2007-2008通信光电子学考试复习题

一、选择题1．非均匀加宽工作介质中反转粒子数与频率的关系出现烧孔效应的根本原因是[ ] A．均匀加宽；B．增益饱和效应；C．小信号增益；D．非均匀加宽；2．在单位受光面积上所接受的辐射通量，称为[ ]A．辐射出射度Me ；B．辐射强度Ie ；C．辐射亮度Le ；D．辐射照度Ee ；3．下面那种跃迁产生的光具有较好的相干性[ ]A．受激辐射；B．自发辐射；C．受激吸收；D．碰撞；4．光辐射在半导体的PN结上，产生了光生电动势和光生电流，光生电流的方向是[ ] A．由N到P ；B．由P到N ；5．如右图所示，某一长度为2L的光学谐振腔允许的纵模有5个（虚线代表增益等于损耗时的g(υ)值），其振荡频率分别为υq-2、υq-1、υq、υq+1、υq+2，如果其它条件不变，但谐振腔的长度缩短为L，则谐振腔允许的振荡纵模为[ ]A．υq-2、υq-1、υq、υq+1；B．υq-1、υq、υq+1；C．υq-1、υq、υq+1、υq+2 ；D．υq-2、υq-1、υq、υq+1、υq+26．小信号增益意味着增益系数G与光强I的关系是[ ]A．G随着I的增加而增加；B．G随着I的增加而减少；C．G与I的变化无关；D．G随着I的增加趋于饱和状态；7．在激活介质中实现能级间粒子数反转的必须具备[ ]A．亚稳态能级；B．激励能源；C．足够高的抽运速率；D．亚稳态能级和激励能源；8．与热探测方法相比，光电探测方法具有那些特点？[ ]A．无选择性，响应时间长；B．无选择性，响应时间短；C．选择性好，响应时间短；D．选择性好，响应时间长；9．红外探测器工作时，通常置于液氦（4k）、液氖（38k）等低温环境下，其目的是克服[ ] A．倍增噪声；B．1/υ噪声；C．产生—复合噪声；D．热噪声；10．下列哪一种器件的单色性最差[ ]A．He-Ne激光器；B．红宝石激光器；C．半导体激光器；D．发光二极管；11．n x、n y、n z分别表示电磁波在晶体中沿x、y、z方向振动的电矢量的折射率，问：双轴晶体属于下面那种情况？[ ]A．n x=n y=n z；B．n x=n y≠n z；C．n z =n y≠n x；D．n x≠n y≠n z；12．下面哪种描述是正确的？[ ]A.通过改变电光晶体的长度与厚度，可使纵向电光调制半波电压降低；B.通过改变电光晶体的长度与厚度，可使横向电光调制半波电压降低；C.横向电光调制的相位延迟与晶体的长度厚度之比无关；D.纵向电光调制的相位延迟与晶体的长度厚度之比有关。

13．在单位受光面积上所接受的辐射通量，称为 [ ]A ．辐射出射度Me ；B ．辐射强度Ie ；C ．辐射亮度Le ；D ．辐射照度Ee ；14．某激光器发出的激光的频率宽度为1MHz ，则其相干时间和相干长度分别是 [ ]A ．106s ，300m ；B ．10-6s ，3000m ；C ．10-6s ，300m ；D ．10-8s ，3m ；15．右图是光学谐振腔稳定条件示意图，属于平行平面光学谐振稳定腔（R 1=R 2=∞）的点是 [ ]A ．D ；B ．E ，O ；C ．C ，A ；D ．D ，E ；16．下列哪一种激光器可采用调Q 技术和锁模技术 [ ]A ．CO 2激光器 ；B ．掺钕钇铝石榴石激光器 ；C ．双异质结半导体激光器 ；D ．He-Ne 激光器 ；17．下列哪一种激光器可形成中心波长为0.6328μm 的激光发射 [ ]A ．He-Ne 激光器 ；B ．掺钕钇铝石榴石激光器 ；C ．红宝石激光器 ；D ．CO 2激光器 ；18．如图是横模激光光斑，其模式符号按abcd 的排序分别 是 [ ]A ．TEM 11 、TEM 00、TEM 03、TEM 13 ；B ．TEM 13、TEM 11、TEM 00、TEM 03 ；C ．TEM 00、TEM 03、TEM 13、TEM 11 ；D ．TEM 03、TEM 13、TEM 00、TEM 11 ；19．下列哪一种器件不是利用内光电效应制成的器件 [ ]A ．硫化铅探测器 ；B ．硒光电池 ；C ．肖特基光电二极管 ；D ．光电倍增管20．在普通PN 结型光电二极管中的P 区与N 区之间加一层本征层，便构成了PIN 光电二极管，问：加本征层的目的是 [ ]A ．扩展P 区 ；B ．扩展N 区 ；C ．扩展耗尽层 ；D ．缩短耗尽层 ；21．小信号增益意味着增益系数G 与光强I 的关系是 [ ]A ．G 随着I 的增加而增加 ；B ．G 随着I 的增加而减少 ；C ．G 与I 的变化无关 ；D ．G 随着I 的增加趋于饱和状态 ；22．与热探测方法相比，光电探测方法在光辐射的探测方面具有那些特点？ [ ]A ．无选择性，响应时间长 ；B ．无选择性，响应时间短 ；C ．选择性好，响应时间短 ；D ．选择性好，响应时间长 。

