光电信息技术期末考试
光电检测技术与应用期末考试复习资料
26、 外差检测：a、外差检测增益高，b、微弱光线下，外差检测表现出十分高的转换 增益，c、光外差检测方式具有天然检测微弱信号的能力。 27、 外差检测输出电流包含有信号光的振幅、 频率和相位的全部信息， 这是直接检测所 做不到的。 28、 信噪比用来衡量其质量的好坏，其灵敏度的高低与此密切相关。 29、 直接检测方法不能改善输入信噪比。 30、 对应检测电路的不同工作状态，频率特性可有不同的简化形式。 31、 在保证所需检测灵敏度的前提下获得最好的线性不失真和频率不失真是光电检测 电路设计的两个基本要求。 32、 检测电路频率特性的设计包括：a、确定信号的频谱分布，b、确定多级光电检测 电路的允许通频带宽和上限截止频率，c、确定单级检测电路的阻容参数。 33、 光敏电阻与其他半导体光电器件相比，有以下特点：a、光谱响应范围宽，b、工 作电流大，可达数毫安，c、所测的光电强度范围宽，即可测弱光也能侧强光。d、灵敏 度高，e、无选择极性之分，使用方便。 34、 硅光电二极管与硅光电池相比，前者掺杂浓度低。 35、 光生伏特效应是指光照射在半导体 PN 结或金属和半导体的接触面上时，会在 PN 结或金属半导体接触面上产生光生电动势的现象，属于内光电效应。 36、 光电检测电路设计的原则： 保证光电器件和后续电路的最佳工作状态， 基本要求： a、灵敏的光电转换能力，b、快速的动态响应能力，c、最佳的信号检测能力，d、长期 工作的稳定性和可靠性。 37、 条形码识别：a、要求建立一个光学系统，b、要求一个接受系统能够采集到光点 运动时打在条形码条符上反射回来的反射光，c、要求一个电子电路将接受到的光信号 不失真的转换成电脉冲。 38、 L=（1） （2） （ 3） （4）第一个括号是目标辐射特性及大气透过率对作用距离的影响， 第二和第三个括号是表示光学系统及检测器特性对作用距离的影响，第四个括号是信息 处理系统对作用距离的影响。 39、 φ=Ad/f²，增大视场角φ时，可增ห้องสมุดไป่ตู้检测器面积或减小光学系统的焦距，这两个方 面对检测系统的影响都是不利的：a、增加检测器的面积意味着增大系统的噪声，b、减 小焦距使系统的相对孔径加大，这也是不允许的，另一方面视场角增大后引入系统的背 景辐射也增加，使系统灵敏度下降。 40、 硅光电池的负载特性：a、光电流在弱光下与光照度呈线性关系，b、光照增加到 一定条件时光电流趋于饱和，c、负载大的时候更易出现 饱和，要获得较大的线性度负载不能太大。
光电检测技术期末考试题库试卷四参考答案
光电检测技术期末考试题库试卷四参考答案一单项选择题（每小题2分,共40分）1．PN结光生伏特效应( A ).A. 空穴集中的P区结表面； B . 空穴集中的N区；C. 空穴集中的P区外表面；D. 空穴集中的N区外表面.2．基尔霍夫定律为（ D ）。
A. σT 4B. σT2C. Tλm＝BD. α(λ,T)= ε(λ,T)3．辐射量是光度度量的（ D ）倍．A.683B. V（λ）C.683V（λ） D . 1/683 V（λ）4. 太阳光经过大气，其中100nm～200nm的光被（ A ）吸收.A．氧分子B．臭氧C．二氧化碳D．氮原子5．下列光源中，最佳的彩色摄影用光源是（ A ）．A．白炽灯B．钠灯C．高压汞灯D．汞氙灯6. 氙灯是一种( A ).A.气体光源B. 热光源C. 冷光源D. 激光光源7. 充气白炽灯主要充入（ B ）.A. 氢气B. 氯化碘C. 氖气D. 氪气8．某一干涉测振仪的最高频率为20 MHz，选用探测器的时间常数应小于多少？( A ).A. 8×10-9sB. 6×10-8sC. 3×10-7sD. 4×10-5s 9．光电池电流滞后于光照，属于光电池的( A )特性：A. 频率;B. 伏安;C. 光谱;D. 温度．10．发光二极管的工作条件是( B ).A．加热 B. 