南理工研究生工程光学复试

填空

1.光电传感器的作用（）

2光电效应的光电探测器（）（）（）（）等 3具有光电倍增的器件有（）（）等

4半导体对光的吸收有（）（）（）（）等半导体对光的吸收主要是（） 5 热电探测器是将辐射能转化为（）能，然后再把它转化为（）能的器件 6光外差法的物理机理是（）

7光电探测器中主要的固有噪声有（）（）（）（）等 8 简单光学目标的形位检测方法：几何中心法和（） 二 概念说明 1、积分响应率 2、外光电效应 3、等效噪声功率 4、黑体

三 简述、计算题

1 一种光电材料的逸出功为0.67Ev，试计算该材料的红限波长。（普朗克 常数h＝6.626*10-34(J.s)，光速C＝2.998*108(m/s)，电子电量e＝1.6*10-19库仑）

2、光敏电阻R与RL＝20kΩ的负载电阻串联后接于Vb＝12V的直流电源上，无光照时负载上的输出电压为V1＝20mV，有光照时负载上的输出电压为V2＝2V，求 ①光敏电阻的暗电阻和亮电阻值②若光敏电阻的光电导灵敏度Sg＝6×10－

6

s/lx,求光敏电阻所受的照度.

3、简述发光二极管的发光原理，发光二极管的外量子效率与哪些因素有关。

4、简述光盘存储工作原理。

5、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？

6、利用光电信息技术测量速度有几种方法？为什么说激光多普勒测速技术的精度高，可信度也高？

05年试题

1.LED的优点（）A寿命短 B体积大 C功耗大 D发光效率高 2.光电检测的核心（）A处理电路 B发光管 C 透镜D 光电传感器 3.可作为单色光源的有（）Ahe-ne激光B发光二级管C日光灯D卤钨灯 4.内光电效应的光电探测器（）A热释电探器B光电管C光电倍增管D雪崩二极管

5.具有光电倍增的器件有（）A光电管B光电倍增管C光电二极管D光敏电阻

6.响应频率较高的探测器（）A雪崩二极管B光敏电阻C硒光电池D热释电器件

7.对于微弱的光信号的探测，采用的方法是（）A单电路直读法B双光路比较法C指零法D光外差法

8.热释电探器的工作的物理机理是（）A光伏特效应B光电导效应C热电效应D外光电效应

9.光外差法的物理机制是（）A光的反射B光的偏振C光的干涉D光的折射

10.光电探测器的主要作用是（）A光信号的放大B光信号转换成电信号C电信号转换成光信号D光信号的调制

概念说明（30） 1.光电导效应 2.光谱响应率 3.CCD转移效率 4.等效噪声功率 5.相干探测 原理说明（60）

1.介绍光电检测的5种基本形式 2.说明雪崩二极管的工作原理 3.说明CCD器件的工作原理 4.说明激光器的工作原理 5.说明光电倍增管的工作原理

6.为什么光外差探测法有利于探测微弱光信号 设计题

1.设计一套测量材料透过率的光电测试自动装置，要求消除光源的不稳定性的因素的影响，说明工作原理画出原理框图

2.设计一台有合作目标的光电测距装置，说明工作原理画出原理框图

06年 填空

1.光电检测的核心（）A处理电路B光电管C透镜D光电传感器

2.光的能量（）A与光的频率成反比B与光的波长成反比C与光的频率无关D与光的波长无关

3.可用作干涉光源的有（）Ahe-ne激光B发光二级管C钠灯D卤钨灯 4.内光电效应的光电探测器（）A光电池B光电管C光电倍增管DLED 5.具有光电倍增的器件（）A光电管B光电二极管C雪崩二极管D光敏电阻 6.响应频率较高的探测器（）A雪崩二极管B光敏电阻C硒光电池D热释电器件

