2025年國家開放大學(xué)《光電工程》期末考試參考題庫及答案解析所屬院校：________姓名：________考場號：________考生號：________一、選擇題1.光電效應(yīng)中，當(dāng)入射光子能量大于材料的逸出功時，會產(chǎn)生（）A.光電子發(fā)射B.光電導(dǎo)效應(yīng)C.光生伏特效應(yīng)D.光磁效應(yīng)答案：A解析：光電效應(yīng)是指光照射到某些材料上時，會使材料中的電子獲得足夠能量而逸出。當(dāng)入射光子能量大于材料的逸出功時，電子才能克服材料的束縛逸出，產(chǎn)生光電子發(fā)射現(xiàn)象。光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)是其他類型的光電效應(yīng)，光磁效應(yīng)則與光照無關(guān)。2.激光器的核心部分是（）A.反射鏡B.調(diào)Q開關(guān)C.泵浦源D.激活介質(zhì)答案：D解析：激光器的工作原理是基于激活介質(zhì)在外界能源激勵下實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生受激輻射。反射鏡用于光束反射和聚焦，調(diào)Q開關(guān)用于控制激光腔內(nèi)能量積累，泵浦源提供能量激勵，但激活介質(zhì)是產(chǎn)生激光的關(guān)鍵部分。3.光纖通信中，信號在纖芯中傳輸?shù)闹饕Ｊ绞牵ǎ〢.模式1B.模式2C.模式1和模式2D.模式0答案：A解析：光纖通信中，光線在纖芯和包層界面處發(fā)生全反射，形成穩(wěn)定傳輸模式。在單模光纖中，只有基模（模式1）可以穩(wěn)定傳輸，而多模光纖中存在多個模式（模式2等），但基模傳輸損耗最小。模式0不是光纖通信中的標(biāo)準(zhǔn)模式。4.光電二極管的工作原理基于（）A.內(nèi)光電效應(yīng)B.外光電效應(yīng)C.光磁效應(yīng)D.光生伏特效應(yīng)答案：A解析：光電二極管是利用半導(dǎo)體的內(nèi)光電效應(yīng)工作的。當(dāng)光照射到PN結(jié)時，光子能量激發(fā)產(chǎn)生電子-空穴對，這些載流子在PN結(jié)內(nèi)電場作用下分離，形成光電流。外光電效應(yīng)是光電管的工作原理，光生伏特效應(yīng)是太陽能電池的工作原理。5.晶體三極管放大電路中，發(fā)射結(jié)通常處于（）A.反向偏置B.零偏置C.正向偏置D.任意偏置答案：C解析：晶體三極管放大電路中，為了使晶體管工作在放大區(qū)，發(fā)射結(jié)必須正向偏置，集電結(jié)反向偏置。正向偏置的發(fā)射結(jié)能夠提供足夠的注入載流子，是放大作用的基礎(chǔ)。6.光纖的色散主要來源于（）A.光纖彎曲B.材料不均勻C.波導(dǎo)結(jié)構(gòu)不完善D.光纖長度答案：B解析：光纖色散是指不同波長光在光纖中傳播速度不同導(dǎo)致脈沖展寬的現(xiàn)象。主要來源有材料色散（折射率隨波長變化）和波導(dǎo)色散（光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)影響）。彎曲損耗和光纖長度對色散沒有直接影響。7.光電倍增管的工作原理是（）A.內(nèi)光電效應(yīng)B.外光電效應(yīng)C.光磁效應(yīng)D.光生伏特效應(yīng)答案：B解析：光電倍增管利用外光電效應(yīng)工作。當(dāng)光子照射陰極時產(chǎn)生光電子，這些電子被加速后撞擊下一級倍增極，引發(fā)級聯(lián)電子倍增，最終在陽極產(chǎn)生較大電流。8.光纖連接器的主要作用是（）A.增加光纖損耗B.調(diào)整光纖長度C.連接兩段光纖，實現(xiàn)信號傳輸D.改變光纖直徑答案：C解析：光纖連接器的主要功能是使兩段光纖能夠可靠連接，實現(xiàn)光信號的低損耗傳輸。通過精密的對接和機械保護(hù)，連接器能夠保持光纖端面的一致性，減少傳輸損耗。