光电信息技术2013春试卷a(空白卷)0417a

第1页(共4页)注：教师应使用计算机处理试题的文字、公式、图表等；学生应使用水笔或圆珠笔答题。上海大学2012～2013学年春季学期试卷课程名：光电信息技术课程号：07276094学分：3应试人声明：我保证遵守《上海大学学生手册》中的《上海大学考场规则》，如有考试违纪、作弊行为，愿意接受《上海大学学生考试违纪、作弊行为界定及处分规定》的纪律处分。应试人应试人学号应试人所在院系题号一二三四得分一、选择题（20小题，每题1分，共计20分）1.（）物体受到光照后向外发射电子的现象称为光电发射效应，多发生于：A.金属和金属氧化物B.金属和半导体C.半导体和金属氧化物D.半导体2.（）最早发现的光电现象是：A.光电发射效应B.光电导效应C.光生伏特效应D.热释电效应3.（）下面不属于光学辐射的是：A.紫外辐射B.可见辐射C.红外辐射D.γ射线4.（）点源朝某方向的辐射（发光）强度I，点源和面元之间距离d，面元法线和入射光线夹角为θ，则点辐射(光)源在处于某方向的面元上建立的照度E满足如下关系：A.E=Isinθd2B.E=Isinθ/d2C.E=Icosθ/d2D.E=Icosθd25.（）在垂直于发光平面上，面发光LED辐射图呈朗伯分布，即：A.P(θ)=P0sinθB.P(θ)=P0cosθC.P(θ)=P0sin2θD.P(θ)=P0cos2θ6.（）光电倍增管光谱特性的长波阈值决定于：A.光电阴极材料B.光窗C.阳极D.电子光学系统7.（）光敏电阻优点不包括：A.光谱响应相当宽B.所测的光强范围宽C.无极性之分D.频率特性高8.（）通常硅光电池使用的结温不允许超过：A.125度B.25度C.75度D.250度9.（）Sagnac效应是指在任意几何形状的闭合光路中，从某一点观察点发出的一对光波沿相反方向运行一周后又回到该观察点时，这对光波的相位（或它们经历的光程）将由于该闭合环形光路相对于惯性空间的旋转而不同，其相位差（光程差）的大小：A.与开合光路的转速速率成正比B.与闭合光路的转速速率成正比C.与开合光路的转速速率成反比D.与闭合光路的转速速率成反比10.（）根据检测原理光电检测的基本方法不包括：A.直接作用法B.差动法C.补偿法D.投射法11.（）以v表示光源S对于观察者P的相对运动速度，以α表示相对速度方向和光速进行方向(即光源到观察者的方向)的夹角。由于多普勒效应，观察者P接收到的光波频率f可表示为：A.f=f0(1+vsinα/c)B.f=f0(1+vsinαc)C.f=f0(1+vcosα/c)D.f=f0(1+vcosαc)12.（）假设n0和n1分别为空气和纤芯的折射率，入射角为θi，则光纤集光能力的光纤数值孔径NA为：A.n0cosθiB.n0sinθiC.n0/cosθiD.n0/sinθi13.（）用衰减系数表示光纤的衰减特性，假设某段光纤的输入功率为1mW，输出功率为0.1mW，总长度为100km，则该光纤的衰减系数为：A.0.1dB/kmB.0.2dB/kmC.0.25dB/kmD.0.5dB/km14.（）光接收机通常由如下哪些组成：A.调制器、前置放大器、主放大器和均衡器B.光电检测器、线路编码器、主放大器和均衡器C.光电检测器、前置放大器、主放大器和光源D.光电检测器、前置放大器、主放大器和均衡器15.（）误码率集中反映了脉冲波形失真和噪声等因素的影响，数字通信系统误码率通常要求低于：A.10-8B.10-9C.10-10D.10-11。16.（）ITU-TG.692建议，DWDM系统的光波绝对参考频率为193.1THz（对应的波长为1552.52nm），信道的频率间隔应为的：A.20GHzB.50GHzC.100GHzD.200GHz17.（）1.55μm波段掺铒光纤放大器EDFA主要由下面哪些组成：A.掺铒光纤(EDF)、泵浦光源、耦合器、光隔离器及光滤波器B.掺铒光纤(EDF)、泵浦光源、光纤光栅、光隔离器及光滤波器C.掺铒光纤(EDF)、泵浦光源、耦合器、光纤开关及光滤波器D.