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1、西南科技大学2011-2012-2学期光电子技术本科期末考试试卷（A卷）参考答案及评分细则课程代码163140360命题单位理学院：专业物理教研室一、选择题（10分，2分/题，多选、少选、错选和不选均不得分）1、光电子技术的主要特征是（ A B C D ）A.光源激光化 B.传输波导化 C.手段电子化 D.模式和处理方法光学化2、激光的性质主要有（A B C D ）A.波粒二象性 B.偏振性 C.费米粒子 D.空间相干性3、大气衰减主要与（ A C ）有关A.分子吸收 B.离子散射 C.气溶胶吸收 D.电子散射4、拉曼-纳斯衍射的特点有（ A B C D ）A.形成与入射方向对称分布的多级衍射
2、光 B.衍射效率与附加相位延迟有关C.只限于低频工作，只具有有限的带宽 D.声光介质可视为“平面相位栅”5、以下几种探测器属于热探测器的有（ A B C D ）。A. 热电偶型 B. 热释电型 C. 高莱气动型 D. 热敏电阻型二、判断题（10分，2分/题，对用“”、错用“”标记）6、大气分子在光波电场的作用下产生极化，并以入射光的频率作受迫振动。7、某些晶体在外加电场的作用下，其折射率将发生变化，当光波通过此介质时，其传输特性就受到影响而改变，这种现象称为电光效应。8、一般声光调制器中的声波是由超声发生器直接作用在光波上实现的。9、和光电导探测器不同，光伏探测器的工作特性要复杂一些。通常有光
3、电池和光电二极管之分，也就是说，光伏探测器有着不同的工作模式。10、为了改善环境，国家大力发展光伏行业中，最主要原因是生产LED等成本低。三、填空题（10分，2分/题）11、激光器中出现的受激辐射是指 若原子受到一个满足频率条件的外来光子的激励，由高能态跃迁到低能态，则辐射出另一同 频率的光子来 。12、激光与普通光源相比具有如下明显的特点：方向性好、单色性好、相干性好，强度大。13、电致折射率变化是指晶体介质的介电系数与晶体中的电荷分布有关，当晶体被施加电场后，将引起束缚电荷的重新分布，并导致离子晶格的微小形变，从而引起介电系数的变化，并最终导致晶体折射率变化的现象。 。14、若超声频率为f
4、s，那么光栅出现和消失的次数则为2fs，因而光波通过该介质后所得到的调制光的调制频率将为声频率的 2倍。15、固体摄像器件主要有三大类，它们是 电荷耦合器件、互补金属氧化物半导体图像传感器、电荷注入器件四、简答题（50分，10分/题）16、简述光子的基本特性。答：光是一种以光速运动的光子流，光子和其它基本粒子一样，具有能量、动量和质量。它的粒子属性（能量、动量、质量等）和波动属性（频率、波矢、偏振等）之间的关系满足： 5分（1）； 1分（2），光子具有运动质量，但静止质量为零； 1分（3） ； 1分（4）、光子具有两种可能的独立偏振态，对应于光波场的两个独立偏振方向；1分 （5）、光子具有自旋
5、，并且自旋量子数为整数，是玻色子。 1分17、何为电光晶体的半波电压？半波电压由晶体的那些参数决定？答：当光波的两个垂直分量Ex，Ey的光程差为半个波长（相应的相位差为p）时所需要加的电压，称为半波电压。（4分）半波电压（2分）主要由光波长（1分）、O光折射率（1分）和电光系数（1分）共同决定（1分）。18、简述光束调制的基本原理。答：（1）、以激光为载体，将信息加载到激光的过程，称为调制或光束调制。2分（2）、光束具有振幅、频率、相位、强度和偏振等参量，可以应用某些物理的方法，使其参量之一按照调制信号的规律变化，实现光束的调制，所以光束的调制可以分为调幅、调相、调频和强度调制等。 3分 （3