9.激光器的輸出功率主要取決于（）A.激活介質(zhì)長度B.泵浦源功率C.反射鏡反射率D.調(diào)Q開關(guān)狀態(tài)答案：B解析：激光器輸出功率與泵浦源提供的能量直接相關(guān)。泵浦源功率越高，能夠激勵的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)程度越大，產(chǎn)生的受激輻射也越多，輸出功率相應(yīng)提高。其他因素如激活介質(zhì)長度、反射鏡反射率和調(diào)Q開關(guān)狀態(tài)也會影響輸出功率，但泵浦源是根本因素。10.光電傳感器的基本組成包括（）A.光源、敏感元件、信號處理電路B.光纖、反射鏡、放大器C.激光器、探測器、電源D.光電二極管、晶體三極管、電阻答案：A解析：光電傳感器的基本結(jié)構(gòu)包括光源、敏感元件和信號處理電路。光源提供探測所需的光，敏感元件將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，信號處理電路對電信號進(jìn)行放大、濾波等處理。其他選項中的組件可能是光電系統(tǒng)中的一部分，但不是基本組成部分。11.在光纖通信系統(tǒng)中，用于實現(xiàn)光信號和電信號相互轉(zhuǎn)換的器件是（）A.光纖連接器B.光調(diào)制器C.光放大器D.光電探測器答案：D解析：光電探測器是光纖通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件，負(fù)責(zé)將傳輸過來的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，以便后續(xù)的電信號處理和利用。光調(diào)制器是將電信號調(diào)制到光載波上的器件，光放大器用于放大光信號，光纖連接器用于連接光纖。12.激光器中，用于選擇特定頻率光子進(jìn)行放大的結(jié)構(gòu)是（）A.泵浦源B.調(diào)Q開關(guān)C.激活介質(zhì)D.光學(xué)諧振腔答案：D解析：光學(xué)諧振腔是激光器的核心部分，由兩個反射鏡構(gòu)成，形成光子的往返路徑。諧振腔內(nèi)只有滿足相位條件的光子才能獲得最大的受激輻射，從而實現(xiàn)頻率選擇。泵浦源提供能量，調(diào)Q開關(guān)控制輸出功率，激活介質(zhì)是產(chǎn)生受激輻射的場所。13.光纖的數(shù)值孔徑主要決定于（）A.光纖長度B.纖芯直徑C.包層直徑D.纖芯和包層的折射率差答案：D解析：光纖的數(shù)值孔徑（NA）是描述光纖收集光能能力的參數(shù)，它主要取決于纖芯和包層的折射率差。數(shù)值孔徑越大，光纖收集光的能力越強，但色散也可能會增加。纖芯直徑、包層直徑和光纖長度與數(shù)值孔徑?jīng)]有直接關(guān)系。14.光電倍增管與光電二極管的主要區(qū)別在于（）A.是否需要外部電源B.使用的半導(dǎo)體材料C.是否具有放大作用D.對光照的敏感度答案：C解析：光電倍增管和光電二極管都是利用光電效應(yīng)將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的器件，但光電倍增管具有放大作用，通過多級倍增極實現(xiàn)電子的級聯(lián)放大，輸出電流比輸入光子數(shù)成倍數(shù)增加。光電二極管則沒有放大作用，輸出電流與輸入光子數(shù)基本成正比。兩者是否需要外部電源、使用的半導(dǎo)體材料和光照敏感度都有可能不同，但放大作用是主要區(qū)別。15.在激光器中，實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的技術(shù)手段包括（）A.泵浦、受激輻射B.調(diào)Q、鎖模C.光放大、光吸收D.