23 对于不满足泡里不相容原理的光子，具有能量E 的几率为 [ ]A ．kT E E F e /)(11-+ ； B ．kT E i i e g /-；C ．11/)(--kT E E B e ；D ．2222/3)2(4υυππkT m e kT m-；24．要使光波入射到平板波导后成为导模，传播常数β必须满足 [ ]A ．k 0n 1<β<k 0n 2 ；B ．k 0n 2 <β< k 0n 1；C ．β< k 0n 1 ；D ．β> k 0n 225． 下面那种跃迁产生的光具有较好的相干性 [ ]A ．受激辐射 ；B ．自发辐射 ；C ．受激吸收 ；D ．碰撞 ；26．光线从光密介质向光疏介质入射时，如果入射角从θc （全反射临界角）变到π/2，则反射光相对于入射光产生的全反射相移是 [ ]A ．0到π/2 ；B ．π到0 ；C ．π/2到π ；D ．0到π ；27．下列哪一种器件不是利用内光电效应制成的器件 [ ]A ．硫化铅探测器 ；B ．硒光电池 ；C ．肖特基光电二极管 ；D ．光电倍增管 ；28．半波电压是表征电光晶体调制特性的重要参数，半波的含义是：垂直于光波传播方向的平面上两个互相垂直的电场矢量分量的相位差为 [ ]A ．π ；B ．π/2 ；C ．2π ；D ．0 。

29．下面那种加宽属于非均匀加宽 [ ]A ．自然加宽 ；B ．多普勒加宽 ；C ．碰撞加宽 ；30．对于半导体而言，可分为直接跃迁与间接跃迁两大类型的光吸收过程称为[ ]A ．激子吸收 ；B ．本征吸收 ；C ．杂质吸收 ；D ．自由载流子吸收 ；31．下列哪一种器件是利用光生伏特效应制成的无偏压光电转换器件 [ ]A ．PC 探测器 ；B ．PV 探测器 ；C ．PIN 光电二极管 ；D ．光电倍增管二、 论述题1．图示为由两平行平面镜组成的谐振腔（腔长为L 、两反射镜的反射率分别为r 1、r 2），设初始光强为I 0，内部损耗系数为αi ，试推导出形成激光所必须满足的阈值条件。

2． 固体激光器中为什么要采用调Q 技术？简述调Q 激光器的基本原理。

3．简述光伏效应的产生过程。

4.光电倍增管是光电子发射型光检测器，适用于微弱光信号的检测，简述其工作原理。

5． 如右图所示，非均匀加宽工作介质中反转粒子数与频 率的关系出现了一个以υA 为中心的洞（即烧孔效应），分析其形成机理。

6． 给出线型函数的定义、表达式、归一化特点，并结合其图给出谱线宽度的定义。

7．给出受激辐射的定义、受激发射几率W 21的表达式及物理意义。

8．说明均匀加宽谱线单模激光器的输出功率与腔内光强的关系、最佳透过率的物理意义。

9．简述纵向电光调制与横向电光调制的主要差别。

10．根据半导体激光器的材料与结构特点，说明半导体激光器产生的原理。

三、计算题1． 谐振腔的一个反射镜的曲率半径与腔长的关系为L R 32-=，讨论R 1的取值情况并图示给出构成稳定腔的区域。

2．在增益介质中，一束光从x=0处发出，光强为I 0。

经过5cm 后，光强增加一倍。

当光强达到8 I 0时，光所传播的距离是多少？3．在常温下，GaAs 的禁带宽度是1.35eV ，采用He-Ne 激光（λ=0.6328μm ）照射，入射光强度是2mW ，若GaAs 半导体的反射率是0.3，而且认为透射光子全部被吸收。

求GaAs 半导体的阈值波长λt 及光生电流I p 。

4．光电倍增管的阳极灵敏度为100A ．lm -1，标明阳极额定电流是200μA 。

这两个数据有没有矛盾？如果光阴极面积是2cm 2，入射到阴极上的极限光照度是多少？5． 已知某能级的自然宽度为30MHz ，求粒子在该能级的自然寿命。

当压强增加使原子间的碰撞时间缩短到 10-9 s 时，粒子在该能级上的寿命是多少？非均匀加宽工作物质中反转粒子数与频率的关系图6．谐振腔里两个反射镜的曲率半径份别为40cm,80cm,求实现稳定腔工作时，腔长的取值范围。

7．某一中心波长为1.5μm的光波，其频率宽度为3×105MHz，相应的波长宽度是多少？。

8．设多模阶跃光纤的纤芯半径a=25μm，折射率n1=1.46和包层折射率n2=1.45，工作波长为0.85μm，求弱导波条件下的归一化频率和可传播的模式数量。

9．光电倍增管的阳极灵敏度为100A．lm-1，标明阳极额定电流是200μA。

这两个数据有没有矛盾？如果光阴极面积是2cm2，入射到阴极上的极限光照度是多少？10．对三种中心波长分别为0.5μm、1μm、10μm的光波，谱线宽度都是1nm，相应的频率宽度是多少？。

11．一光电阴极在波长为520nm的光照射下，光电子的最大动能为0.67eV，求出光电阴极的逸出功。