西南科技大学2013-2014-2 学期《光电子技术》本科期末考试试卷（ A 卷）课程代码 1 6 3 9 9 0 1 9 0 命题单位理学院：专业物理教研室一、单选题（每题 2 分，共20 分）1、光电子技术主要研究（）。
A. 光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的一门技术B. 光电子材料制备的一门技术C. 光信息转换成电信息的一门技术D. 介绍光电器件的原理、结构和性能参数的一门科学2、波长为0.78 μm的光子能量为（）。
A.3.2eVB.1.59eVC.1.24eVD.2.4eV3、光波在大气中传播时，气体分子及气溶胶的（）会引起光束能量的衰减。
A. 折射和反射B. 吸收和散射C. 弯曲和漂移D. 湍流和闪烁4、将2012 年诺贝尔物理学奖授予法国科学家沙吉·哈罗彻（Serge Haroche ）与美国科学家大卫·温兰德（David J. Wineland ）。
大卫·维因兰德是利用光或光子来捕捉、控制以及测量带电原子或者离子，而沙吉·哈罗彻通过发射原子穿过阱，控制并测量捕获的（）。
A. 光子或粒子B. 电子C.载流子D.声子5、光纤是一种能够传输光频电磁波的介质波导，其结构上由（）组成。
A. 纤芯、包层和护套B.单模和多模C. 塑料、晶体和硅D. 阶跃和梯度光纤6、直接调制是把要传递的信息转变为（）信号注入半导体光源，从而获得调制光信号。
A. 电流B. 电压C. 光脉冲D.正弦波7、以下基于光电导效应制成的光电器件是（）。
A. 光敏电阻B.光电管C.雪崩光敏二极管D. 光电池8、光电成像转换过程需要研究（）。
A. 能量、成像、噪声和传递B. 产生、存储、转移和检测C. 调制、探测、成像和显示D. 共轭、放大、分辨和聚焦9、微光光电成像系统的工作条件就是环境照度低于（）l x 。
A. 0.1B. 0.01C. 0.001D. 0.000110、PDP 单元虽是脉冲放电，但在一个周期内它发光（）次，维持电压脉冲宽度通常5~10μs，幅度90V~100V ，工作频率范围30KHz~50KHz ，因此光脉冲重复频率在数万次以上，人眼不会感到闪烁。
A. 2B.3C. 4D. 5二、判断题（每题 2 分，共20 分，对用“√”、错用“×”表示）11、光电子技术是电子技术与光子技术相结合而形成的一门新兴综合性的交叉学科。
（）12、光照度的物理单位是勒克斯（lx）。
（）13、KDP 晶体沿Z（主）轴加电场时，由单轴晶变成了双轴晶体。
（）14、当光波通过磁性物质时，其传播特性发生变化，这种现象称为磁光效应。
（）15、在电光调制器中作为线性调制的判据是外加调制信号电压的相位差不能大于1rad。
（）16、电光数字式扫描是由电光晶体和双折射晶体组合而成。
（）17、光电二极管的受光面一般都涂有SiO2 防反射膜，并含有少量的钠、钾、氢等正离子，这些正离子在SiO2 中是不能移动的，但它们的静电感应却可以使P-Si 表面产生一个感应电子层。
（）18、为了探测远距离的微弱目标，红外光学系统的孔径一般比较大，一般使用各类扫描器，如平面反射镜、多面反射镜、折射棱镜及光楔等。
（）19、MRTD 是景物空间频率的函数，是表征系统受信噪比限制的温度分辨率的量度。
（）20、向列型液晶由长径比很大的棒状分子组成，并保持与轴向平行排列，是显示器主用材料。
（）三、填空题（每题 1 分，共10 分）21、设一个功率100W的灯泡向各个方向辐射的能量是均匀的，则其辐射强度为W/sr 。
22、常见的固体激光器有（写出两种）。
23、光在大雾中传播时主要发生散射。
24、表征光纤的集光本领的物理量是光纤的。
25、光束调制按其调制的性质可分为。
26、要实现脉冲编码调制，必须进行三个过程：、和。
27、光束扫描根据其应用的目的来可以分为和两种。
28、PN结光伏探测器的两种工作模式是和。
29、CCD 的基本功能为和。
30、作为显示技术应用的液晶都是液晶。
四、简答题（每题10 分，共30 分）31、简述光子的基本特性。
32、声光相互作用可以分为拉曼-纳斯衍射和布喇格衍射两种类型。
简述它们产生的条件和特征。
33、简述光束调制的基本原理。
五、综合计算题（共 20 分）34、一束波长为 10.6 微米的激光经过一块长度为 3cm 的 45 电压为 50V ，求纵向运用时的相位延迟。
-z 切割 GaAs 晶体，如果沿 z 方向上施加（提示： GaAs 的电光张量为：ij410 41，410 0411.6 10 12m /V , n n e3.34 ）西南科技大学 2013-2014-2 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1 6 3 9 9 0 1 9 0命题单位 理学院：专业物理教研室一、单选题（每小题 2 分，共 20 分）题号 答案 题号 答案 1 A 2 B 3 B 4 A 5 A 6 A 7 A 8 A 9A10A二、是非题（每小题 2 分，共 20 分）题号 答案 题号 答案 11 √ 12 √ 13 √ 14 √ 15 √ 16 √ 17√18√o0 0 0 00 0 00 019 √20 √三、填空题（每小题 