光电技术试题.docx
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光电技术试题
光电技术自动成卷系统
单选题（10题，20分）；简答题（5题，40分）；综合题（1题，15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）
锁定放大器是基于
A.自相关检测理论
CB.互相关捡测理论
rC.直接探测址子限理论
rD•相T∙探测原理
2、下列哪一种应用系统为典型的相干探测应用实例
CA•照相机自动曝光
CB•飞行目标红外辐射探测
CC•激光陀螺测址转动角速度
rD•子弹射击钢板闪光测址
3、依据光电器件伏安特性，下列哪些器件不能视为恒流源：
rA.光电二极管
（B.光电三极管
CC.光电倍増管
CD.光电池
4、对于P型半导体來说•以下说法不正确的是
A・空穴为多子.电子为少子
B•能帯图中费米能级靠近价带顶
C.光照时内部不可能产生木征吸收
'D.弱光照时载流子寿命与热平衡时空穴浓度成反比
5、在飞轮转速和方向的光电测虽系统中.若光源采用激光二极管.激光波长632nm.输出光调制频率为IkHz,探测器为CdSe光敬电阻，后接的检测电路为帯通滤波放大器•其中心频率为IkHz∙带宽为IOOHzo这样，检测系统可以消除光敏电阻哪些噪声的影响
f噪声，热噪声
rB•产生-复合噪声，热噪声
rC•产生-复合噪声，热噪声
rf噪声，产生■复合噪声
6、在非相干探测系统中
rA•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
CB•检测器貝响应入射其上的平均光功率
CC.具有空间滤波能力
rD.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
rA•半导体非木征吸收时，产生电子一空穴对
B.朵质半导体木材料不会发生本征吸收
CC•半导体对光的吸收与入射光波长有关
rD・非木征吸收时，吸收的能址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.热电堆的测址误差比热电偶小
B•热电堆的测量分辨率比热电偶高
C•热电堆的光电灵墩度比热电偶高
'D.两者均基于光热效应
9χ下列哪一种探测辭的枳分灵敏度定标时.要用到色温2856K的白炽灯标准光源
CA.热电偶
rB•确镉汞红外探测器
C
D・热释电探测器
IOX克尔盒工作的基础是某些光学介质的
「A.电光效应
rB.磁光效应
CC.声光效应
D.以上都不是
简答题（共5道，每题8分）
IX光电探测器的物埋效应主婆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。
十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、婆对光戦波的偏振态进行调制，可用的方法有哪些
4、什么要对笊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总:
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，光电技术在红外液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⅛⅛（BaCkgrOUndLImitedPhOtOdeteCtOrt简称BLIP）O试用黑体辐射的有关定律解禅为什么存在红外背景限
讣算题（共1道，10分）
求辐射亮度为L的补向同性血积元在张角为Q的圆锥内所发射的辐射能通虽。
设汁题（共1道，15分）
设计一个利用参考探测器测虽硅光电池光谱响应特性的光电系统，利用该测址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濡作为参考（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（5分）
3.画出测虽系统示总图。
（5分）
光电技术自动成卷系统
单选题（10題，20分）：
简答题（5题，40分）：
综合题（1题，15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枳分灵墩度定标时.婆用到的标准光源为
积分灵敏度定标时，耍用到的标准光源为枳分灵敏度定标时，要用到的标准光源为
C.色溫2856K标准白炽灯
激光二极管
2、有关热电探测器，下Ifti的说法哪项是不正确的
A•有关热电探测器，下倆的说法哪项是不正确的
'B•响应时间为亳秒级
CC.器件吸收光子的能虽，使其中的非传导电子变为传导电子
CD.符种波长的辐射对干器件的响应都有贡献
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IRFPA低1个量级以上
C探测器阵列
rB.藝晶硅热电堆阵列
r探测器阵列
r探测器阵列
4、在迈克尔逊「•涉仪中.下列方法中那种方法不能实现相位变化
CA.改变测虽光路几何长度
rB.在测虽光路中插入玻璃板
CC.改变输入光的光强
D.移动测虽光路反射镜
5、对于P型半导体來说•以下说法正确的是
A•电子为多子
CB.空穴为少子
rC.在能带图中施主能级釜近于导带底
CD.在能带图中受主能级靠近于价带顶
6χPAL电视制式，哪组参数是不正确的：
A・场周期20ms.帧频为25Hz
C•帧频为50Hz.载频带宽为
rD•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。
CA.波长
rB•角度
rC•输入电流
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
「A・光谱响应范围相片宽•它们组合起來后可以覆盖从紫外、可见光.近红外延伸
至远红外波段甚至极远红外的光谱响
CB•工作电流大•可达数奄安：
CC・在强光弱光照射下，光电转换线性度均好：
CD・灵敬度商，光电导增益可大干1。
