南理工研究生工程光學(xué)復(fù)試

1、填空1.光電傳感器的作用（）2光電效應(yīng)的光電探測(cè)器（）（）（）（）等3具有光電倍增的器件有（）（）等4半導(dǎo)體對(duì)光的吸收有（）（）（）（）等半導(dǎo)體對(duì)光的吸收主要是（）5 熱電探測(cè)器是將輻射能轉(zhuǎn)化為（）能，然后再把它轉(zhuǎn)化為（）能的器件6光外差法的物理機(jī)理是（）7光電探測(cè)器中主要的固有噪聲有（）（）（）（）等8 簡(jiǎn)單光學(xué)目標(biāo)的形位檢測(cè)方法：幾何中心法和（） 二 概念說明 1、積分響應(yīng)率 2、外光電效應(yīng) 3、等效噪聲功率 4、黑體 三 簡(jiǎn)述、計(jì)算題 1 一種光電材料的逸出功為0.67Ev，試計(jì)算該材料的紅限波長(zhǎng)。（普朗克 常數(shù)h6.626*10-34(J.s)，光速C2.998*108(m/s)，電子

2、電量e1.6*10-19庫侖） 2、光敏電阻R與RL20k的負(fù)載電阻串聯(lián)后接于Vb12V的直流電源上，無光照時(shí)負(fù)載上的輸出電壓為V120mV，有光照時(shí)負(fù)載上的輸出電壓為V22V，求 光敏電阻的暗電阻和亮電阻值若光敏電阻的光電導(dǎo)靈敏度Sg6×106s/lx,求光敏電阻所受的照度. 3、簡(jiǎn)述發(fā)光二極管的發(fā)光原理，發(fā)光二極管的外量子效率與哪些因素有關(guān)。 4、簡(jiǎn)述光盤存儲(chǔ)工作原理。 5、為什么要引入胖零電荷？胖零電荷屬于暗電流嗎？能通過對(duì)CCD器件 制冷消除胖零電荷嗎？ 6、利用光電信息技術(shù)測(cè)量速度有幾種方法？為什么說激光多普勒測(cè)速技術(shù)的精度高，可信度也高？05年試題1.LED的優(yōu)點(diǎn)（）A壽

3、命短 B體積大 C功耗大 D發(fā)光效率高2.光電檢測(cè)的核心（）A處理電路 B發(fā)光管 C 透鏡D 光電傳感器3.可作為單色光源的有（）Ahe-ne激光B發(fā)光二級(jí)管C日光燈D鹵鎢燈4.內(nèi)光電效應(yīng)的光電探測(cè)器（）A熱釋電探器B光電管C光電倍增管D雪崩二極管5.具有光電倍增的器件有（）A光電管B光電倍增管C光電二極管D光敏電阻6.響應(yīng)頻率較高的探測(cè)器（）A雪崩二極管B光敏電阻C硒光電池D熱釋電器件7.對(duì)于微弱的光信號(hào)的探測(cè)，采用的方法是（）A單電路直讀法B雙光路比較法C指零法D光外差法8.熱釋電探器的工作的物理機(jī)理是（）A光伏特效應(yīng)B光電導(dǎo)效應(yīng)C熱電效應(yīng)D外光電效應(yīng)9.光外差法的物理機(jī)制是（）A光的反射

4、B光的偏振C光的干涉D光的折射10.光電探測(cè)器的主要作用是（）A光信號(hào)的放大B光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)C電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)D光信號(hào)的調(diào)制概念說明（30）1. 光電導(dǎo)效應(yīng)2. 光譜響應(yīng)率3. CCD轉(zhuǎn)移效率4. 等效噪聲功率5. 相干探測(cè)原理說明（60）1. 介紹光電檢測(cè)的5種基本形式2. 說明雪崩二極管的工作原理3. 說明CCD器件的工作原理4. 說明激光器的工作原理5. 說明光電倍增管的工作原理6. 為什么光外差探測(cè)法有利于探測(cè)微弱光信號(hào)設(shè)計(jì)題1. 設(shè)計(jì)一套測(cè)量材料透過率的光電測(cè)試自動(dòng)裝置，要求消除光源的不穩(wěn)定性的因素的影響，說明工作原理畫出原理框圖2. 設(shè)計(jì)一臺(tái)有合作目標(biāo)的光電測(cè)距裝置，說明工作

