2020年光电信息技术考卷

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2019～2020学年冬季学期试卷B课程名：光电信息技术课程号：07276094学分：3应试人声明：特殊时期，线上考试。准备好答题纸，可以不抄题目，写好题目编号作答。每个人的序号与姓名写到每一张答题纸左上角。规定时间2小时答完，拍好照片，附件上传。不能另外时间上传，到时网上自动关闭。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一二三四五六七八得分简答题：一、（本题4分）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.二、（本题6分）电子在低能级与高能级之间可以有三种跃迁形式，简述这三种跃迁的特点及区别，并画出示意图。三、（本题8分）下图是数字光纤通信系统，请标示出图中1、2、3、4器件名称，并简述各部分的功能作用。电发送机电接收机1234成绩第2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。四、（本题10分）利用射线理论结合下图：（1）分析光波在阶跃折射率分布光纤中导光原理，（2）论述光纤中数值孔径NA的定义及物理含义，（3）已知一光纤纤芯折射率n1=1.455，纤芯与包层相对折射率差为0.00343，求此光纤的数值孔径。图中，n0、n1、n2分别为空气、纤芯和包层折射率，i为空气-纤芯界面，光线入射角。n2n1n0θiθrφ五（本题10分）下图是1.55μm波段掺铒光纤放大器结构系统图，请标示出1、2、3图中器件名称，并分别说出各器件作用及掺铒光纤放大机理，同时，举例应用场景至少1项，并简单解释其应用过程。第3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。六、（本题10分）结合下图，说明光电倍增管的各部分组成及其作用；同时，举例应用场景至少2项，并简单解释其应用过程。论述题：七、（本题16分）简述OTDR基本原理，并结合下图论述其工作过程；同时，举例OTDR应用场景至少2项，并简单解释其应用过程。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)第4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。八、（本题18分）FP腔激光器稳定工作的振幅条件和相位条件分别是什么?并阐述其含义。若谐振腔长为0.3mm，其中充满了AlGaAs半导体材料，并求：（1）相邻模间的频率间隔；（2）相邻模间的波长间隔。（其中AlGaAs的折射率为3.6，光波长为0.82μm）。（腔长L，功率增益系数为g，端面反射率分别为1R、2R，腔内总损耗率为int）。（3）根据激光原理，简述激光产生的三个基本条件，并举例说明应用场景至少2项，简单解释其应用过程。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九、（本题18分）下图是两种典型发光器件的输出光功率P-I曲线特征图，请分别标示出（a）(b)的名称，并分别说明其发光原理与输出光功率特性；同时，分别举例说明应用场景至少2项，并简单解释其应用过程。(a)(b)