加正向偏置 C. 加反向偏置D. 加光照11．EBCCD表示的是（ C ）CCD．A. 增强型;B. 时间延迟型;C. 电子轰击模式;D. 红外．12. Ag－O－Cs 材料，主要用于( A )变像管光阴极．A. 红外B. 紫外C. 可见D. X射线13. 辐通量相同时，光通量较大的光的波长是（ A ）nm．A.555B.590C.620D.78014. ZnS的发光是( D ) :A. 自发辐射B.受激辐射C. 热辐射D.电致发光15．半导体中受主能级的位置位于（ A ）.A. 禁带低B. 禁带顶C. 导带顶D. 价带低16．下面哪个不属于摄像管的功能( D ).A. 光电变换B. 电荷积累C. 扫描输出D. 信号变换17．波长为40μm的波属于（ B ）．A. 中红外线B. 太赫兹波C. 可见光D. 无线电波18．结型光电器件与三极管连接，保证放大，要接在( A ).A.基射极间正偏B. 基集极间正偏C. 基射极间反偏D. 基集极间正偏19．属于激光光放大的器件是（ A ）.A. LDB. LEDC. CCDD. PMT20．目前最好反隐身战术主要通过( B )来实现.A．红外技术B．微波技术C．THz技术D．微光技术二、多项选择题（每题2分，共10分）1．结型红外探测器件种类有（ABCDE ）。
光电检测期末考试试卷
光电检测期末考试试卷一、选择题（每题2分，共20分）1. 光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，而与入射光的频率有关。
（对/错）2. 光电管的灵敏度与阴极材料的逸出功有关。
（对/错）3. 光敏电阻在光照下电阻值会发生变化，这种变化是可逆的。
（对/错）4. 光电倍增管的增益与阳极电压无关。
（对/错）5. 光纤通信中，单模光纤比多模光纤具有更高的带宽。
（对/错）6. 激光的相干性比普通光源的相干性要好。
（对/错）7. 光电二极管的响应速度比光电三极管快。
（对/错）8. 光电池的输出电压与光照强度成正比。
（对/错）9. 光通信中，波分复用技术可以提高通信容量。
（对/错）10. 光纤的损耗主要来源于材料吸收和散射。
（对/错）二、填空题（每空1分，共20分）1. 光电效应的条件是入射光的频率必须大于或等于材料的_________。
2. 光电倍增管的工作原理基于_________效应。
3. 光纤通信中，_________光纤可以实现信号的放大。
4. 激光器的工作原理基于_________放大。
5. 光电池的工作原理基于_________效应。
6. 光纤的折射率分布为_________型时，只能传输单一模式的光信号。
7. 光敏电阻的电阻值随光照强度的增加而_________。
8. 光电倍增管的增益与_________电压有关。
9. 光纤通信中，_________复用技术可以提高通信容量。
10. 光电二极管的响应波长范围取决于材料的_________。
三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述光电效应的基本原理及其应用。
2. 描述光纤通信的基本原理，并说明其主要优点。
3. 解释激光的相干性，并讨论其在实际应用中的意义。
四、计算题（每题15分，共30分）1. 给定某光电二极管的光电流与光照强度的关系为I = kP，其中I为光电流，P为光照强度，k为比例常数。
若在光照强度为P1时，光电流为I1；在光照强度为P2时，光电流为I2。
光电显示期末考试卷
光电显示期末考试卷答案：一、简答题1. 目前最常见的光电显示器件是什么？答：液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)是目前最常见的光电显示器件。
2. LCD显示器和OLED显示器的工作原理有何不同？答：LCD显示器通过液晶调节光的透过程度来显示图像，而OLED 显示器则是利用有机发光二极管的发光原理来显示图像，并不需要背光源。