7.可消除光源的影响，采用的方法有（）A单光路直读法B双光路差动法C指零法D双光路补偿法

8.热释电探器的探测是（）A光强度B温度的变化C电压D温度的大小 9.光外差法的可检测（）A光的相位B光的强度C光电流D光电压

10.光电探测器的主要作用是（）A光信号的放大B光信号转换成电信号C电信号转换为光信号D光信号的调制 概念

1.光伏效应 2.光电导效应 3.调制

4.光学多普勒效应 5.萨那克效应 原理说明

1.说明光电倍增管的工作原理

2.为什么光外差探测法有利于探测微弱光信号 3.说明热释电探测器的工作原理 4.说明莫尔条纹检测的工作原理 5.说明但光路指零法的工作原理

6.举例说明为什么光学干涉仪可以看做是光载波的光学调制和解器的结合，从信号调制的角度看，光学信息可做怎样的分类（求画图说明） 设计题 要求（1）绘出工作原理图 （2）绘出原理框图 （3）说明工作原理

1.设计一套测量材料透过率的光电测试自。不稳定性的因素的影响。 2.设计一台激光测距装置 选择

1.可做单色光源（）Ahe-ne激光B发光二级管C日光灯D卤钨灯 2.硅光电池在（）情况下有最大的功率输出A开路B自偏置C零伏偏置D反向偏置

3.用光电法测量某高速转轴（15000r/min）的转速时 最好选用（）光电接收器A PMT B Cds光敏电阻C 2CR42硅光电池D 3DU型光电三极管

4.内光电效应的光电探测器（）A光电二极管B光电管C光电倍增管D雪崩二极管

5.具有光电倍增的器件（）A光电管 B PSD C雪崩二极管D光敏电阻 6.对于微弱的光信号的探测，采用的方法是（）A单电路直读法B双光路比较法C指零法D光外差法

7.若要检测脉宽为10-7光脉冲，应选用（）的光电变换器件A PIN型光电二极管B光敏电阻C PN结型光电二极管D 2CR11硅光电池

8.热释电探器的工作的物理机理是（）A光伏特效应B光电导效应C热电效应D外光电效应

9.光外差法的物理机理是（）A光的反射B光的偏振C光的干涉D光的折射

10.光电探测器的主要作用是（）A光信号的放大B光信号转换成电信号C电信号转换成光信号D光信号的调制 原理说明

1.说明光电倍增管的工作原理，说明其阴极灵敏度和阳极灵敏度的区别和关系，以及短波限和长波限由于什么因素决定

光电倍增管由阴极K，光电子发射光学系统 倍增系统和阳极a构成。其工作原理为，当光照射到光电阴极上，阴极K发出光电子，在聚焦极D的作用下会聚成一束高速电子束，打在第一倍增极D1上，在D1上激发出许多二级电子，在电场作用下，电子作用下，电子束又会聚到倍增极D2上，再次激发出更多的二级电子。。。最后被阳极a接收，即输出放大了的电流，并在负载上形成电压信号

2.比较2CU型光电二极管和2DU型硅光电二极管的结构特点，说明引入环级意义

雪崩光电二极管是利用雪崩效应而制成的，当外加反向电压后，光照射到P-N结时，激发出光电子并进入到P-N结内在外加的强电场作用下与晶格原子发生碰撞，电离出电子空穴对，这些新电离的电子空穴对在电场的作用下，加速向相反方向运动。并获得能量，又激发出新的电子空穴对，重复上述过程，在P-N结的内部将产生较大的经放大的电流，这就使雪崩效应。雪崩二极管有较大的内增益，其工作电压略小于击穿电压

3.说明CCD器件的 驱动频率上限和下限的限制因素

电荷耦合器件（CCD）由金属栅极，氧化物层，P-N结构成，当金属栅极P-N结

加上正向电压，金属费米能级相对于P-N结能带下降，形成耗尽层，电压越大势阱越深，点喝酒存储于势阱中，在相邻两个势阱中，利用电压的高低来抵制电荷的移动，电压小，势阱浅的电子流向电压高，势阱深的地方，从而达到电荷按一定方向转移

