華中科技大學(xué)2025年啟明學(xué)院電子信息工程光學(xué)試題及答案

姓名：__________考號(hào)：__________題號(hào)一二三四五總分評(píng)分一、單選題(共10題)1.光纖通信系統(tǒng)中，以下哪種因素對(duì)光纖的傳輸損耗影響最大？()A.光纖的長(zhǎng)度B.光源的光功率C.光纖的材料D.光纖的直徑2.以下哪個(gè)不是光電探測(cè)器的主要性能指標(biāo)？()A.響應(yīng)度B.響應(yīng)速度C.量子效率D.動(dòng)態(tài)范圍3.在光學(xué)干涉中，以下哪種情況會(huì)導(dǎo)致干涉條紋的間距減小？()A.增加光波的波長(zhǎng)B.減小光波的波長(zhǎng)C.增加光源的強(qiáng)度D.減小光源的強(qiáng)度4.在半導(dǎo)體光電二極管中，以下哪個(gè)參數(shù)表示光生電子-空穴對(duì)的產(chǎn)生效率？()A.量子效率B.響應(yīng)速度C.量子產(chǎn)額D.量子電容5.在激光二極管中，以下哪個(gè)現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致激光器不穩(wěn)定？()A.激光器的閾值電流過(guò)大B.激光器的閾值電流過(guò)小C.激光器的諧振腔長(zhǎng)度改變D.激光器的諧振腔質(zhì)量變差6.在光纖通信系統(tǒng)中，以下哪種波長(zhǎng)范圍的光纖傳輸損耗最??？()A.0.85微米B.1.55微米C.1.30微米D.1.35微米7.在光電效應(yīng)中，以下哪個(gè)參數(shù)與光電子的最大動(dòng)能成正比？()A.光子的能量B.光子的頻率C.光子的波長(zhǎng)D.光子的電流8.在光學(xué)顯微鏡中，以下哪種方法可以增加分辨率？()A.增加物鏡的放大倍數(shù)B.減小物鏡的放大倍數(shù)C.增加光源的強(qiáng)度D.減小光源的強(qiáng)度9.在光纖通信系統(tǒng)中，以下哪種設(shè)備用于放大光信號(hào)？()A.光電二極管B.光放大器C.光探測(cè)器D.光纖耦合器二、多選題(共5題)10.在光纖通信系統(tǒng)中，以下哪些因素會(huì)影響光纖的傳輸損耗？()A.光纖的材料B.光纖的直徑C.光源的光功率D.光纖的長(zhǎng)度E.環(huán)境溫度11.以下哪些是激光二極管（LED）的主要性能指標(biāo)？()A.響應(yīng)速度B.量子效率C.發(fā)光波長(zhǎng)D.功耗E.發(fā)光角度12.在光學(xué)干涉現(xiàn)象中，以下哪些情況會(huì)導(dǎo)致干涉條紋的間距變化？()A.改變光源的波長(zhǎng)B.改變光程差C.改變光源的強(qiáng)度D.改變觀察距離E.改變介質(zhì)折射率13.在光電效應(yīng)中，以下哪些現(xiàn)象與光電子的最大動(dòng)能有關(guān)？()A.光子的能量B.光子的頻率C.金屬的逸出功D.光子的波長(zhǎng)E.光電子的電量14.在光學(xué)顯微鏡中，以下哪些方法可以提高顯微鏡的分辨率？()A.使用更短波長(zhǎng)的光源B.使用更小的物鏡孔徑C.使用更復(fù)雜的照明系統(tǒng)D.使用更薄的樣品E.使用更高倍數(shù)的物鏡三、填空題(共5題)15.光纖通信系統(tǒng)中，單模光纖的傳輸帶寬通常比多模光纖的傳輸帶寬要__________。16.在光電效應(yīng)中，逸出功是指從金屬表面逸出一個(gè)電子所需的__________。17.光學(xué)干涉現(xiàn)象中，干涉條紋的間距與__________成正比。18.在激光二極管中，閾值電流是指維持激光振蕩所需的最小__________。19.