2007—2008学年度第1学期模拟考试试卷（B卷）
开课学院：理学院 课程名称：光电子技术 考试形式：闭卷 所需时间：120分钟
注意事项：1、教师出题时请勿超出边界虚线；
2、学生答题前将密封线外的内容填写清楚，答题不得超出密封线；． 3、答题请用蓝、黑钢笔或圆珠笔。
一、填空题（50分，每小题5分）
1、受激辐射下光谱线展宽的类型分为均匀展宽和非均匀展宽，其中 均匀展宽主要有 ， 非均匀展宽主要有。 2、常见的固体激光器有 （写出两种），常见的气体激光器有 （写出两种）。
3、电致折射率变化是指 4、光纤色散的主要危害是多模光纤的色散主要有 。 5、光束扫描根据其应用的目的来可以分为
第1页，后者主要应用于 6、在电光调制器中，为了得到线性调制，在调制器中插入一个/4波片，波片的轴向取向为 时最好。 7、单片硅光电池的开路电压约为，短路电流密度约为 。
8、光子效应是指 9、固体摄像器件主要有三大类，它们是
10、液晶是，热致液晶可以分为 二、简答题（50分）
1、简述激光产生的条件、激光器的组成及各组成部分的作用。（10分） 2、声光相互作用可以分为拉曼-纳斯衍射和布喇格衍射两种类型。简述它们产生的条件和特征。（10分） 3、简述光束调制的基本原理。（10分） 4、简述光电探测器的主要特性参数。（10分）
5、简述等离子体的概念和等离子体显示板工作的基本原理。（10分）
3页）
（共
谐振腔：(1) 使激光具有极好的方向性( 沿轴线) 1分 (2) 增强光放大作用( 延长了工作物质 ) 1分 (3) 使激光具有极好的单色性( 选频 ) 1分
2、[答]：产生拉曼-纳斯衍射的条件：当超声波频率较低，光波平行于声波面入射，声光互作用长度L较短时，在光波通过介质的时间内，折射率的变化可以忽略不计，则声光介质可近似看作为相对静止的“平面相位栅”。3分
由出射波阵面上各子波源发出的次波将发生相干作用，形成与入射方向对称分布的多级衍射光，这就是拉曼-纳斯衍射的特点。2分
产生布喇格衍射条件：声波频率较高，声光作用长度L较大，光束与声波波面 间以一定的角度斜入射，介质具有“体光栅”的性质。3分
衍射光各高级次衍射光将互相抵消，只出现0级和+1级（或1级）衍射光，这是布喇格衍射的特点。2分
3、[答]：（1）、以激光为载体，将信息加载到激光的过程，称为调制或光束调制。
2分
（2）、光束具有振幅、频率、相位、强度和偏振等参量，可以应用某些物理的 方法，使其参量之一按照调制信号的规律变化，实现光束的调制，所以光束的 调制可以分为调幅、调相、调频和强度调制等。 3分
（3）、实现激光光束调制的方法根据调制器与激光器的关系，可以分为内调制 和外调制两种。 2分
（4）、具体的激光光束的调制方法，常见的有光电调制、声光调制、磁光调制、 直接调制等。 3分 4、[答]：光电探测器的主要性能参数有： （1）灵敏度R：
Ri
dii
(线性区内)dPP
(A/W)
2007—2008学年度第1学期模拟考试试卷（B卷）
参考解答和评分标准
一、填空题（50分，每小题5分）
1、自然展宽、碰撞展宽、热振动展宽 3分 多普勒展宽与残余应力展宽 2分 2、红宝石激光器、钕激光器或钛宝石激光器 2.5分
He-Ne激光器、CO2激光器或Ar+激光器 2.5分
3、晶体介质的介电系数与晶体中的电荷分布有关，当晶体被施加电场后，将引 起束缚电荷的重新分布，并导致离子晶格的微小形变，从而引起介电系数的变 化，并最终导致晶体折射率变化的现象。 5分 4、使脉冲信号展宽，限制了光纤的带宽或传输容量； 2分 模色散、材料色散、波导色散。 3分
5、模拟式扫描和数字式扫描 2分 各种显示 1.5分 光存储 1.5分 6、快慢轴与晶体的主轴x成45角 5分
7、0.45～0.6V 2.5分 150～300A/m2 2.5分 8、指单个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。3分 对光波频率表现出选择性，响应速度一般比较快。 2分 9、电荷耦合器件、互补金属氧化物半导体图像传感器、电荷注入器件5分 10、液态晶体的简称； 2分 近晶相、向列相和胆甾相三种 3分 二、简答题（50分）
