2025年大二（光電信息科學(xué)與工程）光電檢測(cè)技術(shù)綜合測(cè)試卷

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共30分）答題要求：每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。(總共10題，每題3分，每題給出的選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1.以下哪種探測(cè)器不屬于光電檢測(cè)技術(shù)中常用的光探測(cè)器？（）A.光電倍增管B.雪崩光電二極管C.發(fā)光二極管D.光電二極管2.光電器件的光譜響應(yīng)特性主要取決于（）。A.材料的禁帶寬度B.器件的結(jié)構(gòu)C.入射光的強(qiáng)度D.環(huán)境溫度3.在光電檢測(cè)系統(tǒng)中，為了提高檢測(cè)的靈敏度，通常需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行（）。A.放大處理B.濾波處理C.調(diào)制處理D.解調(diào)處理4.下列關(guān)于光電效應(yīng)的說法，正確的是（）。A.只有可見光才能產(chǎn)生光電效應(yīng)B.光電效應(yīng)的產(chǎn)生與光的頻率無關(guān)C.光電子的能量只與入射光的強(qiáng)度有關(guān)D.當(dāng)入射光頻率大于金屬的截止頻率時(shí)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)5.光電檢測(cè)系統(tǒng)中的噪聲主要來源于（）。A.探測(cè)器的熱噪聲B.放大器的噪聲C.外界環(huán)境的干擾噪聲D.以上都是6.為了減小光電檢測(cè)系統(tǒng)中的噪聲，可采取的措施不包括（）。A.降低探測(cè)器的工作溫度B.增加放大器的增益C.采用低噪聲的元器件D.優(yōu)化系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)7.以下哪種調(diào)制方式不屬于光電檢測(cè)技術(shù)中常用的調(diào)制方式？（）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8.在光電檢測(cè)系統(tǒng)中，調(diào)制信號(hào)的頻率范圍通常在（）。A.幾赫茲到幾十赫茲B.幾十赫茲到幾百赫茲C.幾百赫茲到幾千赫茲D.幾千赫茲到幾十千赫茲9.光電檢測(cè)技術(shù)中，用于測(cè)量光強(qiáng)的儀器是（）。A.光譜儀B.光功率計(jì)C.示波器D.萬用表10.下列關(guān)于光電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，錯(cuò)誤的是（）。A.光纖通信中用于光信號(hào)的檢測(cè)和傳輸B.激光測(cè)距中用于測(cè)量目標(biāo)的距離C.醫(yī)學(xué)成像中用于疾病的診斷D.只能用于光學(xué)領(lǐng)域，不能應(yīng)用于其他領(lǐng)域第II卷（非選擇題，共70分）二、填空題（每題3分，共15分）答題要求：請(qǐng)?jiān)跈M線上填寫正確答案。1.光電檢測(cè)技術(shù)是利用______將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)。2.光探測(cè)器的響應(yīng)度定義為探測(cè)器輸出的______與入射光功率之比。3.在光電檢測(cè)系統(tǒng)中，常用的信號(hào)處理方法有______、______等。4.光電倍增管的工作原理是基于______效應(yīng)。5.為了提高光電檢測(cè)系統(tǒng)的分辨率，可采用______技術(shù)。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）答題要求：簡(jiǎn)要回答問題，內(nèi)容要準(zhǔn)確、清晰。1.簡(jiǎn)述光電檢測(cè)技術(shù)的基本原理。2.說明光電器件的主要性能參數(shù)及其意義。3.闡述光電檢測(cè)系統(tǒng)中噪聲的來源及減小噪聲的方法。四、分析題（共15分）答題要求：結(jié)合所給材料進(jìn)行分析，觀點(diǎn)明確，邏輯清晰。材料：在某光電檢測(cè)系統(tǒng)中，采用了光電二極管作為探測(cè)器。已知該光電二極管的響應(yīng)度為0.5A/W，暗電流為10nA，當(dāng)入射光功率為10μW時(shí)，測(cè)得輸出電流為5.01mA。1.計(jì)算該光電二極管在這種情況下的實(shí)際響應(yīng)度。（5分）2.分析該光電二極管的性能是否良好。（10分）五、設(shè)計(jì)題（共20分）答題要求：根據(jù)題目要求設(shè)計(jì)一個(gè)合理的光電檢測(cè)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)一個(gè)用于測(cè)量激光功率的光電檢測(cè)系統(tǒng)，要求包括探測(cè)器、信號(hào)處理電路和顯示裝置，并簡(jiǎn)述各部分的作用。答案：1.C2.A3.A4.D5.D6.B7.D8.C9.B10.D二、1.光電器件2.電流3.放大、濾波、解調(diào)等（任選兩個(gè)）4.二次電子發(fā)射5.細(xì)分三、1.光電檢測(cè)技術(shù)基本原理是利用光電器件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。光照射到光電器件上，通過光電效應(yīng)等原理產(chǎn)生與光強(qiáng)相關(guān)的電信號(hào)變化，再經(jīng)后續(xù)電路處理和分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的檢測(cè)、測(cè)量、分析等功能。2.主要性能參數(shù)及意義：響應(yīng)度表示探測(cè)器對(duì)光信號(hào)的敏感程度；光譜響應(yīng)特性反映探測(cè)器對(duì)不同波長(zhǎng)光的響應(yīng)能力；暗電流是無光照時(shí)探測(cè)器的輸出電流，影響系統(tǒng)噪聲；線性度指探測(cè)器輸出與輸入光強(qiáng)的線性關(guān)系，對(duì)準(zhǔn)確測(cè)量很重要等。3.噪聲來源：探測(cè)器熱噪聲、散粒噪聲、產(chǎn)生復(fù)合噪聲等內(nèi)部噪聲，以及外界電磁干擾、溫度變化等外部噪聲。減小噪聲方法：降低探測(cè)器溫度、選用低噪聲器件、優(yōu)化電路設(shè)計(jì)、采用屏蔽措施、進(jìn)行信號(hào)處理（如濾波、平均等）。四、1.實(shí)際輸出電流為5.01mA，入射光功率為10μW，實(shí)際響應(yīng)度=5.01mA÷10μW=501A/W。2.理論響應(yīng)度為0.5A/W，實(shí)際響應(yīng)度為501A/W，遠(yuǎn)大于理論值，可能存在問題。暗電流為10nA，在一定程度上會(huì)影響測(cè)量精度。綜合來看，該光電二極管性能不太理想，實(shí)際響應(yīng)度異常可能是探測(cè)器內(nèi)部有故障或測(cè)試環(huán)境等因素影響，需要進(jìn)一步檢查和分析。五、探測(cè)器采用光電二極管，將激光功率轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。