5、原理畫出原理框圖06年填空1.光電檢測(cè)的核心（）A處理電路B光電管C透鏡D光電傳感器2.光的能量（）A與光的頻率成反比B與光的波長(zhǎng)成反比C與光的頻率無關(guān)D與光的波長(zhǎng)無關(guān)3.可用作干涉光源的有（）Ahe-ne激光B發(fā)光二級(jí)管C鈉燈D鹵鎢燈4.內(nèi)光電效應(yīng)的光電探測(cè)器（）A光電池B光電管C光電倍增管DLED5.具有光電倍增的器件（）A光電管B光電二極管C雪崩二極管D光敏電阻6.響應(yīng)頻率較高的探測(cè)器（）A雪崩二極管B光敏電阻C硒光電池D熱釋電器件7.可消除光源的影響，采用的方法有（）A單光路直讀法B雙光路差動(dòng)法C指零法D雙光路補(bǔ)償法8.熱釋電探器的探測(cè)是（）A光強(qiáng)度B溫度的變化C電壓D溫度的大小9.光

6、外差法的可檢測(cè)（）A光的相位B光的強(qiáng)度C光電流D光電壓10.光電探測(cè)器的主要作用是（）A光信號(hào)的放大B光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)C電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)D光信號(hào)的調(diào)制概念1. 光伏效應(yīng)2. 光電導(dǎo)效應(yīng)3. 調(diào)制4. 光學(xué)多普勒效應(yīng)5. 薩那克效應(yīng)原理說明1. 說明光電倍增管的工作原理2. 為什么光外差探測(cè)法有利于探測(cè)微弱光信號(hào)3. 說明熱釋電探測(cè)器的工作原理4. 說明莫爾條紋檢測(cè)的工作原理5. 說明但光路指零法的工作原理6. 舉例說明為什么光學(xué)干涉儀可以看做是光載波的光學(xué)調(diào)制和解器的結(jié)合，從信號(hào)調(diào)制的角度看，光學(xué)信息可做怎樣的分類（求畫圖說明）設(shè)計(jì)題 要求（1）繪出工作原理圖 （2）繪出原理框圖 （3）說

7、明工作原理1. 設(shè)計(jì)一套測(cè)量材料透過率的光電測(cè)試自。不穩(wěn)定性的因素的影響。2. 設(shè)計(jì)一臺(tái)激光測(cè)距裝置選擇1. 可做單色光源（）Ahe-ne激光B發(fā)光二級(jí)管C日光燈D鹵鎢燈2. 硅光電池在（）情況下有最大的功率輸出A開路B自偏置C零伏偏置D反向偏置3. 用光電法測(cè)量某高速轉(zhuǎn)軸（15000r/min）的轉(zhuǎn)速時(shí) 最好選用（）光電接收器A PMT B Cds光敏電阻C 2CR42硅光電池D 3DU型光電三極管4. 內(nèi)光電效應(yīng)的光電探測(cè)器（）A光電二極管B光電管C光電倍增管D雪崩二極管5. 具有光電倍增的器件（）A光電管 B PSD C雪崩二極管D光敏電阻6. 對(duì)于微弱的光信號(hào)的探測(cè)，采用的方法是（）A

8、單電路直讀法B雙光路比較法C指零法D光外差法7. 若要檢測(cè)脈寬為10-7光脈沖，應(yīng)選用（）的光電變換器件A PIN型光電二極管B光敏電阻C PN結(jié)型光電二極管D 2CR11硅光電池8. 熱釋電探器的工作的物理機(jī)理是（）A光伏特效應(yīng)B光電導(dǎo)效應(yīng)C熱電效應(yīng)D外光電效應(yīng)9. 光外差法的物理機(jī)理是（）A光的反射B光的偏振C光的干涉D光的折射10. 光電探測(cè)器的主要作用是（）A光信號(hào)的放大B光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)C電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)D光信號(hào)的調(diào)制原理說明1. 說明光電倍增管的工作原理，說明其陰極靈敏度和陽極靈敏度的區(qū)別和關(guān)系，以及短波限和長(zhǎng)波限由于什么因素決定光電倍增管由陰極K，光電子發(fā)射光學(xué)系統(tǒng) 倍增系統(tǒng)

9、和陽極a構(gòu)成。其工作原理為，當(dāng)光照射到光電陰極上，陰極K發(fā)出光電子，在聚焦極D的作用下會(huì)聚成一束高速電子束，打在第一倍增極D1上，在D1上激發(fā)出許多二級(jí)電子，在電場(chǎng)作用下，電子作用下，電子束又會(huì)聚到倍增極D2上，再次激發(fā)出更多的二級(jí)電子。最后被陽極a接收，即輸出放大了的電流，并在負(fù)載上形成電壓信號(hào)2. 比較2CU型光電二極管和2DU型硅光電二極管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，說明引入環(huán)級(jí)意義雪崩光電二極管是利用雪崩效應(yīng)而制成的，當(dāng)外加反向電壓后，光照射到P-N結(jié)時(shí)，激發(fā)出光電子并進(jìn)入到P-N結(jié)內(nèi)在外加的強(qiáng)電場(chǎng)作用下與晶格原子發(fā)生碰撞，電離出電子空穴對(duì)，這些新電離的電子空穴對(duì)在電場(chǎng)的作用下，加速向相反方向運(yùn)動(dòng)。并