光隔離、光耦合答案：A解析：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是激光產(chǎn)生的必要條件，實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的主要技術(shù)手段包括泵浦（如光泵浦、電泵浦等）和受激輻射。泵浦過程將低能級粒子激發(fā)到高能級，而受激輻射過程則在高能級和低能級之間產(chǎn)生光子。調(diào)Q、鎖模是控制激光輸出特性的技術(shù)，光放大和光吸收是光與物質(zhì)相互作用的過程，光隔離和光耦合是光纖系統(tǒng)中連接和隔離光路的技術(shù)。16.光纖連接時，導(dǎo)致信號損耗的主要因素包括（）A.端面間隙、灰塵污染B.彎曲半徑、光纖長度C.折射率差、數(shù)值孔徑D.泵浦功率、調(diào)Q開關(guān)答案：A解析：光纖連接時，兩段光纖端面之間的間隙、灰塵污染、劃痕等都會導(dǎo)致光信號的反射和散射，從而增加連接損耗。彎曲半徑過小會導(dǎo)致彎曲損耗，光纖長度影響傳輸距離，但不是連接損耗的主要因素。折射率差和數(shù)值孔徑是光纖的基本參數(shù)，泵浦功率和調(diào)Q開關(guān)是激光器相關(guān)的參數(shù)，與光纖連接損耗沒有直接關(guān)系。17.光電傳感器中，非接觸式傳感器的主要優(yōu)點是（）A.測量精度高B.不會損壞被測物體C.響應(yīng)速度快D.成本低廉答案：B解析：光電傳感器分為接觸式和非接觸式兩種。非接觸式傳感器通過光束照射被測物體，根據(jù)反射光或其他光學(xué)量變化進(jìn)行測量，因此不會與被測物體發(fā)生物理接觸，不會損壞被測物體。測量精度、響應(yīng)速度和成本是光電傳感器的綜合性能指標(biāo)，非接觸式傳感器在這些方面各有優(yōu)劣，但其主要優(yōu)點是不會損壞被測物體。18.激光器的輸出光束質(zhì)量通常用（）A.光束直徑B.光束發(fā)散角C.光譜寬度D.波前曲率答案：B解析：激光器的輸出光束質(zhì)量通常用光束發(fā)散角來表征。光束發(fā)散角越小，表示光束越接近理想平行光，光束質(zhì)量越高。光束直徑、光譜寬度和波前曲率也是描述光束特性的參數(shù)，但不是衡量光束質(zhì)量的主要指標(biāo)。19.光纖通信系統(tǒng)中，用于補償信號衰減的器件是（）A.光放大器B.光調(diào)制器C.光耦合器D.光隔離器答案：A解析：光纖通信系統(tǒng)中，信號在光纖中傳輸時會不斷衰減，為了補償這種衰減，通常使用光放大器。光放大器可以放大光信號，使其強度恢復(fù)到可用的水平，從而延長傳輸距離。光調(diào)制器用于調(diào)制光信號，光耦合器用于連接光纖，光隔離器用于防止光信號反向傳輸。20.光電效應(yīng)中，光電陰極的逸出功越大，則（）A.產(chǎn)生的光電子動能越大B.產(chǎn)生的光電流越大C.產(chǎn)生的光電子數(shù)量越多D.產(chǎn)生光電效應(yīng)所需的入射光子能量越低答案：D解析：光電效應(yīng)是指光照射到某些材料上時，會使材料中的電子獲得足夠能量而逸出。光電陰極的逸出功是指使電子脫離材料所需的最小能量。逸出功越大，表示電子越難逸出，因此產(chǎn)生光電效應(yīng)所需的入射光子能量也越高。產(chǎn)生的光電子動能、光電流和光電子數(shù)量都與入射光子能量和強度有關(guān)，與逸出功沒有直接關(guān)系。二、多選題1.光纖通信系統(tǒng)中，影響光信號傳輸質(zhì)量的因素主要有（）A.光纖損耗B.光纖色散C.光纖彎曲D.連接器損耗E.信號帶寬答案：ABD解析：光纖通信系統(tǒng)中，光信號在傳輸過程中會受到多種因素的影響而引起質(zhì)量下降。光纖損耗會導(dǎo)致信號強度減弱，光纖色散會導(dǎo)致信號脈沖展寬，連接器損耗會導(dǎo)致信號在連接點衰減。光纖彎曲會引起彎曲損耗，影響相對較小。信號帶寬是衡量系統(tǒng)傳輸能力的參數(shù)，不是影響傳輸質(zhì)量的因素。因此，光纖損耗、光纖色散和連接器損耗是主要影響因素。2.激光器的主要技術(shù)參數(shù)包括（）A.