9、对于光敬电阻，下列说法不正确的是：
rA.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
CC.光敬电阻具有前历效应
rD•光敬电阻光谱特性的峰值波长，低温时向长波方向移动
IOX泡克耳斯效应属于：
A.电光效应
B.磁光效应
C.声光效应
1D.以上都不是
简答題（共5道，每题8分）
IX试述辐射调制的总义•目的作用和分类。
2、何谓“太赫兹辐射”它的波长范用为女少频率范碉又为女少它在电磁辐射波谱中的位宜如何
3、怎样理解光电倍増管的阴极灵敬度与阳极灵敬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•你有哪些技术描施这些技术措施幹有什么特点
综合题（共1道，15分）
已知黑体的温度为500K,出光孔径直径ICn1：
黑体小孔与光电探测器的距离2.5m,大气透射比，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）
（1）已知Si-PlN光电二极管的址子效率∏=•波长λ=μm,计算它的响应度。
（2）已知Ge-PIN光电二极管的虽子效率n=＞波长λ=μm,计算它的响应度。
设计题（共1道，15分）
设计一个检测园柱体匸件的光电系统。
要求：
1.画出检测框图：
2、简述丄作丿京理
光电技术自动成卷系统
单选题（10题，20分）：
简答题（5题，40分）：
综合题（1题，15分）：
计算题（1题•10分）：
设计题（1题，15分）
选择題（共10道•每题2分）
1、下列光电器件，明I；种器件正常工作时需加100-2OOV的岛反斥
光电二极管光电二极管
「C•雪崩光电二极管
广D.光电三极管
2、下列关于探测器的噪声•说法不正确的是
「A.通过提商探测器的工作频率可以降低1/f噪声
rB.通过一定的措施可以完全消除散粒噪声
CC.探测器的噪声越小.其可探测的信号越弱
rD•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
fA•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
CB.检测器只响应入射其上的平均光功率
f'C.具有空间濾波能力
CD.具有光谱濾波能力
4、某检测电路的帯宽为IOKHz,将该电路和锁相放大器相连接.设后者的噪声等效带宽为,则信噪比可改善（）倍
C
r
r
广
5、下列关于热电偶和热电堆的说法不正确的是
A•热电堆的测虽误差比热电偶小
B.热电堆的测虽分辨率比热电偶ι⅛
C.热电堆的光电灵敏度比热电偶r⅛
D.两者均基于光热效应
6、下列探测器中可用于光子计数器的是
A.热释电探测器
B・光墩电阻
C•光电二极管
D.光电倍増管
7、以下关于IRFA器件说法不正确的是
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是一类用于凝视型热成像系统的血阵成像器件可由SI光电探测器阵列和CCD构成
8、设调幅光波的载波频率为5kHz∙调制信号的频率为IOOHZO为「检测该调幅波.光电检测电路合适的匸作带宽为
kHz
9、对于低压汞灯利白炽灯光谱•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溫度來描述
C.二者的光谱都可以用分布温度來描述
D.二者的光谱都可以用色温來描述
10、下列关于光调制的说法不正确的是
rA・下列关于光调制的说法不正确的是
rB.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
rD.利用光信号调制技术可以提商系统的信噪比
简答題（共5道•每題8分）
1、光电池和光电二极管有哪些主要区别
2、要对光轶波的偏振态进行调制，可用的方法有哪些
3、什么要对収元光电信号进行二值化处理讯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总:
义有哪些
4、光伏探测器的响应时间由哪些因素决定
5、光伏探测器匸作在PN结的伏安特性曲线的哪些区域
综合題（共1道，15分〉
已知照体的富度为500K.出光孔径直径ICnn黑体小孔与光电探测器的距离2.5m,大气透射比，试汁算黑体在探测湍上的辐照度（提示：
黑体小孔可以视为余弦辐射体）。
并讨论.如果将黑休换成别的光学目标.如黑土或者坦克.上述计算结杲会有怎样的变化
计算題（共1道，10分）
喷气机的尾喷口可看作灰体•其反射率ε=.设喷口的直径为D=50cm.温度为1000K.大气的透射率为.求Ikm外每平方厘米面积上所能接收到的昴大辐射能通址。
设计題（共1道，15分〉
设讣一个测虽红外诱饵（l~6μm）的光谱辐射特性的系统。
要求：
L解释光谱辐射特性•并指明有哪几种可行的测址方法
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
光电技术自动成卷系统
单选题（10趣，20分）:
简答题（5题•40分）：
综合题（1题，15分）:
计算题（1題•10
分）：
设计题（1题•15分）选择題（共10道，每题2分）
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
rA•光波的幅度大小，变化频率或变化相位上
rB・光通量的幅度大小.变化频率或变化相位上
rC.参考光信号通道上
rD.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
CA.利用下述哪种光电探测器可以探测埋在地下的发热目标
rB.红外热像仪
CC.可见光CCD相机
f"D.光电倍増管
3、克尔盒匸作的基础是某些光学介质的
fA.电光效应
B.磁光效应
C•声光效应
'D.以上都不是
4、光墩电阻的暗电导为2S（西门子）•在200LX的光照下亮暗电导之比为100:
1光电
导为：
5、在光与半导体相互作用的过程中.下列说法正确的是
rA・同一半导体对不同波长的光具有相同的吸收系数