6、）、实现激光光束调制的方法根据调制器与激光器的关系，可以分为内调制和外调制两种。 2分 （4）、具体的激光光束的调制方法，常见的有光电调制、声光调制、磁光调制、直接调制等。 3分19、简述光电探测器的主要特性参数。答：光电探测器的主要性能参数有：（1）灵敏度R： 。 2分Ri电流灵敏度（积分电流灵敏度），Ru电压灵敏度（积分电压灵敏度）。-光电流，u-光电压，P-入射光功率。（2）光谱灵敏度R： 1分（3）频率灵敏度R： 1分（4）量子效率： 1分（5）通量阈Pth和噪声等效功率NEP通量阈探测器所能探测的最小光信号功率噪声等效功率NEP单位信噪比时的信号光功率 2分（6）归一化探测度D*：
7、1分（7）噪声：依据噪声产生的物理原因,光电探测器的噪声可大致分为散粒噪声、热噪声和低频噪声三类。 2分20、简述液晶显示器的主要特点。答：液晶显示器件厚度仅为数毫米的薄形器件，非常适合便携式电子装置的显示； 2分工作电压底，仅几伏，可以用CMOS电路直接驱动，电子线路小型化； 2分 功耗底，可用电池长期供电； 2分采用彩色滤色器，LCD容易实现彩色显示； 2分显示质量赶上或超过CRT的显示质量。 1分成本高，显示视角小，低温时响应速度慢。 1分五、计算题（20分，10分/题）21、一束线偏振光经过长L=20cm，直径D=1cm的实心玻璃，玻璃外绕N=200匝导线，通有电流I=5A。取韦尔德常
8、数为V=0.2510-5（）/cmT，试计算光的旋转角q。解：由公式 （3分） （3分）和 （2分）计算，得到 （2分） 22、一目标经红外成像系统成像后供人眼观察，在某一特征频率时，目标对比度为0.5,大气的MTF为0.9，探测器的MTF为0.5，电路的MTF为0.95，CRT的MTF为0.5，则在这一特征频率下，光学系统的MTF至少要多大？答： 4 大大多少 学，率这则0 的 .为的的，00为 ，0 的的 0对，率一在在眼后像像像经目）分分 分分 分（ 分 q转转光试 ）0 0为为德韦 =电线线0=外外，心 ， 经经振振一题分分 题 慢应应低小示示 。示 超或或 示示彩易 器器滤 ；长长可
9、 化路路子动路 用用，几几， 显装携适适非非件的毫度度件显显点要器显简简 声低低和和热散致大大器电电,物产产据： 测测一 光的比比单 效功信信小测器 效声 通 ：量 灵灵 灵谱率率功-，电电-电电）敏压压分灵 度灵电电度电电 。 度度灵有数数性主电电数参主器器电述 等制光光制制光调光光的方调光激激、 。制制调内分分关的器据根根调调光现、 等调频频调幅幅分束光光制的现现化的制制照量使理理理应应，等振振、率幅幅束、 制调或，的的到息信信为以 （理理制束束） （）（光和 折折、 波要要）压半半分。半称称的需需时p的相波波差的 量个两两光定决那那晶电电半波体体电为 。色色，为量量并旋旋子分分振振立的光
10、光对态立立的两光 ； ；为止止但动具具 系系关之偏偏波（动动）质量量能属的的。、能，子子基和光光子动动以是是光性本子简简题题题， 答答器注注、感图图物属补补器荷 们们类要要器摄倍 的的声声频的的的到介该而而 为为次失现么么， 声声 现现率晶晶终最的的数引而变格格离导布布的荷荷引将将电体，布荷荷中中与电介介指变射射大强性、好好好方特明有有相光光与 光 另另辐态到到态能激子子的率率频到原原 射受现现光题分 （。本 产因要要，业发大大境善。模模的的同测光光，管管二光有有。些复复作器伏伏同探光。现波波光作发发超声器器光声。应为为象象，变到到性输，质质过，变变将折用用场外体。振振作率射射并生下场场光分记记”“错错用， 0题断断阻电电. 气高高 释释 偶电电） 有有测于测探探栅相相“为介 宽的有有只工限限有延加与与射 射射衍衍分向入入成 （的衍纳纳散电 收收溶. 射散散. 子有有 （减气干相. 子费 偏偏 象象二 （有有的光学学光处模模 化段段 导导传 激激源 征征主术电电分得得均和少少选， 题研研教专单单代细及卷卷 试末子子学 - 技2011-2 012 -2学期期光电子技技术术-B卷卷-参考答答案案第 4 页 共共 4 页