1 分，共10 分）题号答案题号答案21 100/4 π22 红宝石激光器、钕激光器或钛宝石激光器23 米- 德拜散射24 数值孔径25 调幅、调频、调相及强度调制26 抽样、量化和编码27 模拟式扫描和数字式扫描28 光伏工作模式和光导工作模式29 电荷存储和电荷转移30 热致四、简答题（每小题10 分，共30 分）31、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）E h ；（1 分）（2）mEc 2 h2，光子具有运动质量，但静止质量为零；（1 分）（3 ）Pck ；（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，并且自旋量子数为整数，是玻色子。
（1 分）32 、答：产生拉曼-纳斯衍射的条件：当超声波频率较低，光波平行于声波面入射，声光互作用长度L 较短时，在光波通过介质的时间内，折射率的变化可以忽略不计，则声光介质可近似看作为相对静止的“平面相位栅”。
（3 分）由出射波阵面上各子波源发出的次波将发生相干作用，形成与入射方向对称分布的多级衍射光，这就是拉曼- 纳斯衍射的特点。
（3 分）产生布喇格衍射条件：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，介质具有“体光栅”的性质。
（2 分）衍射光各高级次衍射光将互相抵消，只出现0 级和+1 级（或 1 级）衍射光，这是布喇格衍射的特点。
（2 分）33 、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 ）、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）2 2 2 22 2 nn 2220 0 x 3五、综合计算题（共 20 分）34 、解： GaAs 晶体为各向同性晶体，其电光张量为：0 0 0 0 0 0 00 0 ij410 4141z 轴加电场时， E zE ， E xE y（ 2 分）。
晶体折射率椭球方程为：x y z 2E xy 1 （3 分）41no no ne经坐标变换，坐标轴绕 z 轴旋转 45 度后得新坐标轴，方程变为：1 1 41E x'nono41E y'z'21 ne（ 4 分）可求出三个感应主轴 x ’、y ’、z ’（仍在 z 方向上）上的主折射率变成：n x' 13n 0 41E 2 n y ' 1 3n 0 41E2n z'n e纵向应用时，两个正交的偏振分量将产生位相差：2(n '2n y ' )Lo 41EL（4 分）（ 4 分）纵向运用时的相位延迟：2 1.06 3.14 1053.34 31.6 10 12501.8 103(3 分)22n西南科技大学2013-2014-2 学期《光电子技术》本科期末考试试卷（ B 卷）课程代码 1 6 3 9 9 0 1 9 0 命题单位理学院：专业物理教研室一、单选题（共20 分，2 分/题）1、光电子技术与（）技术成为21 世纪信息技术的核心和基础。
A. 微电子B.计算机C.光通信D.材料2、光谱光视效率V(505nm)=0.40730 ，波长为505nm、1mW 的辐射光，其光通量为（）。
A.683lmB.0.683lmC.278.2 lmD.0.2782 lm3、光在大气中传播时，出现分子的吸收特性强烈的依赖于（）。
A. 分子的极性B. 光波的频率C.分子的密度D. 分子的大小。
4、将2010 年诺贝尔物理学奖授予荷兰籍物理学家海姆和拥有英国与俄罗斯双重国籍的物理学家诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。
其中石墨烯可以用于制造（）。
A. 光纤面板D 存贮器C.电光晶体D. 光子传感器5、要实现脉冲编码调制，必须进行三个过程，就是（）。
A. 编码→ 抽样→量化B. 编码→ 量化→ 抽样C. 抽样→ 编码→ 量化D. 抽样→ 量化→ 编码6、下列有关量子效率的描述，其中正确说法的是（）。
A. 量子效率就是探测器吸收的光子数与激发的电子数之比B. 量子效率只是探测器的宏观量的描述。
C.量子效率与灵敏度成反比而正比于波长D. 如果探测器吸收一个光子而产生一个电子，其量子效率为100%7、光敏电阻的（）越大，说明该光敏电阻灵敏度越高、性能越好。
A. 亮电阻B.暗电阻C.光电流D.亮电流8、CCD 是以（）作为信号。
A. 声子B. 离子C. 光子D. 电荷9、CRT 中的电子枪主要功能是（）。
A. 电信号转换成光信号B. 光信号转换成电信号C.光信号先转换成电信号，再转换成光图像D. 电子束的发射、调制、加速、聚集10、关于液晶的分类，下列说法正确的是( )。
A. 向列相液晶中分子分层排列，逐层叠合，相邻两层间分子长轴逐层有微小的转角B.向列相液晶分子呈棒状，并分层排列，液晶材料富于流动性，黏度较小C. 胆甾相液晶分子呈棒状，分子长轴互相平行，不分层，液晶材料富于流动性，黏度较小D. 胆甾相液晶中分子分层排列，逐层叠合；相邻两层间分子长轴逐层有微小的转角二、判断题（共20 分，2 分/题）11、世界上第一台激光器是氦氖激光器。