光电技术试题Word文档格式.docx
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A.1/f噪声，热噪声
B.产生-复合噪声，热噪声
C.产生-复合噪声，热噪声
D.1/f噪声，产生-复合噪声
6、在非相干探测系统中
A.检测器能响应光波的波动性质，输出的电信号间接表征光波的振幅、频率和相位
r
B.检测器只响应入射其上的平均光功率
o
C.具有空间滤波能力
D.具有光谱滤波能力
7、关于半导体对光的吸收，下列说法正确的是
A.半导体非本征吸收时，产生电子-空穴对
B.杂质半导体本材料不会发生本征吸收
C.半导体对光的吸收与入射光波长有关
D.非本征吸收时，吸收的能量全部转换为材料的热能
8、下列关于热电偶和热电堆的说法不正确的是
A.热电堆的测量误差比热电偶小
B.热电堆的测量分辨率比热电偶高
C.热电堆的光电灵敏度比热电偶高
D.两者均基于光热效应
2856K的白炽灯标准光源
9、下列哪一种探测器的积分灵敏度定标时，要用到色温
A.热电偶
B.碲镉汞红外探测器
C.PMT
D.热释电探测器
E.
10、克尔盒工作的基础是某些光学介质的
A.电光效应
简答题（共5道，每题8分）
1、光电探测器的物理效应主要有哪几类？
每类有哪些典型效应？
2、试说明热释电摄像管中的斩光器的作用。
当斩光器的微电机岀现不转或转速变慢故障时，会发
生什么现象？
3、要对光载波的偏振态进行调制，可用的方法有哪些？
4、什么要对单元光电信号进行二值化处理？
单元光电信号二值化处理方法有几种？
各有什么特点？
对序列光电信号进行二值化处理的意义有哪些？
5、举例说明对光载波进行外调制的几种方法。
综合题（共1道，15分）
由于背景温度辐射的干扰，光电技术在红外波段信号的探测受到了限制，称为红外背景限。
能够达
到该极限值的光子探测器称为背景限光子探测器（BackgroundLimitedPhotodetector，简称BLIP）。
试用
黑体辐射的有关定律解释为什么存在红外背景限？
计算题（共1道，10分）
求辐射亮度为L的各向同性面积元在张角为a的圆锥内所发射的辐射能通量。
设计题（共1道，15分）
设计一个利用参考探测器测量硅光电池光谱响应特性的光电系统，利用该测量系统能够得到硅光电
池的（相对）光谱响应特性曲线。
1.应该选择什么类型的探测器作为参考（标准）探测器？
为什么？
（5分）
2.除了白炽灯、参考（标准）探测器外，还需要哪些部件或者设备？
3.画出测量系统示意图。
（5分）
计算题（1题，10分）；
设计题（1题，15分）
选择题（共10道，每题2分）
1、PMT积分灵敏度定标时，要用到的标准光源为
A.PMT积分灵敏度定标时，要用到的标准光源为
B.PMT积分灵敏度定标时，要用到的标准光源为
◎
C.色温2856K标准白炽灯
D.890nm激光二极管
2、有关热电探测器，下面的说法哪项是不正确的
uA.有关热电探测器，下面的说法哪项是不正确的
丿B.响应时间为毫秒级
巨］C.器件吸收光子的能量，使其中的非传导电子变为传导电子
rr
—D.各种波长的辐射对于器件的响应都有贡献
IRFPA
3、哪种阵列可工作在常温下，不需制冷器，属于非制冷型IRFPA但其灵敏度要比制冷型
低1个量级以上
—B.多晶硅热电堆阵列
C.Si-PD探测器阵列
4、在迈克尔逊干涉仪中，下列方法中那种方法不能实现相位变化
MA.改变测量光路几何长度
B.在测量光路中插入玻璃板
—C.改变输入光的光强