10、獲得能量，又激發(fā)出新的電子空穴對(duì)，重復(fù)上述過程，在P-N結(jié)的內(nèi)部將產(chǎn)生較大的經(jīng)放大的電流，這就使雪崩效應(yīng)。雪崩二極管有較大的內(nèi)增益，其工作電壓略小于擊穿電壓3. 說明CCD器件的驅(qū)動(dòng)頻率上限和下限的限制因素電荷耦合器件（CCD）由金屬柵極，氧化物層，P-N結(jié)構(gòu)成，當(dāng)金屬柵極P-N結(jié)加上正向電壓，金屬費(fèi)米能級(jí)相對(duì)于P-N結(jié)能帶下降，形成耗盡層，電壓越大勢(shì)阱越深，點(diǎn)喝酒存儲(chǔ)于勢(shì)阱中，在相鄰兩個(gè)勢(shì)阱中，利用電壓的高低來抵制電荷的移動(dòng)，電壓小，勢(shì)阱淺的電子流向電壓高，勢(shì)阱深的地方，從而達(dá)到電荷按一定方向轉(zhuǎn)移4. 熱釋電器件的工作原理，為什么他不能在直流狀態(tài)下工作（1） 決定工作頻率下限因素 t少數(shù)載流

11、子的平均壽命工作頻率的上線t從一個(gè)電極轉(zhuǎn)移到另一個(gè)電極所需的時(shí)間t，熱電晶體是電壓晶體中的一種，具有非中心對(duì)稱的晶體結(jié)構(gòu)自然狀態(tài)下，在某個(gè)方向上正負(fù)電荷中心不重合，從而晶體表面存在著一定量的極化電荷，稱之為自發(fā)極化，晶體溫度變化時(shí)，可引起晶體的正負(fù)電荷中心發(fā)生位移，因此表面上的極化電荷即隨之變化溫度恒定時(shí)，因晶體表面吸附有來自于周圍空氣中的異性電荷，而觀察不到的自發(fā)極化現(xiàn)象，當(dāng)溫度變化時(shí)，晶體表面的極化電荷隨之變化，而他周圍的吸附電荷因跟不上他的變化，失去電的平衡，這時(shí)即顯現(xiàn)出晶體的自發(fā)極化現(xiàn)象。這一過程的平均作用時(shí)間為,式中，為晶體中的介電常數(shù)為晶體的電導(dǎo)率，所以，所探測(cè)的輻射是必須變化的，

12、而且只有輻射的調(diào)制頻率才有輸出5. 與非相干探測(cè)相比，光外差探測(cè)法具有哪些優(yōu)點(diǎn)，為什么能測(cè)微弱信號(hào) 6. 敘述光盤存儲(chǔ)和讀出的工作原理計(jì)算1. 本征半導(dǎo)體材料Ge在297k下其禁帶寬度Eg=0.67(eV)先將其摻入雜質(zhì)Hg,鍺摻入汞后其成為電離能Ei=0.09(eV)的非本征半導(dǎo)體，試計(jì)算本征半導(dǎo)體Ge和非本征半導(dǎo)體鍺汞所制成的光電探測(cè)器的截止波長(zhǎng)2. 已知硅光電二極管2DU的靈敏度Si=0.5 A/mw,節(jié)間電導(dǎo)G=0.005s,轉(zhuǎn)折點(diǎn)電壓Vm=10V,輸入光通量，=0 +m sinwt=5+3wsinwt,電源電壓Vh=40V，求取得最大輸出功率時(shí)直流偏置電阻和輸入放大器的電壓。電流。功率設(shè)計(jì)（電腦復(fù)試資料3 ）1. 設(shè)計(jì)用一維PSD作為距2. 右圖，給出了一維直線掃描原理圖和信號(hào)變換過程示意圖，同時(shí)包括了圖像采集和顯示兩個(gè)部分，試定量說明圖像掃描實(shí)現(xiàn)時(shí)空和光電雙重變換的過程和關(guān)系填空1.作為一個(gè)完整的檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)包括信息的獲得，變換處理和顯示幾個(gè)部分，因此光電檢測(cè)系統(tǒng)由( 光電傳感器 )(處理電路)(顯示控制)等三個(gè)部分組成2.光電變換結(jié)構(gòu)形式有（反射式）（透射式）（輻射式）（遮擋式）（干涉式）3.時(shí)變光信號(hào)的直接測(cè)量有直讀法（指零法）（差動(dòng)法）（補(bǔ)償法）4.激光打印光的六個(gè)過程是（硒鼓帶電）（掃描曝