3. TFT技术与LCD显示器有何关系？答：TFT(薄膜晶体管)技术是LCD显示器中的一个关键技术，可以精确控制每个像素点的亮度和颜色。
4. LCD显示器和LED显示器有什么区别？答：LCD显示器是通过液晶来控制光的透过程度，而LED显示器则是利用发光二极管作为背光源，可以实现更高的对比度和更鲜艳的色彩。
5. 光电显示器在手机、电视和电脑上的应用有何不同？答：手机上常用OLED显示器，电视和电脑上常用LCD显示器，主要是因为手机对于色彩表现和显示效果要求更高，而电视和电脑对成本和持续亮度要求更高。
二、计算题1. 如果一个液晶显示屏的分辨率是1920x1080，屏幕尺寸是21.5英寸，求该显示屏的像素密度？答：像素密度= √(1920^2 + 1080^2) / 21.5 ≈ 102 PPI2. 一个OLED显示器的对比度为1000000:1，如果黑色的亮度为0.01cd/m^2，求白色的亮度是多少？答：白色亮度= 0.01 * 1000000 ≈ 10000 cd/m^23. 假设一块LCD显示器的背光功率为10W，平均功率效率为80%，求显示器的光电效率？答：光电效率 = 10 * 0.8 / 10 = 0.84. 一个LED背光源的效率为80 lm/W，如果一个32英寸电视的亮度要求为300 nits，求电视的功耗？答：功耗= 300 / 80 * 32 * 0.0002916 ≈ 1.74W5. 假设一个有机发光二极管的发光效率为50 lm/W，如果一个OLED电视的对比度为10,000:1，求该电视的黑色亮度是多少？答：黑色亮度= 50 * 10,000 ≈ 500,000 cd/m^2三、综合题1. 请简要说明LCD和OLED显示器的优缺点并比较。
光电检测期末考试试题
光电检测期末考试试题### 光电检测期末考试试题#### 一、选择题（每题5分，共40分）1. 光电检测技术中，光电效应是指（）。
A. 光能转化为热能B. 光能转化为电能C. 电能转化为光能D. 热能转化为光能2. 下列哪种材料不适合用作光电探测器的材料？（）A. 硅B. 锗C. 铜D. 硒3. 光电倍增管（PMT）的主要作用是（）。
A. 放大电流B. 放大电压C. 放大光信号D. 放大声音信号4. 在光电检测中，光敏电阻的电阻值随光照强度的增加而（）。
A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 先增加后减少5. 光电二极管的工作原理基于（）。
A. 光电效应B. 热电效应C. 光电导效应D. 光伏效应6. 光电检测技术在以下哪个领域应用最广泛？（）A. 通信B. 医疗C. 军事D. 所有以上7. 光电检测系统的灵敏度主要取决于（）。
A. 光源的亮度B. 探测器的响应速度C. 信号处理电路的增益D. 所有以上8. 在光电检测系统中，滤光片的主要作用是（）。
A. 改变光的强度B. 改变光的波长C. 改变光的方向D. 改变光的相位#### 二、简答题（每题10分，共40分）1. 简述光电效应的基本原理，并说明其在光电检测中的应用。
2. 描述光电倍增管（PMT）的工作原理，并解释其在提高光电检测灵敏度方面的优势。
3. 说明光敏电阻在不同光照条件下的电阻变化规律，并讨论其在光电检测中的作用。
4. 阐述光电二极管和光电晶体管的主要区别，并讨论它们在光电检测系统中的不同应用场景。
#### 三、计算题（每题10分，共20分）1. 假设一个光电二极管在无光照时的暗电流为10nA，光照强度增加后，其电流增加到1μA。
如果该二极管的光电流与光照强度成正比，求光照强度增加了多少倍？2. 在一个光电检测系统中，使用了一个增益为10^6的光电倍增管。
如果入射光信号产生的光电子数为100，计算经过光电倍增管放大后的信号电流（假设每个光电子产生一个电子-空穴对）。
光电信息技术期末考试