輸出功率B.光譜寬度C.光束質(zhì)量D.調(diào)制帶寬E.工作模式答案：ABCE解析：激光器的主要技術(shù)參數(shù)用于表征其性能和特性。輸出功率表示激光器能夠輸出的能量大小，光譜寬度表示激光器輸出光波的頻率范圍，光束質(zhì)量表示激光束的發(fā)散程度和均勻性，工作模式表示激光器輸出光束的穩(wěn)定狀態(tài)（如連續(xù)波、脈沖等）。調(diào)制帶寬是激光器在外部信號調(diào)制下的響應(yīng)能力，也是重要參數(shù)之一。因此，輸出功率、光譜寬度、光束質(zhì)量和工作模式是激光器的主要技術(shù)參數(shù)。3.光電探測器的工作原理主要包括（）A.內(nèi)光電效應(yīng)B.外光電效應(yīng)C.光磁效應(yīng)D.光生伏特效應(yīng)E.光電導(dǎo)效應(yīng)答案：ABE解析：光電探測器是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的器件，其工作原理主要基于光電效應(yīng)。內(nèi)光電效應(yīng)是指光照射半導(dǎo)體材料時，光子能量激發(fā)產(chǎn)生電子-空穴對，從而改變材料的電學(xué)特性。外光電效應(yīng)是指光照射到金屬表面時，光子能量使電子逸出金屬表面。光磁效應(yīng)、光生伏特效應(yīng)和光電導(dǎo)效應(yīng)雖然也與光有關(guān)，但不是光電探測器的主要工作原理。因此，內(nèi)光電效應(yīng)、外光電效應(yīng)和光電導(dǎo)效應(yīng)是光電探測器的工作原理。4.光纖連接器的類型根據(jù)（）A.連接器接口尺寸B.連接器結(jié)構(gòu)形式C.連接器應(yīng)用環(huán)境D.連接器傳輸距離E.連接器傳輸速率答案：ABC解析：光纖連接器根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)可以進(jìn)行分類。根據(jù)連接器接口尺寸，可以分為SC型、ST型、FC型、LC型等；根據(jù)連接器結(jié)構(gòu)形式，可以分為推拉式、卡扣式等；根據(jù)連接器應(yīng)用環(huán)境，可以分為室內(nèi)型、室外型等。傳輸距離和傳輸速率是光纖連接器所能支持的參數(shù)，不是分類依據(jù)。因此，連接器接口尺寸、結(jié)構(gòu)形式和應(yīng)用環(huán)境是光纖連接器的分類依據(jù)。5.光纖通信系統(tǒng)中，光放大器的作用是（）A.放大光信號B.調(diào)制光信號C.轉(zhuǎn)換光信號D.過濾光信號E.補償光信號衰減答案：AE解析：光放大器是光纖通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件，用于放大光信號。其作用是補償光信號在光纖中傳輸時因損耗而引起的強度衰減，從而延長傳輸距離。光放大器不會調(diào)制、轉(zhuǎn)換或過濾光信號。因此，放大光信號和補償光信號衰減是光放大器的主要作用。6.光電二極管的主要類型包括（）A.PIN光電二極管B.APD雪崩光電二極管C.光電倍增管D.光電導(dǎo)型二極管E.光電勢型二極管答案：ABD解析：光電二極管是利用內(nèi)光電效應(yīng)將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的器件，根據(jù)其結(jié)構(gòu)和原理可以分為多種類型。PIN光電二極管是最基本的類型，APD雪崩光電二極管利用雪崩倍增效應(yīng)提高探測靈敏度，光電導(dǎo)型二極管通過測量光照下電阻變化來探測光信號。光電倍增管雖然也利用光電效應(yīng)，但其工作原理與光電二極管不同，屬于外光電效應(yīng)器件。光電勢型二極管不是常見的光電二極管類型。因此，PIN光電二極管、APD雪崩光電二極管和光電導(dǎo)型二極管是光電二極管的主要類型。7.激光器的泵浦方式主要有（）A.