2025年大學(xué)第三學(xué)年（光電信息科學(xué)與工程）光電子技術(shù)測(cè)試題及答案

（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）每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。(總共10題，每題3分，每題選出答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。在試題卷上作答無效)1.光電子技術(shù)中，以下哪種效應(yīng)與光電探測(cè)器的工作原理密切相關(guān)？A.光電效應(yīng)B.電光效應(yīng)C.聲光效應(yīng)D.磁光效應(yīng)2.對(duì)于半導(dǎo)體光電探測(cè)器，其響應(yīng)速度主要取決于：A.材料的禁帶寬度B.載流子的遷移率C.探測(cè)器的尺寸D.入射光的強(qiáng)度3.以下哪種光電器件常用于光纖通信中的光發(fā)射？A.發(fā)光二極管B.光電倍增管C.雪崩光電二極管D.光敏電阻4.在光電子技術(shù)中，調(diào)制光信號(hào)的方法不包括：A.幅度調(diào)制B.頻率調(diào)制C.相位調(diào)制D.溫度調(diào)制5.光電子系統(tǒng)中，為了提高光信號(hào)的傳輸質(zhì)量，常采用的技術(shù)是：A.光放大B.光濾波C.光偏轉(zhuǎn)D.光存儲(chǔ)6.以下關(guān)于激光的特性，錯(cuò)誤的是：A.高方向性B.高單色性C.高功率D.高散射性7.光電子技術(shù)中，用于產(chǎn)生激光的核心器件是：A.激光器B.光調(diào)制器C.光探測(cè)器D.光纖8.對(duì)于光通信系統(tǒng)，其傳輸容量主要受限于：A.光源的功率B.光纖的損耗C.信號(hào)的調(diào)制方式D.信道的帶寬9.在光電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中，常用的光源是：A.白熾燈B.熒光燈C.激光光源D.發(fā)光二極管10.光電子技術(shù)在以下哪個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要是利用其成像功能？A.光通信B.光存儲(chǔ)C.激光加工D.光電成像第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（每題3分，共15分）把答案填在題中的橫線上。11.光電子技術(shù)是研究光與物質(zhì)中的電子相互作用及其能量相互轉(zhuǎn)換的____________________。12.光電效應(yīng)可分為外光電效應(yīng)、____________________和光生伏特效應(yīng)。13.半導(dǎo)體激光器的工作原理基于____________________。14.光通信系統(tǒng)中，常用的光纖類型有單模光纖和____________________。15.光電子技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了____________________等新興產(chǎn)業(yè)的興起。三、簡答題（每題10分，共30分）16.簡述光電探測(cè)器的主要性能指標(biāo)及其含義。17.說明激光產(chǎn)生的條件及激光器主要由哪些部分組成。18.光電子技術(shù)在現(xiàn)代通信領(lǐng)域有哪些重要應(yīng)用？請(qǐng)舉例說明。四、材料分析題（共15分）閱讀以下材料，回答問題。材料：在光電子技術(shù)中，光纖通信是一種重要的通信方式。光纖具有低損耗、高帶寬等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)大容量的信息傳輸。目前，光纖通信已廣泛應(yīng)用于長途通信、互聯(lián)網(wǎng)接入等領(lǐng)域。然而，隨著通信需求的不斷增長，對(duì)光纖通信的傳輸容量和傳輸距離提出了更高的要求。研究人員正在不斷探索新的光纖材料和光通信技術(shù)，以提高光纖通信的性能。19.結(jié)合材料，分析光纖通信的優(yōu)點(diǎn)及其在現(xiàn)代通信中的重要地位。（7分）20.針對(duì)材料中提到的對(duì)光纖通信性能的更高要求，你認(rèn)為可以從哪些方面進(jìn)行研究和改進(jìn)？（8分）五、綜合應(yīng)用題（共20分）21.設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的光電子系統(tǒng)，用于測(cè)量物體的溫度。要求說明系統(tǒng)的組成部分及其工作原理。（10分）22.假設(shè)你負(fù)責(zé)一個(gè)光電子技術(shù)項(xiàng)目，需要選擇合適的光電器件。請(qǐng)說明在選擇光電器件時(shí)需要考慮哪些因素，并舉例說明如何根據(jù)具體需求選擇合適的光電器件。（10分）答案：1.A2.B3.A4.D5.B6.D7.A8.D9.C10.D11.技術(shù)學(xué)科12.內(nèi)光電效應(yīng)13.受激輻射14.多模光纖15.光通信、光存儲(chǔ)、光電顯示16.主要性能指標(biāo)及含義：響應(yīng)度，指探測(cè)器輸出信號(hào)與輸入光功率之比，反映探測(cè)器對(duì)光信號(hào)的探測(cè)能力；響應(yīng)時(shí)間，決定探測(cè)器對(duì)快速變化光信號(hào)的響應(yīng)速度；量子效率，表征探測(cè)器將光子轉(zhuǎn)換為電子的效率；暗電流，無光照射時(shí)探測(cè)器的輸出電流，影響探測(cè)器的噪聲性能。17.激光產(chǎn)生條件：工作物質(zhì)、泵浦源、光學(xué)諧振腔。激光器組成部分：工作物質(zhì)，提供實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的物質(zhì)基礎(chǔ)；泵浦源，為工作物質(zhì)提供能量，實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)；光學(xué)諧振腔，使受激輻射光在腔內(nèi)多次往返放大，提高激光的方向性和單色性。18.光電子技術(shù)在現(xiàn)代通信領(lǐng)域的重要應(yīng)用：光纖通信，利用光纖低損耗、高帶寬特性實(shí)現(xiàn)大容量信息傳輸，如長途通信、互聯(lián)網(wǎng)接入；光通信網(wǎng)絡(luò)中的光交換技術(shù)，能快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的交換，提高通信網(wǎng)絡(luò)的靈活性和效率；光接入網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光纖到用戶，提供高速寬帶接入服務(wù)。19.光纖通信優(yōu)點(diǎn)：低損耗，減少信號(hào)傳輸過程中的能量損失，可實(shí)現(xiàn)長距離傳輸；高帶寬，能承載大量信息，滿足通信容量不斷增長的需求。重要地位：廣泛應(yīng)用于長途通信、互聯(lián)網(wǎng)接入等領(lǐng)域，是現(xiàn)代通信的骨干技術(shù)，支撐著全球信息的快速傳輸和交換。20.研究和改進(jìn)方面：探索新的光纖材料，提高光纖的光學(xué)性能，如降低損耗、增加帶寬；研發(fā)新型光通信技術(shù)，如更高效率的調(diào)制解調(diào)技術(shù)，提高信號(hào)傳輸速率和質(zhì)量；改進(jìn)光電器件，提高其性能和可靠性，如開發(fā)更高速、更靈敏的光探測(cè)器和激光器。21.光電子系統(tǒng)組成：紅外熱成像儀作為探測(cè)器，用于接收物體發(fā)出的紅外光；信號(hào)處理電路，對(duì)探測(cè)器輸出的電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波等處理；顯示器，將處理后的溫度信息顯示出來。工作原理：物體溫度不同，發(fā)出的紅外光強(qiáng)度和波長不同，紅外熱成像儀將紅外光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)信號(hào)處理電路分析處理，得出物體溫度，最后在顯示器上顯示。22.選擇光電器件考慮因素：響應(yīng)特性，如響應(yīng)度、響應(yīng)時(shí)間等，要與系統(tǒng)對(duì)光信號(hào)的探測(cè)和處理速度要求匹配；光譜特性，器