光電子學(xué)考試試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種器件不屬于發(fā)光器件（）A.LEDB.LDC.APDD.OLED2.光電子學(xué)中，光子的能量與（）成正比。A.波長(zhǎng)B.頻率C.速度D.振幅3.半導(dǎo)體激光器實(shí)現(xiàn)受激輻射的條件是（）A.粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布B.熱平衡分布C.均勻分布D.隨機(jī)分布4.光纖通信中常用的三個(gè)低損耗窗口不包括（）A.0.85μmB.1.31μmC.1.55μmD.2.0μm5.光電探測(cè)器的響應(yīng)度定義為（）A.輸出電流與輸入光功率之比B.輸出電壓與輸入光功率之比C.輸出光功率與輸入光功率之比D.輸出電流與輸入電流之比6.下列哪種效應(yīng)不是光電效應(yīng)（）A.外光電效應(yīng)B.內(nèi)光電效應(yīng)C.聲光效應(yīng)D.光生伏特效應(yīng)7.光調(diào)制器的作用是（）A.把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)B.把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)C.改變光的強(qiáng)度、相位等參數(shù)D.放大光信號(hào)8.以下關(guān)于光放大器的說法錯(cuò)誤的是（）A.可以補(bǔ)償光信號(hào)在傳輸過程中的損耗B.主要有半導(dǎo)體光放大器和光纖放大器C.只能放大特定波長(zhǎng)的光信號(hào)D.放大過程不需要外界能源9.液晶顯示器利用了液晶的（）A.電光效應(yīng)B.磁光效應(yīng)C.聲光效應(yīng)D.熱光效應(yīng)10.光電子學(xué)研究的對(duì)象是（）A.電子B.光子C.電子和光子相互作用D.以上都是二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.常見的光探測(cè)器有（）A.PIN光電二極管B.雪崩光電二極管（APD）C.光電倍增管D.光敏電阻2.半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）的優(yōu)點(diǎn)有（）A.壽命長(zhǎng)B.效率高C.響應(yīng)速度快D.成本低3.光纖的損耗主要包括（）A.吸收損耗B.散射損耗C.彎曲損耗D.輻射損耗4.光調(diào)制的方法有（）A.強(qiáng)度調(diào)制B.相位調(diào)制C.頻率調(diào)制D.偏振調(diào)制5.光電子器件按功能可分為（）A.發(fā)光器件B.光探測(cè)器件C.光調(diào)制器件D.光放大器件6.實(shí)現(xiàn)激光的三個(gè)基本條件是（）A.激勵(lì)能源B.增益介質(zhì)C.光學(xué)諧振腔D.熱平衡態(tài)7.以下屬于非線性光學(xué)效應(yīng)的有（）A.二次諧波產(chǎn)生B.受激拉曼散射C.自相位調(diào)制D.電光效應(yīng)8.光通信系統(tǒng)的組成部分包括（）A.光源B.光纖C.光探測(cè)器D.光調(diào)制器9.磁光效應(yīng)包括（）A.法拉第效應(yīng)B.克爾效應(yīng)C.塞曼效應(yīng)D.斯塔克效應(yīng)10.光電子技術(shù)在以下哪些領(lǐng)域有應(yīng)用（）A.通信B.醫(yī)療C.顯示D.軍事三、判斷題（每題2分，共20分）1.光子的靜止質(zhì)量為零。（）2.半導(dǎo)體激光器的閾值電流越小，性能越好。（）3.光纖的色散會(huì)導(dǎo)致光信號(hào)的脈沖展寬。（）4.光電探測(cè)器的響應(yīng)時(shí)間越短，其響應(yīng)速度越快。（）5.光調(diào)制器只能對(duì)連續(xù)光進(jìn)行調(diào)制。（）6.光放大器可以無限制地放大光信號(hào)。（）7.液晶顯示器是主動(dòng)發(fā)光器件。（）8.受激輻射產(chǎn)生的光具有相干性。（）9.光電子學(xué)只研究光子的特性，不涉及電子。（）10.非線性光學(xué)效應(yīng)只有在強(qiáng)光作用下才會(huì)顯著表現(xiàn)出來。（）四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述半導(dǎo)體激光器實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的原理。答：通過向半導(dǎo)體中注入載流子，使高能級(jí)的電子數(shù)多于低能級(jí)的電子數(shù)。利用外加電源提供能量，使電子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，為受激輻射創(chuàng)造條件。2.光纖通信有哪些優(yōu)點(diǎn)？答：優(yōu)點(diǎn)有：傳輸容量大，可同時(shí)傳輸大量信息；損耗低，能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸；抗干擾能力強(qiáng)，不受電磁干擾；重量輕、體積小，便于鋪設(shè)和安裝；保密性好，信息不易泄露。3.簡(jiǎn)述光電探測(cè)器的工作原理。答：基于光電效應(yīng)，當(dāng)光照射到探測(cè)器上，光子能量被吸收。若為外光電效應(yīng)，電子逸出產(chǎn)生光電流；內(nèi)光電效應(yīng)則使半導(dǎo)體內(nèi)部載流子濃度改變，引起電學(xué)參量變化，從而檢測(cè)光信號(hào)。4.光調(diào)制的目的是什么？答：目的是將需要傳輸?shù)碾娦盘?hào)加載到光載波上，使光信號(hào)攜帶信息。這樣可利用光的高頻率、寬頻帶特性，實(shí)現(xiàn)大容量、長(zhǎng)距離的信息傳輸。五、討論題（每題5分，共20分）1.討論光電子技術(shù)在未來通信領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。答：未來光通信將向更高速率、更大容量發(fā)展，如超高速光纖通信。光通信網(wǎng)絡(luò)會(huì)更智能化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配置和優(yōu)化。同時(shí)，光無線通信結(jié)合光纖通信，擴(kuò)大覆蓋范圍，滿足多樣化通信需求。2.分析半導(dǎo)體發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器的異同點(diǎn)。答：相同點(diǎn)：都基于半導(dǎo)體材料，利用電子躍遷發(fā)光。不同點(diǎn)：LED是自發(fā)輻射發(fā)光，輸出非相干光，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、壽命長(zhǎng)；LD是受激輻射發(fā)光，輸出相干光，方向性和單色性好，功率高，但閾值電流大、成本高。3.探討光電子器件在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用及前景。答：應(yīng)用如激光手術(shù)、光學(xué)成像診斷、光動(dòng)力治療等。前景廣闊，可研發(fā)更精準(zhǔn)、微創(chuàng)的治療設(shè)備，提高診斷準(zhǔn)確性。結(jié)合生物醫(yī)學(xué)，開發(fā)新型生物傳感器，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和個(gè)性化醫(yī)療。4.談?wù)勀銓?duì)光電子學(xué)中非線性光學(xué)效應(yīng)的理解及其應(yīng)用。答：非線性光學(xué)效應(yīng)是強(qiáng)光與介質(zhì)相互作用產(chǎn)生的效應(yīng)。應(yīng)用于光頻率轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生新波長(zhǎng)激光；光開關(guān)，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的快速切換；光孤子通信，減少信號(hào)失真，提高通信質(zhì)量。答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.B3.A4.D5.A6.C7.C8.D9.A10.D二、