光泵浦B.電泵浦C.化學(xué)泵浦D.熱泵浦E.機械泵浦答案：AB解析：激光器的泵浦方式是指將能量傳遞給激活介質(zhì)，使其實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的方法。常用的泵浦方式主要有光泵浦和電泵浦。光泵浦利用光源（如氪燈、氙燈）發(fā)射的光子能量激發(fā)激活介質(zhì)，電泵浦利用電流通過激活介質(zhì)或相關(guān)器件產(chǎn)生能量激發(fā)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。化學(xué)泵浦、熱泵浦和機械泵浦不是激光器常用的泵浦方式。因此，光泵浦和電泵浦是激光器的泵浦方式。8.光纖的色散類型包括（）A.材料色散B.波導(dǎo)色散C.模式色散D.折射率色散E.情景色散答案：ABC解析：光纖的色散是指不同波長光在光纖中傳播速度不同導(dǎo)致脈沖展寬的現(xiàn)象，其來源主要有材料色散、波導(dǎo)色散和模式色散。材料色散是光纖材料折射率隨波長變化引起的，波導(dǎo)色散是光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)（如纖芯直徑、數(shù)值孔徑）引起的，模式色散是多模光纖中不同模式傳播路徑不同引起的。折射率色散和情景色散不是光纖色散的標(biāo)準(zhǔn)分類。因此，材料色散、波導(dǎo)色散和模式色散是光纖的色散類型。9.光電傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括（）A.長距離測量B.高溫測量C.成像系統(tǒng)D.自動控制系統(tǒng)E.位移測量答案：ACDE解析：光電傳感器由于種類繁多、性能優(yōu)越，在各個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。在長距離測量、高溫測量、成像系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)中都有重要應(yīng)用。位移測量也是光電傳感器的一個常見應(yīng)用領(lǐng)域。因此，長距離測量、成像系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)和位移測量是光電傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域。10.光纖通信系統(tǒng)的基本組成包括（）A.光源B.光調(diào)制器C.光纖D.光探測器E.連接器答案：ABCD解析：光纖通信系統(tǒng)是將電信號轉(zhuǎn)換為光信號在光纖中傳輸，再在接收端將光信號轉(zhuǎn)換回電信號的完整系統(tǒng)。其基本組成包括光源（產(chǎn)生光信號）、光調(diào)制器（將電信號調(diào)制到光信號上）、光纖（傳輸光信號）、光探測器（將光信號轉(zhuǎn)換回電信號）。連接器用于連接光纖，是系統(tǒng)中必要的組件，但不是基本組成。因此，光源、光調(diào)制器、光纖和光探測器是光纖通信系統(tǒng)的基本組成。11.光纖通信系統(tǒng)中，影響光信號傳輸距離的主要因素包括（）A.光纖損耗B.光纖色散C.連接器損耗D.信號帶寬E.光放大器性能答案：ABCE解析：光纖通信系統(tǒng)中，光信號在傳輸過程中會受到多種因素的影響而限制傳輸距離。光纖損耗會導(dǎo)致信號強度隨距離增加而衰減，光纖色散會導(dǎo)致信號脈沖展寬，連接器損耗會增加信號衰減，光放大器性能決定了補償損耗的能力。信號帶寬是衡量系統(tǒng)傳輸能力的參數(shù)，不是直接影響傳輸距離的因素。因此，光纖損耗、光纖色散、連接器損耗和光放大器性能是影響光信號傳輸距離的主要因素。12.激光器的輸出特性包括（）A.輸出功率B.光譜寬度C.光束質(zhì)量D.調(diào)制帶寬E.工作模式答案：ABCE解析：激光器的輸出特性是表征其性能和輸出光束特性的參數(shù)。