4.热释电器件的工作原理，为什么他不能在直流状态下工作 （1）决定工作频率下限因素f＞1 3? t少数载流子的平均寿命工作频率的上线t从一个电极转移到另一个电极所需的时间t，热电晶体是电压晶体中的一种，具有非中心对称的晶体结构自然状态下，在某个方向上正负电荷中心不重合，从而晶体表面存在着一定量的极化电荷，称之为自发极化，晶体温度变化时，可引起晶体的正负电荷中心发生位移，因此表面上的极化电荷即随之变化

温度恒定时，因晶体表面吸附有来自于周围空气中的异性电荷，而观察不到的自发极化现象，当温度变化时，晶体表面的极化电荷随之变化，而他周围的吸附电荷因跟不上他的变化，失去电的平衡，这时即显现出晶体的自发极化现象。这一过程的平均作用时间为???,式中，?为晶体中的介电常数?为晶体的电导率，

?1所以，所探测的辐射是必须变化的，而且只有辐射的调制频率f＞才有输出

?

5.与非相干探测相比，光外差探测法具有哪些优点，为什么能测微弱信号

6.叙述光盘存储和读出的工作原理 计算

1.本征半导体材料Ge在297k下其禁带宽度Eg=0.67(eV)先将其掺入杂质Hg,锗掺入汞后其成为电离能Ei=0.09(eV)的非本征半导体，试计算本征半导体Ge和非本征半导体锗汞所制成的光电探测器的截止波长

2.已知硅光电二极管2DU的灵敏度Si=0.5μ A/mw,节间电导G=0.005μs,转

???折点电压Vm=10V,输入光通量，=0 +m sinwt=5μ+3μwsinwt,电源电压Vh=40V，求取得最大输出功率时直流偏置电阻和输入放大器的电压。电流。功率

设计（电脑复试资料3 ）

1.设计用一维PSD作为距

2.右图，给出了一维直线扫描原理图和信号变换过程示意图，同时包括了图像采集和显示两个部分，试定量说明图像扫描实现时空和光电双重变换的过程和关系 填空

1.作为一个完整的检测系统应包括信息的获得，变换处理和显示几个部分，因此光电检测系统由( 光电传感器 )(处理电路)(显示控制)等三个部分组成 2.光电变换结构形式有（反射式）（透射式）（辐射式）（遮挡式）（干涉式） 3.时变光信号的直接测量有直读法（指零法）（差动法）（补偿法）

4.激光打印光的六个过程是（硒鼓带电）（扫描曝光）（静电成像）（着色打印）（热压定形）（清洗硒鼓）

5.简单光学目标的位置检测大致可分为（几何中心检测法）（亮度中心检测法）两种方法

6.吸收法浓度检测的原理是 朗伯-比尔定理 它适用于气体，固体，液体。不适用于胶体 名词解释

1.光学调制：使光载波信号的一个或几个特征参数按照传送信息的特征变化以实现信息检测传送的方法（光学解调：从已调制信号中分离提取出有用信息的过程叫做解调或者检波）

2.光学多普勒效应：

2.右图，给出了一维直线扫描原理图和信号变换过程示意图，同时包括了图像采集和显示两个部分，试定量说明图像扫描实现时空和光电双重变换的过程和关系 填空

1.作为一个完整的检测系统应包括信息的获得，变换处理和显示几个部分，因此光电检测系统由( 光电传感器 )(处理电路)(显示控制)等三个部分组成 2.光电变换结构形式有（反射式）（透射式）（辐射式）（遮挡式）（干涉式） 3.时变光信号的直接测量有直读法（指零法）（差动法）（补偿法）

4.激光打印光的六个过程是（硒鼓带电）（扫描曝光）（静电成像）（着色打印）（热压定形）（清洗硒鼓）

5.简单光学目标的位置检测大致可分为（几何中心检测法）（亮度中心检测法）两种方法

6.吸收法浓度检测的原理是 朗伯-比尔定理 它适用于气体，固体，液体。不适用于胶体 名词解释

1.光学调制：使光载波信号的一个或几个特征参数按照传送信息的特征变化以实现信息检测传送的方法（光学解调：从已调制信号中分离提取出有用信息的过程叫做解调或者检波）

2.光学多普勒效应：

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