掺铒光纤(EDF)、泵浦光源、耦合器、光隔离器及光电继电器18.（）根据网络的规模，可将网络分为三类，为：A.总线形网络，城域网，广域网B.局域网，环形网络，广域网C.局域网，城域网，星形网络D.局域网，城域网，广域网19.（）光纤光栅是利用光纤的什么效应：A.热光效应B.电光效应C.磁光效应D.光折变效应20.（）法拉第电流传感器中，通过光纤的光偏振面偏转角：A.与被测电流及光纤的匝数成正比，与光纤圈半径大小无关B.与被测电流及光纤的匝数成反比，与光纤圈半径大小无关C.与被测电流及光纤的匝数成正比，与光纤圈半径大小有关D.与被测电流及光纤的匝数成反比，与光纤圈半径大小有关成绩第2页(共4页)二、填空题（20小题，每题1分，共计20分）1.光电倍增管的电子光学系统主要有两个任务，其中一个任务是使前一级各部分发射出来的电子，落到后一级上时所经历的时间尽可能相同，使最小。2.为了克服PIN的缺点，做进一步的改进，使光生电流在其内部先进行放大这就要求光电管具有雪崩增益作用，具有这种功能的光电管称为。3.CCD是一种半导体集成器件，它由、移位寄存器、电荷转移栅等部分组成。4.在长途通信系统中，光信号在光纤中受到损耗、的影响，质量变差，因此还需在中途进行中继，即对信号进行放大、整形，以获得高质量的信号。5.电信号转换为光信号的调制方式有与间接调制两种形式。6.根据光纤是否对被测量敏感，可分为元件型和传感器。7.能量最高的是价电子填满的能带称为价带，价带与导带之间的区域称为。8.完全纯净和结构完整的半导体称为。9.矩形光波导结构的激光腔在垂直于结平面的方向，由于谐振腔很薄，这个方向的场图总是。10.在某一温度范围内，从外观看属于具有流动性的液体，但同时又是具有光学双折射性的晶体成为液晶，按分子排列方式的不同，液晶可分为层列液晶、、胆甾相液晶。11.等离子体显示板是利用进行显示的平面显示板，可以看成是由大量小型日光灯排列构成的。12.光电信息转换器件加电压但不受光照时产生的电流称为。13.光电倍增管主要由光窗、光电阴极、电子光学系统、和阳极等五个主要部分组成。14.处于明适应条件下的视觉叫。15.过二球面曲率中心的直线称为透镜的。16.热释电效应指的是某些晶体的电极化强度随而释放表面吸附的部分电荷。17.太阳能电池基于的光电效应为。18.常见四种光调制的方法为强度调制、相位调制、、频率和波长调制。19.电子在低能级与高能级之间可以有3种跃迁：受激吸收、自发辐射、。20.增益介质的折射率典型值为3.5，因而解理面的反射率为。三、计算/证明题（3小题，共计20分）1.在光电发射效应中，假设ν为入射光频率，me为光电子的质量，φ0为光电阴极的逸出功，则出射光电子的最大速率vmax为多少？对应材料的红限为多少？其中普朗克常量为h。（6分）解：2.证明光电导的长波限λc=1.24/ΔE，其中λc以μm为记，ΔE以eV计。其中h=6.626×10-34J·s，1eV=1.6×10-19J.（6分）证明：第3页(共4页)3.结合如下FP腔激光器的示意图，推导FP腔激光器稳定工作的振幅条件和相位条件，并阐述含义。（8分）注入电流有源区解理面解理面L增益介质R1R2z=0z=L注入电流有源区解理面解理面L注入电流注入电流有源区解理面解理面L增益介质R1R2z=0z=L增益介质R1R2z=0z=Ln解：四、论述题（4小题，每小题10分，共计40分）1.结合如下图，叙述场镜的概念和作用。其中1-物镜；2-视场光阑；3-场镜；4-探测器。2.论述大面积激光器的两种改进结构的特点及意义，请绘制出相应的结构示意图。第4页(共4页)3.什么是OTDR？结合如下图，论述其基本原理及工作过程。脉冲激光光源后向散射回波传感光纤3dB光电检测与信号处理系统脉冲激光光源后向散射回波传感光纤3dB光电检测与信号处理系统相对回波光功率初始脉冲作用点终端费涅尔回波长度Z相对回波光功率初始脉冲作用点终端费涅尔回波长度Z(a)(b)4.CCD中移位寄存器由哪些部分组成？结合下图，论述其结构特点及工作原理。(f)