5、对于P型半导体来说，以下说法正确的是
A.电子为多子
B.空穴为少子
C.在能带图中施主能级靠近于导带底
D.在能带图中受主能级靠近于价带顶
6、PAL电视制式，哪组参数是不正确的:
A.场周期20ms，帧频为25Hz
uB.行频15625Hz，行周期64卩s
丿C.帧频为50Hz，载频带宽为6.5MHz
D.隔行扫描，每帧扫描行数为625行
7、光源的光谱特性反映的是它的辐通量与的关系
A.波长
B.角度
辺C.输入电流
辽D.发光面积
8、光电导探测器与其它光探测器相比，下列说法那种是不正确的
ry
A.光谱响应范围相当宽，它们组合起来后可以覆盖从紫外、可见光、近红外延伸至远红外波段甚至极远红外的光谱响
2B.工作电流大，可达数毫安；
c.在强光弱光照射下，光电转换线性度均好；
—D.灵敏度高，光电导增益可大于1。
9、对于光敏电阻，下列说法不正确的是：
A.弱光照下，光电流与照度之间具有良好的线性关系
B.弱光照下，光电流与照度之间具有良好的线性关系
C.光敏电阻具有前历效应
D.光敏电阻光谱特性的峰值波长，低温时向长波方向移动
10、泡克耳斯效应属于:
C.声光效应
D.以上都不是
1、试述辐射调制的意义，目的作用和分类。
2、何谓“太赫兹辐射”？
它的波长范围为多少？
频率范围又为多少？
它在电磁辐射波谱中的位置如何
3、怎样理解光电倍增管的阴极灵敏度与阳极灵敏度？
二者的区别是什么？
二者有什么关系？
4、为什么要引入胖零电荷？
胖零电荷属于暗电流吗？
能通过对CCD器件制冷消除胖零电荷吗？
5、为了探测一个二维空间的光学目标，你有哪些技术措施？
这些技术措施各有什么特点？
已知黑体的温度为500K，出光孔径直径1cm；
黑体小孔与光电探测器的距离2.5m，大气透射比0.9,试计算黑体在探测器上的辐照度（提示：
黑体小孔可以视为余弦辐射体）。
并讨论，如果将黑体换成别的光学目标，如黑土或者坦克，上述计算结果会有怎样的变化？
计算题（共1道，10分）
⑴已知Si-PIN光电二极管的量子效率耳=0.7，波长入=0.85卩m计算它的响应度。
（2）已知
Ge-PIN光电二极管的量子效率耳=0.4，波长入=0.85卩m计算它的响应度。
设计一个检测园柱体工件的光电系统。
要求：
1、画岀检测框图；
2、简述工作原理
1、下列光电器件，哪种器件正常工作时需加100-200V的高反压
LA.Si光电二极管
dB.PIN光电二极管
1C.雪崩光电二极管
口D.光电三极管
2、下列关于探测器的噪声，说法不正确的是
巨A.通过提高探测器的工作频率可以降低1/f噪声
dB.通过一定的措施可以完全消除散粒噪声
dC.探测器的噪声越小，其可探测的信号越弱
D.降低探测器的工作温度可以减小探测器的热噪声
3、在非相干探测系统中
4、某检测电路的带宽为10KHZ,将该电路和锁相放大器相连接，设后者的噪声等效带宽为0.01HZ，
则信噪比可改善（）倍
A.1000
B.100
D.10
5、下列关于热电偶和热电堆的说法不正确的是
dD.两者均基于光热效应
下列探测器中可用于光子计数器的是
A.热释电探测器
B.光敏电阻
C.光电二极管
D.
光电倍增管
A.IRFPA可以探测中远红外的光学图像
B.光子探测器阵列IRFPA在使用时不需要利用制冷器
C.IRFPA是一类用于凝视型热成像系统的面阵成像器件
D.IRFPA可由Si光电探测器阵列和CCD勾成
设调幅光波的载波频率为5kHz,调制信号的频率为100Hz。
为了检测该调幅波，光电检测电
路合适的工作带宽为
A.