在光纖通信系統(tǒng)中，光纖的損耗主要包括__________和__________損耗。四、判斷題(共5題)20.光纖通信中，單模光纖的帶寬比多模光纖的帶寬更寬。()A.正確B.錯(cuò)誤21.在光電效應(yīng)中，所有頻率的光子都能從金屬表面逸出電子。()A.正確B.錯(cuò)誤22.激光二極管的閾值電流是指激光器開(kāi)始連續(xù)輸出激光時(shí)的最小電流。()A.正確B.錯(cuò)誤23.光學(xué)干涉現(xiàn)象中，光程差為零時(shí)，干涉條紋的亮暗程度相同。()A.正確B.錯(cuò)誤24.光纖的傳輸損耗與光纖的長(zhǎng)度成線性關(guān)系。()A.正確B.錯(cuò)誤五、簡(jiǎn)單題(共5題)25.請(qǐng)簡(jiǎn)述光纖通信中單模光纖和多模光纖的主要區(qū)別。26.解釋什么是激光二極管的閾值電流，并說(shuō)明其意義。27.簡(jiǎn)述光纖通信系統(tǒng)中光纖損耗的主要類型及其影響因素。28.討論光學(xué)干涉現(xiàn)象中，干涉條紋間距與哪些因素有關(guān)。29.分析光學(xué)顯微鏡分辨率與哪些因素有關(guān)，并說(shuō)明如何提高分辨率。

華中科技大學(xué)2025年啟明學(xué)院電子信息工程光學(xué)試題及答案一、單選題(共10題)1.【答案】C【解析】光纖的材料是影響光纖傳輸損耗的主要因素，不同的材料有不同的本征損耗。2.【答案】D【解析】動(dòng)態(tài)范圍是指探測(cè)器能夠檢測(cè)到的最小和最大光信號(hào)強(qiáng)度范圍，不是主要性能指標(biāo)。3.【答案】B【解析】根據(jù)干涉條紋間距公式，減小光波的波長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致干涉條紋間距減小。4.【答案】A【解析】量子效率是指每個(gè)入射光子產(chǎn)生電子-空穴對(duì)的效率。5.【答案】C【解析】諧振腔長(zhǎng)度的微小變化會(huì)導(dǎo)致激光頻率的改變，從而引起激光器不穩(wěn)定。6.【答案】B【解析】在1.55微米附近，單模光纖的傳輸損耗最低。7.【答案】A【解析】根據(jù)愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程，光電子的最大動(dòng)能與光子的能量成正比。8.【答案】A【解析】增加物鏡的放大倍數(shù)可以增加顯微鏡的分辨率。9.【答案】B【解析】光放大器是用于放大光信號(hào)的設(shè)備，常見(jiàn)于光纖通信系統(tǒng)中。二、多選題(共5題)10.【答案】ABDE【解析】光纖的材料、直徑、長(zhǎng)度和環(huán)境溫度都會(huì)影響光纖的傳輸損耗，而光源的光功率不直接影響光纖的傳輸損耗。11.【答案】ABCDE【解析】激光二極管的主要性能指標(biāo)包括響應(yīng)速度、量子效率、發(fā)光波長(zhǎng)、功耗和發(fā)光角度等。12.【答案】ABE【解析】改變光源的波長(zhǎng)、光程差和介質(zhì)折射率都會(huì)導(dǎo)致干涉條紋間距的變化，而光源的強(qiáng)度和觀察距離不會(huì)影響干涉條紋的間距。13.【答案】ABC【解析】光電子的最大動(dòng)能與光子的能量、頻率和金屬的逸出功有關(guān)，而與光子的波長(zhǎng)和光電子的電量無(wú)關(guān)。14.【答案】AE【解析】提高顯微鏡分辨率的方法包括使用更短波長(zhǎng)的光源和更高倍數(shù)的物鏡，而使用更小的物鏡孔徑、更復(fù)雜的照明系統(tǒng)和更薄的樣品并不一定能提高分辨率。三、填空題(共5題)15.【答案】高【解析】單模光纖由于只有一個(gè)傳輸模式，因此其傳輸帶寬比多模光纖要高，能夠支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。