授课教师命题教师或命题负责人签字院系负责人签字年月日中国海洋大学命题专用纸（附页A）2007-2008学年第 2 学期试题名称：光电技术（B卷）共4 页第2 页图2中 国 海 洋 大 学 命 题 专 用 纸（附页C ）bca入射光一、单选题（12分，每题2分）1、B2、A3、B4、C5、D6、D二、多选题（10分，每题2分）1、CD2、ABC3、ABC4、ABC5、CD三、填空题(20分)1、（2分）0.1 ；2006、（3分）直接调制；模拟调制；数字调制4、（4分）电荷产生；电荷存储；电荷转移；电荷检测5、（2分）1.2202、（2分）17.1 lm/w7、（2分）正；负8、（3分）声波频率较高；声光作用长度L较大；光束与声波波面间以一定的角度斜入射9、（2分）0三、名词解释（6分）1、（3分）噪声等效功率：投射到探测器敏感元件上的辐射功率所产生的输出电压（或电流）正好等于探测器本身的噪声电压（或电流），则这个辐射功率就叫“噪声等效功率”。
或答：信号功率与噪声功率之比为1时，入射到探测器上的辐射通量（功率），称为噪声等效功率。
2、（3分）光伏效应：当光辐射到半导体上时，产生光生载流子，电势垒的内建电场将把电子与空穴分开，从而在势垒两侧形成电荷堆积，产生光生伏特效应，简称光伏效应。
四、简答题（18分）1、（7分）像管的主要功能是把不可见辐射（红外或紫外）图像或微弱光图像通过光电阴极和电子光学系统转换成可见光图像。
（2分）像管结构：光电变换部分（光电阴极）、电子光学部分（电子透镜）、电光变换部分（荧光屏）。
（3分）象管和摄象管的主要区别是，象管内部没有扫描机构，不能输出电视信号，对它的使用就跟使用望远镜去观察远处景物一样，观察者必须通过它来直接面对着景物。
（2分）2、（5分）（1）高的转换增益。
（2）良好的滤波性能。
（3）良好的空间和偏振鉴别能力。
（4）小的信噪比损失；有利于微弱光信号的探测。
（5）探测灵敏度高（或具有极限灵敏度）。
XXX大学第二学期光电信息科学与工程专业《电子技术》期末考试题试卷(卷B)
XXX 大学第二学期 光电信息科学与工程专业《电子技术》期末考试题试卷 （卷B ） 题号 一 二 三 四 五 六 总 分 得分 一、填空题。
1．常用的基本逻辑门为＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
2．与逻辑的表达式为＿＿＿＿，其逻辑功能为全＿＿出＿＿，有＿＿＿出＿＿＿。
或逻辑的表达式为＿＿＿＿＿＿，其逻辑功能为全＿＿出＿＿，有＿＿出＿＿。
异或逻辑的表达式为＿＿＿＿，其逻辑功能为同出＿＿＿，异出＿＿＿。
3．COMS 集成门电路的主要特点有＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿ 和＿＿＿。
4．TTL 集成逻辑门指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿逻辑门电路，它的输入端和输出端是由＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿组成。
5．CMOS 电路指由＿＿＿＿＿管和＿＿＿＿＿＿＿＿管组成的互补电路。
6．在数字电路中广泛应用的是＿＿＿＿进制，它有＿＿＿＿个基本数码，按逢＿＿＿＿进一的原则计数。
…○…………○………装…………○…………订…………○…………线…………○…………院系：专业班级：学号：姓名：座位号：7．逻辑代数与普通代数的区别：（1）、逻辑变量是二值变量，它们的取值范围只有＿＿＿＿和＿＿＿两个值。
（2）、逻辑变量的此二值代表的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
8．［33］10=［］2=［］8421BCD。
9．逻辑函数的化简方法有两种：＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿。