5kHz
C.200Hz
D.4.9kHz
9、对于低压汞灯和白炽灯光谱，下列说法正确的是
A.对于低压汞灯和白炽灯光谱，下列说法正确的是
B.白炽灯光谱不能用分布温度来描述
L月c.二者的光谱都可以用分布温度来描述
L」D.二者的光谱都可以用色温来描述
io、下列关于光调制的说法不正确的是
口A.下列关于光调制的说法不正确的是
口B.下列关于光调制的说法不正确的是
CC.下列关于光调制的说法不正确的是
BD.利用光信号调制技术可以提高系统的信噪比
1、光电池和光电二极管有哪些主要区别？
2、要对光载波的偏振态进行调制，可用的方法有哪些？
3、什么要对单元光电信号进行二值化处理？
4、光伏探测器的响应时间由哪些因素决定？
5、光伏探测器工作在PN结的伏安特性曲线的哪些区域？
已知黑体的温度为500K，岀光孔径直径1cm；
黑体小孔与光电探测器的距离2.5m，大气透射比
0.9,试计算黑体在探测器上的辐照度（提示：
并讨论，如果将黑体换成别的光学目标，如黑土或者坦克，上述计算结果会有怎样的变化？
喷气机的尾喷口可看作灰体，其反射率£
=0.9。
设喷口的直径为D=50cm温度为1000K，大气的
透射率为0.7，求1km外每平方厘米面积上所能接收到的最大辐射能通量。
设计一个测量红外诱饵（1〜6卩m的光谱辐射特性的系统。
1.解释光谱辐射特性，并指明有哪几种可行的测量方法
2.画出选择的检测框图，指明主要的仪器设备名称及作用；
3.简述工作原理
1、锁相放大器有三个主要组成部分，下面哪个部分不是其组成部分
A.光波的幅度大小，变化频率或变化相位上
B.光通量的幅度大小，变化频率或变化相位上
C.参考光信号通道上
D.参考光的变化相位上
2、利用下述哪种光电探测器可以探测埋在地下的发热目标
A.利用下述哪种光电探测器可以探测埋在地下的发热目标
B.红外热像仪
C.可见光CCD相机
D.光电倍增管
3、克尔盒工作的基础是某些光学介质的
B.磁光效应
4、光敏电阻的暗电导为2S（西门子），在200LX的光照下亮暗电导之比为100:
1光电导为:
A.198S
B.202S
C.200S
D.2S
5、在光与半导体相互作用的过程中，下列说法正确的是
A.同一半导体对不同波长的光具有相同的吸收系数
區B.任一波长的光照射在半导体上都可以产生电子-空穴对
—C.在杂质半导体中不可能发生本征吸收
D.通过在半导体的端面加谐振腔可以提高半导体对光的吸收
6、下列光电器件，哪种器件正常工作时需加100-200V的高反压
A.Si光电二极管
B.PIN光电二极管
C.雪崩光电二极管
D.光电三极管
7、下列关于探测器的噪声，说法不正确的是
A.通过提高探测器的工作频率可以降低1/f噪声
B.通过一定的措施可以完全消除散粒噪声
C.探测器的噪声越小，其可探测的信号越弱
8、依据光电器件伏安特性，下列哪些器件不能视为恒流源
B.
