判斷題1.光纖的色散會(huì)使得光信號(hào)在傳輸過程中產(chǎn)生失真，限制傳輸速率和距離。（）答案：正確解析：光纖的色散是指不同波長（或模式）的光在光纖中傳播速度不同，導(dǎo)致光脈沖在傳輸過程中逐漸展寬的現(xiàn)象。脈沖展寬會(huì)使得信號(hào)的前后脈沖相互重疊，降低信號(hào)的清晰度，最終限制系統(tǒng)的傳輸速率（因?yàn)闊o法在單位時(shí)間內(nèi)傳輸更多比特）。同時(shí)，脈沖展寬也會(huì)增加誤碼率，使得信號(hào)無法在很長的距離上保持其完整性，從而限制了傳輸距離。因此，色散是光纖通信系統(tǒng)性能的重要限制因素。2.光放大器可以任意增加光信號(hào)的功率，而不會(huì)產(chǎn)生任何副作用。（）答案：錯(cuò)誤解析：光放大器的作用是放大輸入的光信號(hào)，使其功率增加。然而，光放大器的工作并非沒有限制。當(dāng)輸入信號(hào)功率過大時(shí)，或者即使輸入功率不高但在高增益放大器中傳輸較長距離時(shí)，放大介質(zhì)中的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)可能被破壞，導(dǎo)致放大器進(jìn)入飽和狀態(tài)，此時(shí)放大器的增益會(huì)顯著下降，無法再有效放大信號(hào)。此外，過高的光功率還可能引起光纖的非線性效應(yīng)（如克爾效應(yīng)、受激拉曼散射、受激布里淵散射等），這些非線性效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生額外的噪聲和失真，嚴(yán)重?fù)p害信號(hào)質(zhì)量。因此，光放大器并不能隨意增加光信號(hào)功率。3.激光器發(fā)出的光總是單色的。（）答案：錯(cuò)誤解析：理想的單色光具有單一的波長，但在實(shí)際中，即使是激光器發(fā)出的光也不可能具有絕對(duì)單一的波長。所有激光器發(fā)出的光束都存在一定的譜線寬度，即其波長并非集中在一點(diǎn)，而是分布在一個(gè)很窄的范圍內(nèi)。譜線寬度的產(chǎn)生原因包括激光介質(zhì)本身的弛豫時(shí)間和均勻飽和效應(yīng)等。譜線寬度的大小直接影響激光器的相干長度和相干性。低功率激光器（如He-Ne激光器）通常具有較窄的譜線寬度，而高功率激光器（如某些半導(dǎo)體激光器）的譜線寬度可能相對(duì)較寬。因此，說激光器發(fā)出的光總是單色的是不準(zhǔn)確的。4.光電探測(cè)器是將光能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件。（）答案：正確解析：光電探測(cè)器的核心功能就是利用光電效應(yīng)，將接收到的光能（光子能量）轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)（電流或電壓）。這是光電探測(cè)器的定義和基本工作原理。根據(jù)不同的光電效應(yīng)原理，可以制成不同類型的光電探測(cè)器，如利用光電導(dǎo)效應(yīng)、光伏效應(yīng)或外光電效應(yīng)的探測(cè)器，但它們都將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)這一本質(zhì)功能。5.光纖連接器的主要目的是為了實(shí)現(xiàn)光纖與光纖之間的永久性連接。（）答案：錯(cuò)誤解析：光纖連接器的主要目的是實(shí)現(xiàn)兩根光纖之間能夠方便、可靠、穩(wěn)定地連接和斷開，以便于光纖線路的安裝、維護(hù)、測(cè)試和更換。它提供的是一個(gè)可拆卸的連接接口，而不是永久性連接。永久性連接通常是通過熔接等方式實(shí)現(xiàn)的，熔接后的連接損耗更低，但無法拆卸。6.光放大器只能放大特定波長的光信號(hào)。（）答案：正確解析：光放大器（如摻鉺光纖放大器EDFA）通常對(duì)特定波長的光具有最高的放大效率。這是因?yàn)榉糯蠼橘|(zhì)的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)是針對(duì)特定波長（或頻帶）的光子產(chǎn)生的。對(duì)于偏離該中心波長的光信號(hào)，放大器的增益會(huì)顯著下降。因此，光放大器具有波長選擇性，通常只能有效放大其設(shè)計(jì)工作波長附近的光信號(hào)。7.LCD顯示器是依靠自身發(fā)光來顯示圖像的。（）答案：錯(cuò)誤解析：LCD（液晶顯示器）顯示器本身不發(fā)光，它是一種被動(dòng)式顯示器件。LCD面板由液晶層、偏光片和背光源組成。液晶層的作用是根據(jù)電場(chǎng)控制液晶分子的排列，從而改變通過液晶的光的偏振狀態(tài)。背光源提供均勻的照明，光線通過液晶層后被調(diào)制，最終形成圖像顯示在屏幕上。因此，LCD需要依賴外部光源（背光源）來顯示圖像。8.光纖傳感器具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)。（）答案：正確解析：光纖傳感器利用光纖作為傳輸介質(zhì)和/或傳感元件，光纖本身是絕緣體，不導(dǎo)電，因此光纖傳感器對(duì)電磁干擾具有很強(qiáng)的免疫力，這是其顯著優(yōu)點(diǎn)之一。此外，光纖可以彎曲，光纖傳感器可以制成各種小型化、微型化的結(jié)構(gòu)，適用于安裝在狹小或惡劣的環(huán)境中，體積小也是其重要優(yōu)點(diǎn)。9.光柵是一種能夠?qū)⒐馐指畛啥嗍煌ㄩL光的光學(xué)元件。（）答案：正確解析：光柵是一種重要的光學(xué)元件，基于光的衍射原理工作。當(dāng)一束光照射到光柵表面時(shí)，會(huì)在光柵刻痕的衍射方向上產(chǎn)生一系列按波長（顏色）分離的光譜線，即不同波長的光會(huì)被分到不同的方向。因此，光柵能夠?qū)⑷肷涞膹?fù)色光束分割成按波長排列的多束單色光，或者將單色光束分裂成多束具有相同波長但相位或振幅不同的光束。10.光電顯示技術(shù)中，OLED顯示器具有自發(fā)光、對(duì)比度高、視角寬等優(yōu)點(diǎn)。（）答案：正確解析：OLED（有機(jī)發(fā)光二極管）顯示器是一種自發(fā)光顯示技術(shù)，每個(gè)像素點(diǎn)都包含有機(jī)材料，通電后直接發(fā)光。這種自發(fā)光方式使得OLED顯示器具有極高的對(duì)比度（黑色深邃，亮度高），因?yàn)槊總€(gè)像素可以精確控制亮度甚至完全關(guān)閉。同時(shí)，光線直接從像素發(fā)出，幾乎不受視角影響，因此視角非常寬。這些優(yōu)點(diǎn)使得OLED在高端電視、智能手機(jī)、平板電腦等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。四、簡答題1.簡述光纖通信系統(tǒng)中色散產(chǎn)生的原因及其影響。答案：色散是指光纖中不同波長（或模式）的光傳播速度不同，導(dǎo)致光脈沖在傳輸過程中展寬的現(xiàn)象。產(chǎn)生色散的主要原因包括：（1）材料色散：光纖材料的折射率隨波長變化而引起的色散。（2）波導(dǎo)色散：光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)（如芯徑、模場(chǎng)直徑）隨波長變化而引起的色散。（3）模式色散：在多模光纖中，不同模式的光傳播路徑不同，導(dǎo)致脈沖展寬。色散的影響主要體現(xiàn)在：（1