10．逻辑函数的表示方法有四种：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，从本质上讲它们是相通的，可以相互转换。
11．卡诺图表示法与真值表表示法的重要区别是：卡诺图中输入变量的标号顺序必须体现＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿原则。
12．组合逻辑电路的特点是任何时刻的输出状态直接由＿＿所决定，而与＿＿＿＿＿＿＿无关，电路＿＿＿＿＿＿＿（有无）记忆能力。
13．编码过程中，若用n位二进制数则有＿＿＿＿＿个状态，可表示＿＿＿＿＿＿个特定的含义。
光电技术期末考试
光电技术期末考试
班级：姓名：学号：
一、名词解释
1.光电探测器是指在（）下，将其（）变为（）的一类器件。
2.噪声等效定律是当探测器（）等于探测器本身的（）时，即（）
时，入射到探测器上的（）。
3.光信号调制是指改变（）的过程。
4.直接探测是指将信号光（）到光电探测器的（）上，光电探测器只响应
（）。
相干探测是指将信号光和参考光（）到光电探测器的（）上，形成光的（），光电探测器响应两光束的（），其输出信号不仅与（）有关，还与（）和（）等其他波动参数有关。
5.锁定放大器，也叫做（），是一种基于（）的（）检测电路。
二、简答题
1.光伏探测器和光电导探测器，二者光谱响应范围有何区别？为什么？
2.简述金属和半导体材料的电阻—温度系数的区别，并说明其原因。
3.简述变像管原理
4.简述CCD基本工作原理
三、分析题
1.分析光电倍增管的组成及工作原理
2.分析电荷包的转移过程
3.分析金属和半导体材料构成的热电偶的区别
四、计算题
如图所示电路，耦合电容足够大，在交流回路中其容抗可以忽略不计。
光敏电阻R p的光电导灵敏度S g=2*10-5 S/lx，响应时间为T=10-4 s,R1=4KΩ，R2=2KΩ，U b=50V，按电阻R d=10MΩ，若光敏电阻所受光照度为e=（16+2sinwt）lx。
（1）画出微变等效电路图；
（2）求通过R2交流电流的有效值；
（3）求输出交流电压U0的有效值；
（4）求上限截止频率f HC。
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2007-2008学年第 2 学期试题名称：光电技术（B卷）共4 页第2 页
图2
中 国 海 洋 大 学 命 题 专 用 纸（附页C ）
b
c
a
入射光
一、单选题（12分，每题2分）
1、B
2、A
3、B
4、C
5、D
6、D
二、多选题（10分，每题2分）
1、CD
2、ABC
3、ABC
4、ABC
5、CD
三、填空题(20分)
1、（2分）0.1 ；200
6、（3分）直接调制；模拟调制；数字调制
4、（4分）电荷产生；电荷存储；电荷转移；电荷检测
5、（2分）1.220
2、（2分）17.1 lm/w
7、（2分）正；负
8、（3分）声波频率较高；声光作用长度L较大；光束与声波波面间以一定的角度斜入射
9、（2分）0
三、名词解释（6分）
1、（3分）噪声等效功率：投射到探测器敏感元件上的辐射功率所产生的输出电压（或电流）正好等于探测器本身的噪声电压（或电流），则这个辐射功率就叫“噪声等效功率”。
或答：信号功率与噪声功率之比为1时，入射到探测器上的辐射通量（功率），称为噪声等效功率。
2、（3分）光伏效应：当光辐射到半导体上时，产生光生载流子，电势垒的内建电场将把电子与空穴分开，从而在势垒两侧形成电荷堆积，产生光生伏特效应，简称光伏效应。
四、简答题（18分）
1、（7分）
像管的主要功能是把不可见辐射（红外或紫外）图像或微弱光图像通过光电阴极和电子光学系统转换成可见光图像。
（2分）
像管结构：光电变换部分（光电阴极）、电子光学部分（电子透镜）、电光变换部分（荧光屏）。
（3分）