光电三极管
9、某检测电路的带宽为10KHz将该电路和锁相放大器相连接，设后者的噪声等效带宽为
O.O1HZ，则信噪比可改善（）倍
10、下列探测器中可用于光子计数器的是
1、指岀黑体、灰体和选择性辐射体的光谱发射率的差别。
2、光电三极管有哪些主要用途？
举例说明。
3、举例说明光电耦合器件可以应用在哪些方面？
为什么计算机系统常采用光电耦合器件？
4、什么叫黑体？
绝对黑体自然界并不存在，研究黑体的意义是什么？
5、探测器的噪声等效功率与哪些因素有关？
一个探测器的灵敏度很高，它的噪声等效功率就一定很小，从而它的探测能力就越强？
已知黑体的温度为500K,岀光孔径直径1cm；
黑体小孔与光电探测器的距离2.5m，大气透射
比0.9,试计算黑体在探测器上的辐照度（提示：
并讨论，如果将黑体换成别的光学目标，如黑土或者坦克，上述计算结果会有怎样的变化？
假设调制波是频率为500Hz、振幅为5V、初相位为0的正弦波，载波频率为10kHz、振幅为50V，求调幅波的表达式、带宽及调制度。
利用你学过的光电技术知识，设计一个测量光学介质折射率的光电系统。
1.画岀检测
框图；
2.简述工作原理；
3.导岀光学介质折射率表达式。
1、光学外差探测与直接探测相比，外差探测有许多突岀的特点，下列说法中不正确的是：
A.探测灵敏度咼
B.有空间滤波能力
C.有光谱滤波能力
D.参与混频的信号光和本振光不要求是理想相干的单频单模光
2、硅光电池在（）情况下有最大的功率输出
A.开路
B.自偏置
0C.零伏偏置
—D.反向偏置
3、一支He-Ne激光器输出的3.39^m波长激光光谱属于
5、下列关于光电成像器件的说法，那种是不正确的
A.光电成像器件是一类能够输岀图像信息的功能器件;
B.像管是一类直视型光电成像器件，输岀可供人眼直接观察的图像;
C.摄像型光电成像器件输出一维时序电信号，而且能够直接显示图像信
息；
D.微通道板像增强器是一种能够将亮度很低的光学图像增强到足够亮度的成像
器件。
6、下列几种热探测器中，只能探测交流光信号的是
B.热电堆
C.测辐射热计
有关热电探测器，下面的说法哪项是不正确的
A.光谱响应范围从紫外到红外几乎都有相同的响应
B.响应时间为毫秒级
C.器件吸收光子的能量，使其中的非传导电子变为传导电子
D.各种波长的辐射对于器件的响应都有贡献
下列不属于光电倍增管特性的是:
A.增益高
B.响应速度快
C.体积小
D.具有光谱选择性
9、
锁相放大器有三个主要组成部分，下面哪个部分不是其组成部分
A.信号通道
B.参考通道
C.取样模拟开关
D.相敏检波
10、下列关于光强的说法不正确的是:
A.光强是能流密度坡印亭矢量的时间平均值。
B.光强与光波电场强度振幅平方成正比。
C.光电系统中，光电探测器不能直接探测光强信号。
D.光电系统中，通常可以将光强表述为辐通量。
1、什么是信噪比的信号噪声限（量子噪声限）、背景噪声限和热噪声限？
2、简述变像管和图像增强管的基本结构。
面阵CCD有几种工作模式？
各有什么优缺点？
3、写岀硅光电二极管的全电流方程，说明各项的物理意义。
4、简述光电导式摄像管和光电发射式摄像管的基本结构和工作原理。
5、为什么在光照度增大到一定程度后，硅光电池的开路电压不再随入射照度的增大而增大’
硅光电池的最大开路电压为多少？
为什么硅光电池的有载输出电压总小于相同照度下的开路电压？
除本征光电导探测器和杂质光电导探测器外，还有一种光电导探测器，叫做自由载流子型光电导探测器。
这种探测器用具有很高迁移率的半导体材料（如InSb）制成。
它吸收辐射引起其导带内
电子的带内跃迁，改变电子的迁移率，因而改变材料的电导率。
其典型光谱响应在1000〜2000卩m=
试比较这三种光电导探测器光谱响应范围的差别。
室温（300K）条件下，探测器源电阻Rs=10kQ。
1.计算噪声带宽1MHz时的热噪声均方根电压和均方根电流各等于多少？
（10分）
2.指岀降低热噪声的主要途径。
利用光电测量的方法，可以实现非接触测量。
试用你所学过的知识，设计一个光电测量系统，用于检测某设备上飞轮的转动速度和正反转方向。
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