輸出功率表示激光器能夠輸出的能量大小，光譜寬度表示激光器輸出光波的頻率范圍，光束質(zhì)量表示激光束的發(fā)散程度和均勻性，工作模式表示激光器輸出光束的穩(wěn)定狀態(tài)（如連續(xù)波、脈沖等）。調(diào)制帶寬是激光器在外部信號調(diào)制下的響應(yīng)能力，也是重要特性之一。因此，輸出功率、光譜寬度、光束質(zhì)量和工作模式是激光器的輸出特性。13.光電探測器的主要性能指標(biāo)包括（）A.檢測靈敏度B.響應(yīng)時間C.光譜響應(yīng)范圍D.噪聲等效功率E.頻率響應(yīng)特性答案：ABCD解析：光電探測器的性能指標(biāo)用于表征其探測光信號的能力和特性。檢測靈敏度表示探測器能夠探測到的最小光功率，響應(yīng)時間表示探測器對光信號變化的響應(yīng)速度，光譜響應(yīng)范圍表示探測器能夠響應(yīng)的光波長范圍，噪聲等效功率表示產(chǎn)生與噪聲信號等效的光功率。頻率響應(yīng)特性是描述探測器對調(diào)制光信號響應(yīng)的參數(shù)，也是重要指標(biāo)之一。因此，檢測靈敏度、響應(yīng)時間、光譜響應(yīng)范圍和噪聲等效功率是光電探測器的主要性能指標(biāo)。14.光纖連接器的主要作用是（）A.連接兩段光纖B.實現(xiàn)光信號低損耗傳輸C.調(diào)節(jié)光纖長度D.改變光纖直徑E.提供光纖接口答案：ABE解析：光纖連接器的主要功能是使兩段光纖能夠可靠連接，實現(xiàn)光信號的低損耗傳輸。通過精密的對接和機械保護(hù)，連接器能夠保持光纖端面的一致性，減少傳輸損耗。光纖連接器提供標(biāo)準(zhǔn)的接口，方便光纖的連接和斷開。調(diào)節(jié)光纖長度和改變光纖直徑不是光纖連接器的功能。因此，連接兩段光纖、實現(xiàn)光信號低損耗傳輸和提供光纖接口是光纖連接器的主要作用。15.光纖通信系統(tǒng)中，光放大器的主要類型包括（）A.半導(dǎo)體光放大器B.摻鉺光纖放大器C.激光放大器D.光子晶體放大器E.非線性放大器答案：AB解析：光放大器是光纖通信系統(tǒng)中用于放大光信號的器件，根據(jù)其原理和結(jié)構(gòu)可以分為多種類型。半導(dǎo)體光放大器（SOA）利用半導(dǎo)體材料放大光信號，摻鉺光纖放大器（EDFA）利用摻鉺光纖作為放大介質(zhì)，是最常用的光放大器。激光放大器、光子晶體放大器和非線性放大器也是光放大器的類型，但應(yīng)用相對較少或原理不同。因此，半導(dǎo)體光放大器和摻鉺光纖放大器是光纖通信系統(tǒng)中常用的光放大器類型。16.光電傳感器根據(jù)探測原理可分為（）A.光電效應(yīng)型傳感器B.光吸收型傳感器C.光干涉型傳感器D.光偏振型傳感器E.光纖型傳感器答案：ABC解析：光電傳感器是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的器件，根據(jù)其探測原理可以分為多種類型。光電效應(yīng)型傳感器基于光電效應(yīng)（如內(nèi)光電效應(yīng)、外光電效應(yīng)）工作，光吸收型傳感器基于物質(zhì)對光的吸收特性工作，光干涉型傳感器基于光的干涉原理工作，光偏振型傳感器基于光的偏振特性工作。光纖型傳感器是利用光纖作為傳感元件的傳感器，可以歸類于光電傳感器，但其分類依據(jù)是傳感元件，而非探測原理。因此，光電效應(yīng)型傳感器、光吸收型傳感器和光干涉型傳感器是光電傳感器根據(jù)探測原理分類的類型。17.激光器根據(jù)工作物質(zhì)可分為（）A.半導(dǎo)體激光器B.氣體激光器C.固體激光器D.液體激光器E.等離子體激光器答案：BCDE解析：激光器根據(jù)其工作物質(zhì)（激活介質(zhì)）的不同可以分為多種類型。氣體激光器利用氣體作為工作物質(zhì)，固體激光器利用固體（如晶體）作為工作物質(zhì)，液體激光器利用液體作為工作物質(zhì)，等離子體激光器利用等離子體作為工作物質(zhì)。