象管和摄象管的主要区别是，象管内部没有扫描机构，不能输出电视信号，对它的使用就跟使用望远镜去观察远处景物一样，观察者必须通过它来直接面对着景物。
（2分）
2、（5分）（1）高的转换增益。
（2）良好的滤波性能。
（3）良好的空间和偏振鉴别能力。
（4）小的信噪比损失；有利于微弱光信号的探测。
（5）探测灵敏度高（或具有极限灵敏度）。
3、（6分）
答：光子探测器和光热探测器分别应用了光子效应和光热效应。
光子效应是指单个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。
探测器吸收光子后，直接引起原子或分子的内部电子状态的改变。
光子能量的大小，直接影响内部电子状态改变的大小。
光子效应就对光波频率表现出选择性，在光子直接与电子相互作用的情况下，其响应速度一般比较快。
（3分）
光热效应和光子效应完全不同。
探测元件吸收光辐射能量后，并不直接引起内部电子状态的改变，而是把吸收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升,温度上升的结果又使探测元件的电学性质或其他物理性质发生变化。
所以，光热效应与单光子能量hγ的大小没有直接关系。
原则上，光热效应对光波频率没有选择性。
只是在红外波段上，材料吸收率高，光热效应也就更强烈，所以广泛用于对红外线辐射的探测。
因为温度升高是热积累的作用，所以光热效应的响应速度一般比较慢，而且容易受环境温度变化的影响。
（3分）
五、计算论述题（34分）
1、（5分）
ΩΦd d e e I =
， ααπα
απΩd r
rd r r dS sin sin 22d 2
2=== (2分) e R l l c
e I R
l l d I c
⎰
⎰++-
===)
arccos(
)(sin 2
200
22
0e 122d πααπΩΦ（3分）
2、（5分） 解：
不能产生光电效应． 2分
因为：铝金属的光电效应红限波长A hc /0=λ，而 A =4.2 eV =6.72×10-19 J
∴ λ0 =296 nm 2分
而可见光的波长范围为390 nm~770 nm > λ0． 1分 3、（7分）
解：
''""'SP gu u g += （2分） )(405.010
10
005.085.0""'''s u gu SP g μ=⨯+⨯=+=
（1分） 最大线性输出下，负载线正好通过M’点
"')"(u g G u V L =- (2分)
135.0405.010
4010
'""=⨯-=⋅-=
g u V u G L
Ω⨯≈=
6104.71
L
L G R （1分） 4、（7分） 解：
如图所示,磁光隔离器主要由起偏器、45°法拉第旋转器和检偏器构成. 起偏器和检偏器光轴间夹角为45°。
来自起偏器的线偏振光,经45°法拉第旋转器之后,由于磁光效应， 振动面旋转45°,正好与检偏器的光轴平行,能通过检偏器传播。
若传播的光受到反射,反射的光再度通过45°法拉第旋转器,振动面又旋转45°,正好与起偏器的光轴垂直,从而被挡住,避免了反射光进入作为光源的激光器而影响光源的稳定性，这样可以起到隔离的作用。
1分
起偏器
检偏器
5、（10分）光电倍增管（1分）
a.（半透明）阴极
b.栅网
c.阳极（3分）
光电倍增管主要由光入射窗、光电阴极、电子光学系统、倍增极和阳极等部分组成。
（2分）
光电倍增管由光窗、光电阴极、电子光学系统、电子倍增系统和阳极五个主要部分组成。
光电倍增管的工作原理：（1）光子透过入射窗口入射在光电阴极上；（2）光电阴极的电子受光子激发，离开表面发射到真空中；（3）光电子通过电场加速和电子光学系统聚焦入射到第一倍增极D1上，倍增极将发射出比入射电子数目更多的二次电子。
入射电子经N级倍增极倍增后，光电子就放大N次。
（4）经过倍增后的二次电子由阳极收集起来，形成阳极光电流，在负载上产生信号电压。
（4分）。