rB.任一波长的光照射在半导体上都可以产生电子-空穴对
rC.在朵质半导体中不可能发生木征吸收
CD.通过在半导体的端面加谐振腔可以提商半导体对光的吸收
6、下列光电器件，哪种器件正常丄作时需加100-200V的商反压
C光电二极管
C光电二极管
rC•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
CA.通过提高探测器的工作频率可以降低1/f噪声
rB.通过一定的描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
D.降低探测器的匚作溫度可以减小探测器的热噪声
SX依据光电器件伏安特性，下列哪些器件不能视为恒流源:
'A.光电二极管
rB.光电三极管
rC.光电倍増管
CD・光电池
9、某检测电路的帯宽为IOKHz.将该电路和锁相放大器相连接.设后者的噪声等效带宽为.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
A.热释电探测器
B.光墩电阻
C•光电二极管
D.光电倍増管
简答題（共5道，每题8分）
1、指出黑体、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讣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，研尤黑体的总义是什么
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它的噪声等效功率就一定很小.从而它的探测能力就越强
综合題（共1道.15分）
已知黑体的温度为500K,出光孔径直径ICm：
黑体小孔与光电探测器的距离2.5m,大气透射比，试汁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
计算題（共1道，10分）
假设调制波是频率为500Hz、振幅为5Y、初相位为0的正弦波，载波频率为IOkHz.振幅为50V.求调幅波的表达式、带宽及调制度。
设计題（共1道•15分）
利用你学过的光电技术知识，设讣一个测址光学介质折射率的光电系统。
要求：
L≡⅛检测框图：
2•简述工作原理：
3.导出光学介质折射率表达式。
光电技术自动成卷系统
单选题（10题，20分）:
简答题（5题.40分）：
综合题（1题.15分）:
计算题（1題•10
分）：
设计题（1题•15分）
选择題（共10道.每题2分）
1、光学外差探测与直接探测相比，外差探测有许多突出的特点•下列说法中不正确的是:
A-探测灵敏度ι⅛
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木振光不要求是埋想相干的爪频单•模光
2、硅光电池在（）情况下有垠大的功率输出
A-开路
B.自偏辻
C.零伏偏宜
D.反向偏置
3、一支He-Ne激光器输岀的UnI波长激光光谱属于
A.近红外波段
rB.中红外波段
f^C.远红外波段
CD.可见光波段
4、下列探测器中•的光敬元件电阻会因光敬元件吸收光辐射能虽、温度升岛而发
生变化
CA・热电偶
CB・热电堆
CC.测辐射热计
rD・热释电探测器
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出图像信息的功能器件：
rB・像管是一类直视型光电成像器件.输出可供人眼直接观察的图像：
CC.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：
rD•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
A・热电偶
'B・热电堆
rC.测辐射热计
CD•热释电探测器
7、有关热电探测器，下而的说法哪项是不正确的
CA.光谱响应范用从紫外到红外几乎都有相同的响应
rB.响应时间为毫秒级
rC.器件吸收光子的能址，使其中的非传导电子变为传导电子
CD.各种波长的辐射对于器件的响应都有贡献
SX下列不屈于光电倍増管特性的是：
CA・增益高
rB.响应速度快
rC•体积小
CD.具有光谱选择性
9、锁相放大器有三个主婆组成部分，下血哪个部分不是其组成部分
CA•信号通道
CB.参考通道
rC.収样模拟开关
rD.相敏检波
10、下列关于光强的说法不正确的是：
A.光强是能流密度坡卬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虽。
简答題（共5道•每题8分）
K什么是信噪比的信号噪声限（址子噪声限八背景噪声限和热噪声限
2、简述变像管和图像増强管的基木结构。
IfIi阵CCD有几种匸作模式各有什么优缺点
3、写出硅光电二极管的全电流方程•说明各项的物理总义。
4、简述光电导式摄像管和光电发射式摄像管的基木结构和L：
作原理。
5、为什么在光照度増大到一定程度后，硅光电池的开路电斥不再随入射照度的増大而増大硅光电池的最大开路电压为女少为什么硅光电池的有载输出电斥总小于相同照度下的开路电压
综合逖（共1道•15分）
除木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商迁移率的半导体材料（⅛∣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IOOO-2000Mmo试比较这三种光电导探测器光谱响应范困的差别。
计算題（共1道•10分）
室温（300K）条件下•探测器源电阻RS=IOkoO
1•讣算噪声带宽IMHZ时的热噪声均方根电压和均方根电流务等于多少（10分）
2.指出降低热噪声的主要途径。
（5分）
设计題（共1道，15分〉
利用光电测虽的方法，可以实现非接触测：
SC试用你所学过的知识，设计一个光电测址系统，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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