半導(dǎo)體激光器雖然也利用半導(dǎo)體材料，但其分類通常單獨列出，或歸為半導(dǎo)體激光器這一大類。因此，氣體激光器、固體激光器、液體激光器和等離子體激光器是激光器根據(jù)工作物質(zhì)分類的類型。18.光纖的損耗來源包括（）A.材料吸收損耗B.彎曲損耗C.模式色散D.連接損耗E.散射損耗答案：ABDE解析：光纖的損耗是指光信號在光纖中傳輸時能量隨距離增加而衰減的現(xiàn)象，其來源主要有材料吸收損耗、散射損耗、彎曲損耗和連接損耗。材料吸收損耗是光纖材料本身對特定波長光的吸收，散射損耗是光在光纖材料中傳播時因材料不均勻性引起的散射，彎曲損耗是光纖彎曲時引起的損耗，連接損耗是光纖連接處因端面不匹配等原因引起的損耗。模式色散是不同模式傳播速度不同引起的脈沖展寬，不是損耗。因此，材料吸收損耗、彎曲損耗、連接損耗和散射損耗是光纖的損耗來源。19.光電傳感器根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為（）A.接觸式傳感器B.非接觸式傳感器C.光纖傳感器D.氣敏傳感器E.熱釋電傳感器答案：ABC解析：光電傳感器根據(jù)其結(jié)構(gòu)和工作方式可以分為多種類型。接觸式傳感器是傳感器與被測物體直接接觸的傳感器，非接觸式傳感器是傳感器與被測物體不接觸的傳感器，光纖傳感器是利用光纖作為傳感元件的傳感器。氣敏傳感器和熱釋電傳感器是根據(jù)其探測對象或原理命名的傳感器，不屬于光電傳感器的結(jié)構(gòu)分類。因此，接觸式傳感器、非接觸式傳感器和光纖傳感器是光電傳感器根據(jù)結(jié)構(gòu)分類的類型。20.光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率主要取決于（）A.光源發(fā)射功率B.光纖傳輸距離C.光纖帶寬D.探測器靈敏度E.數(shù)字信號編碼方式答案：CE解析：光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率是指系統(tǒng)每秒能夠傳輸?shù)谋忍財?shù)，主要取決于光纖的帶寬和數(shù)字信號編碼方式。光纖帶寬表示光纖能夠傳輸信號的最高頻率，帶寬越寬，能夠傳輸?shù)男盘栴l率越高，傳輸速率越高。數(shù)字信號編碼方式（如NRZ、RZ等）影響信號的傳輸速率和誤碼率。光源發(fā)射功率影響信號傳輸距離，探測器靈敏度影響信號接收質(zhì)量，但它們不是決定傳輸速率的主要因素。因此，光纖帶寬和數(shù)字信號編碼方式是決定光纖通信系統(tǒng)傳輸速率的主要因素。三、判斷題1.光纖通信系統(tǒng)中，光纖的色散會導(dǎo)致信號脈沖展寬，從而限制傳輸距離。（）答案：正確解析：光纖的色散是指不同波長光在光纖中傳播速度不同，導(dǎo)致光脈沖在傳輸過程中展寬的現(xiàn)象。脈沖展寬會導(dǎo)致信號失真，增加誤碼率，因此限制了光纖通信系統(tǒng)的傳輸距離。減少色散是提高光纖通信系統(tǒng)傳輸距離的關(guān)鍵技術(shù)之一。2.激光器的工作原理是利用受激輻射產(chǎn)生激光。（）答案：正確解析：激光器是利用受激輻射原理產(chǎn)生激光的器件。當(dāng)光照射到激活介質(zhì)中時，如果光子能量等于粒子能級差，則可能引發(fā)受激輻射。受激輻射產(chǎn)生的光子與入射光子具有相同的頻率、相位、方向和偏振態(tài)，從而實現(xiàn)光放大。通過光學(xué)諧振腔的反饋作用，受激輻射可以持續(xù)進(jìn)行，最終形成激光輸出。3.光電探測器是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的器件，其靈敏度越高越好。（）答案：正確解析：光電探測器是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的器件，其靈敏度是指探測器能夠探測到的最小光功率。靈敏度越高，表示探測器能夠探測到的光信號越弱，性能越好。