光電子學考試試題及答案

一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種光源屬于自發(fā)輻射光源？A.激光二極管B.發(fā)光二極管C.半導體激光器D.氣體激光器2.下列光探測器中，基于內(nèi)光電效應(yīng)的是？A.光電管B.光電倍增管C.光敏電阻D.真空光電二極管3.光纖通信中常用的低損耗窗口是？A.0.85μm、1.31μm、1.55μmB.0.65μm、1.31μm、1.55μmC.0.85μm、1.21μm、1.55μmD.0.85μm、1.31μm、1.65μm4.激光的特性不包括以下哪項？A.高亮度B.高相干性C.高單色性D.高發(fā)散性5.以下哪種材料常用于制作半導體激光器？A.硅B.鍺C.砷化鎵D.金剛石6.光調(diào)制按其調(diào)制的性質(zhì)可分為？A.強度調(diào)制、相位調(diào)制、頻率調(diào)制、偏振調(diào)制B.直接調(diào)制、間接調(diào)制C.模擬調(diào)制、數(shù)字調(diào)制D.電光調(diào)制、聲光調(diào)制7.光放大器的作用是？A.放大光信號的功率B.提高光信號的頻率C.改變光信號的相位D.改變光信號的偏振態(tài)8.下列哪種器件可用于光的頻率變換？A.光耦合器B.光隔離器C.光倍頻器D.光衰減器9.光纖的數(shù)值孔徑與以下哪個因素有關(guān)？A.纖芯的折射率B.包層的折射率C.纖芯和包層的折射率差D.光纖的長度10.以下哪種現(xiàn)象是光的受激輻射產(chǎn)生的？A.熒光B.激光C.磷光D.熱輻射二、多項選擇題（每題2分，共20分）1.光電子學中常見的光學材料有？A.玻璃B.晶體C.半導體D.塑料2.激光產(chǎn)生的條件包括？A.有合適的工作物質(zhì)B.有外界激勵源C.有光學諧振腔D.工作物質(zhì)處于熱平衡狀態(tài)3.光探測器的主要性能指標有？A.響應(yīng)度B.量子效率C.暗電流D.響應(yīng)時間4.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5.光調(diào)制的方法有？A.電光調(diào)制B.聲光調(diào)制C.磁光調(diào)制D.熱光調(diào)制6.光放大器的類型有？A.摻鉺光纖放大器B.半導體光放大器C.拉曼光放大器D.布里淵光放大器7.光無源器件包括？A.光耦合器B.光隔離器C.光衰減器D.光開關(guān)8.以下關(guān)于光通信的優(yōu)點，正確的有？A.通信容量大B.傳輸損耗小C.抗干擾能力強D.保密性好9.光的偏振態(tài)有？A.線偏振B.圓偏振C.橢圓偏振D.無偏振10.半導體激光器的特性參數(shù)有？A.閾值電流B.輸出功率C.波長D.光束質(zhì)量三、判斷題（每題2分，共20分）1.自發(fā)輻射產(chǎn)生的光具有很好的相干性。（）2.光纖的損耗與光的波長無關(guān)。（）3.激光是一種受激輻射光放大的光。（）4.光探測器的響應(yīng)度越高，性能越好。（）5.光調(diào)制只能對光的強度進行調(diào)制。（）6.光放大器可以無限制地放大光信號。（）7.光無源器件不需要外加能源就能正常工作。（）8.光纖通信中，光信號在光纖中傳輸時不會有任何損耗。（）9.光的頻率變換可以通過非線性光學效應(yīng)實現(xiàn)。（）10.半導體激光器的閾值電流越小越好。（）四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述激光產(chǎn)生的原理。2.光纖通信有哪些優(yōu)點？3.光探測器的作用是什么？4.光調(diào)制的目的是什么？五、討論題（每題5分，共20分）1.討論光電子學在現(xiàn)代通信領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展趨勢。2.分析半導體激光器和發(fā)光二極管的異同點。3.探討光纖損耗對光纖通信系統(tǒng)的影響及降低損耗的方法。4.談?wù)劰夥糯笃髟诠馔ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)中的重要性及應(yīng)用場景。答案一、單項選擇題1.B2.C3.A4.D5.C6.A7.A8.C9.C10.B二、多項選擇題1.ABCD2.ABC3.ABCD4.ABCD5.ABCD6.ABCD7.ABCD8.ABCD9.ABC10.ABCD三、判斷題1.×2.×3.√4.√5.×6.×7.√8.×9.√10.√四、簡答題1.激光產(chǎn)生基于受激輻射。工作物質(zhì)在外界激勵下實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，處于高能級的粒子在特定頻率光子激勵下，發(fā)射與激勵光子同頻率、同相位、同方向的光子，在光學諧振腔中不斷振蕩放大形成激光。2.優(yōu)點有通信容量大，可傳輸大量信息；傳輸損耗小，能長距離傳輸；抗干擾能力強，不受電磁干擾；保密性好，不易被竊聽。3.光探測器能把光信號轉(zhuǎn)換為電信號?？捎糜跈z測光的強度、頻率、相位等參數(shù)，在光通信、光測量等領(lǐng)域?qū)⒐庑畔⑥D(zhuǎn)化為便于處理的電信息。4.光調(diào)制目的是將信息加載到光載波上，便于光信號攜帶信息進行傳輸，能實現(xiàn)多路復用提高通信容量，還可根據(jù)需求改變光信號特性以適應(yīng)不同應(yīng)用。五、討論題1.應(yīng)用：用于光纖通信、光無線通信等。發(fā)展趨勢是高速率、大容量、智能化，如向400G及以上速率發(fā)展，集成光電子技術(shù)使設(shè)備更小型化、多功能化。2.相同：都基于半導體材料，能發(fā)光。不同：半導體激光器基于受激輻射，發(fā)光方向性、單色性和相干性好，功率高；發(fā)光二極管基于自發(fā)輻射，發(fā)光特性差，但結(jié)構(gòu)簡單、成本低、壽命長。3.影響：損耗使光信號強度減弱，限制傳輸距離和質(zhì)量。方法