16.【答案】最小能量【解析】逸出功是指金屬表面逸出一個(gè)電子所需的最小能量，它決定了光電子能否從金屬表面逸出。17.【答案】光源的波長(zhǎng)【解析】干涉條紋的間距與光源的波長(zhǎng)成正比，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，條紋間距越大。18.【答案】電流【解析】閾值電流是指維持激光振蕩所需的最小電流，低于這個(gè)電流，激光器無(wú)法產(chǎn)生激光。19.【答案】本征損耗，散射損耗【解析】光纖的損耗主要包括本征損耗和散射損耗。本征損耗與光纖的材料和結(jié)構(gòu)有關(guān)，散射損耗包括吸收和散射損耗。四、判斷題(共5題)20.【答案】正確【解析】單模光纖由于只有一個(gè)傳播模式，因此其帶寬通常比多模光纖更寬，能夠支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。21.【答案】錯(cuò)誤【解析】根據(jù)愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)理論，只有當(dāng)光子的能量大于或等于金屬的逸出功時(shí)，電子才能從金屬表面逸出。22.【答案】正確【解析】閾值電流是指激光二極管開(kāi)始產(chǎn)生連續(xù)激光輸出所需的最小電流值。23.【答案】錯(cuò)誤【解析】光程差為零時(shí)，即兩束光的光程相等，理論上干涉條紋應(yīng)為亮條紋，但亮暗程度還受到其他因素影響。24.【答案】錯(cuò)誤【解析】光纖的傳輸損耗與光纖的長(zhǎng)度有關(guān)，但不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，還會(huì)受到光纖材料、溫度等因素的影響。五、簡(jiǎn)答題(共5題)25.【答案】單模光纖和多模光纖的主要區(qū)別在于傳播模式。單模光纖只允許一個(gè)傳播模式，因此具有更低的損耗和更高的帶寬；而多模光纖允許多個(gè)傳播模式，適用于較短距離的通信，但帶寬和損耗都較低?！窘馕觥繂文９饫w和多模光纖在傳播模式、損耗、帶寬和適用距離等方面有明顯的區(qū)別，了解這些區(qū)別有助于理解光纖通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和工作原理。26.【答案】激光二極管的閾值電流是指維持激光振蕩所需的最小電流。當(dāng)電流低于閾值電流時(shí)，激光器不能產(chǎn)生激光；當(dāng)電流達(dá)到或超過(guò)閾值電流時(shí)，激光器開(kāi)始振蕩并輸出激光。閾值電流是激光器性能的重要指標(biāo)，反映了激光器的啟動(dòng)難度?！窘馕觥块撝惦娏鞯母拍顚?duì)于理解激光二極管的工作原理至關(guān)重要，它不僅決定了激光器的啟動(dòng)條件，還影響了激光器的穩(wěn)定性和效率。27.【答案】光纖通信系統(tǒng)中光纖損耗的主要類型包括吸收損耗、散射損耗和輻射損耗。吸收損耗與光纖材料、溫度和環(huán)境有關(guān)；散射損耗包括瑞利散射和米氏散射，與光纖材料、缺陷和雜質(zhì)有關(guān)；輻射損耗與光纖的結(jié)構(gòu)和材料有關(guān)?！窘馕觥苛私夤饫w損耗的類型和影響因素對(duì)于設(shè)計(jì)和維護(hù)光纖通信系統(tǒng)非常重要，它有助于優(yōu)化系統(tǒng)性能和提高通信質(zhì)量。28.【答案】光學(xué)干涉現(xiàn)象中，干涉條紋間距與光源的波長(zhǎng)、光程差和觀察距離有關(guān)。波長(zhǎng)越長(zhǎng)，條紋間距越大；光程差越大，條紋間距越??；觀察距離越遠(yuǎn)，條紋間距越寬