因此，靈敏度是衡量光電探測器性能的重要指標(biāo)之一，越高越好。4.光纖連接器的主要作用是連接兩段光纖，實現(xiàn)光信號的低損耗傳輸，因此連接器損耗越小越好。（）答案：正確解析：光纖連接器的主要功能是使兩段光纖能夠可靠連接，實現(xiàn)光信號的低損耗傳輸。連接器損耗是指光信號通過連接器時因反射和散射等原因造成的能量損失。連接器損耗越小，表示光信號傳輸效率越高，性能越好。因此，連接器損耗是衡量光纖連接器性能的重要指標(biāo)，越小越好。5.光放大器可以放大任意頻率的光信號。（）答案：錯誤解析：光放大器是利用受激輻射原理放大光信號的器件，但其放大作用是有條件的。只有當(dāng)光信號頻率與光放大器的諧振頻率匹配時，才能發(fā)生有效的受激輻射，從而實現(xiàn)光放大。因此，光放大器不能放大任意頻率的光信號，其工作波長范圍是有限的。6.光纖的數(shù)值孔徑越大，其收集光的能力越強，但傳輸距離也會相應(yīng)增加。（）答案：錯誤解析：光纖的數(shù)值孔徑（NA）是描述光纖收集光能能力的參數(shù)，它主要取決于纖芯和包層的折射率差。數(shù)值孔徑越大，表示光纖收集光的能力越強，但同時也意味著光纖的色散會增大，這會導(dǎo)致信號脈沖展寬，限制傳輸距離。因此，光纖的數(shù)值孔徑需要在收集光能力和傳輸距離之間進(jìn)行權(quán)衡。7.半導(dǎo)體激光器是目前應(yīng)用最廣泛的激光器類型，其結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。（）答案：正確解析：半導(dǎo)體激光器（LD）是目前應(yīng)用最廣泛的激光器類型之一，其主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、功耗低、成本相對較低，并且可以方便地與光纖耦合。因此，半導(dǎo)體激光器在光纖通信、激光加工、激光醫(yī)療等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。8.光纖通信系統(tǒng)中的光調(diào)制器用于將電信號調(diào)制到光信號上，常用的調(diào)制方式有強度調(diào)制、相位調(diào)制、頻率調(diào)制和偏振調(diào)制等。（）答案：正確解析：光調(diào)制器是光纖通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件，用于將電信號調(diào)制到光信號上，以便在光纖中傳輸信息。常用的調(diào)制方式包括強度調(diào)制（改變光功率）、相位調(diào)制（改變光相位）、頻率調(diào)制（改變光頻率）和偏振調(diào)制（改變光偏振態(tài)）等。不同的調(diào)制方式適用于不同的應(yīng)用場景和系統(tǒng)要求。9.光纖傳感器是一種利用光纖作為傳感元件的傳感器，其優(yōu)點是抗電磁干擾能力強、耐腐蝕、耐高溫、體積小、重量輕等。（）答案：正確解析：光纖傳感器是一種利用光纖作為傳感元件的傳感器，其基本原理是利用光纖對被測量的變化敏感，通過測量光纖中光信號的變化來檢測被測量。光纖傳感器具有抗電磁干擾能力強、耐腐蝕、耐高溫、體積小、重量輕等優(yōu)點，在石油化工、電力系統(tǒng)、航空航天等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。10.光電二極管的工作原理是利用內(nèi)光電效應(yīng)，即光照射到半導(dǎo)體材料上時，產(chǎn)生電子-空穴對，從而改變材料的電學(xué)特性。（）答案：正確解析：光電二極管是利用內(nèi)光電效應(yīng)工作的器件。當(dāng)光照射到半導(dǎo)體材料上時，光子能量激發(fā)產(chǎn)生電子-空穴對，這些載流子在PN結(jié)內(nèi)電場作用下分離，形成光電流。因此，光電二極管通過測量光電流的大小來探測光信號強度。內(nèi)光電效應(yīng)