1、[答]：必要条件：粒子数反转分布和减少振荡模式数。 2分
充分条件：起振——阈值条件：激光在谐振腔内的增益要大于损耗。1分 稳定振荡条件——增益饱和效应（形成稳定激光）。 1分 组成：工作物质、泵浦源、谐振腔。 1分 作用：工作物质：在这种介质中可以实现粒子数反转。1分 泵浦源（激励源）：将粒子从低能级抽运到高能级态的装置。1分
第 2页 （共3页）
Ru
duu
(线性区内)dPP
(V/W)
。
2分
Ri——电流灵敏度（积分电流灵敏度），Ru——电压灵敏度（积分电压灵敏度）。
i--光电流，u--光电压，P--入射光功率。
（2）光谱灵敏度R：R（3）频率灵敏度R：Rf（4）量子效率η：
idP
1分
R0
(2f)
2
1分
1分
（5）通量阈Pth和噪声等效功率NEP
通量阈——探测器所能探测的最小光信号功率
hRie
噪声等效功率NEP——单位信噪比时的信号光功率 2分 （6）归一化探测度D*：DD
Af
cmHz
1/2
/W
1分
（7）噪声：依据噪声产生的物理原因,光电探测器的噪声可大致分为散粒噪声、热
噪声和低频噪声三类。 2分
5、[答]： 等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，它是除去固、液、气态外，物质存在的第四态。等离子体是一种很好的导电体，利用经过巧妙设计的电场和磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。 4分 等离子体显示搬是利用气体放电产生发光现象的平板显示的统称。 1分
等离子体显示技术（Plasma Display）的基本原理：显示屏上排列有上千个密封的小低压气体室（一般都是氙气和氖气的混合物），电流激发气体，使其发出肉眼看不见的紫外光，这种紫外光碰击后面玻璃上的红、绿、蓝三色荧光体，它们再发出我们在显示器上所看到的可见光。 5分
第 3页 （共3页）
2007—2008学年度第1学期模拟考试试卷（B卷）
开课学院：理学院 课程名称：光电子技术 考试形式：闭卷 所需时间：120分钟
注意事项：1、教师出题时请勿超出边界虚线；
2、学生答题前将密封线外的内容填写清楚，答题不得超出密封线；． 3、答题请用蓝、黑钢笔或圆珠笔。
一、填空题（50分，每小题5分）
1、受激辐射下光谱线展宽的类型分为均匀展宽和非均匀展宽，其中 均匀展宽主要有 ， 非均匀展宽主要有。 2、常见的固体激光器有 （写出两种），常见的气体激光器有 （写出两种）。
3、电致折射率变化是指 4、光纤色散的主要危害是多模光纤的色散主要有 。 5、光束扫描根据其应用的目的来可以分为
第1页，后者主要应用于 6、在电光调制器中，为了得到线性调制，在调制器中插入一个/4波片，波片的轴向取向为 时最好。 7、单片硅光电池的开路电压约为，短路电流密度约为 。
8、光子效应是指 9、固体摄像器件主要有三大类，它们是
10、液晶是，热致液晶可以分为 二、简答题（50分）
1、简述激光产生的条件、激光器的组成及各组成部分的作用。（10分） 2、声光相互作用可以分为拉曼-纳斯衍射和布喇格衍射两种类型。简述它们产生的条件和特征。（10分） 3、简述光束调制的基本原理。（10分） 4、简述光电探测器的主要特性参数。（10分）
5、简述等离子体的概念和等离子体显示板工作的基本原理。（10分）
3页）
（共
谐振腔：(1) 使激光具有极好的方向性( 沿轴线) 1分 (2) 增强光放大作用( 延长了工作物质 ) 1分 (3) 使激光具有极好的单色性( 选频 ) 1分
2、[答]：产生拉曼-纳斯衍射的条件：当超声波频率较低，光波平行于声波面入射，声光互作用长度L较短时，在光波通过介质的时间内，折射率的变化可以忽略不计，则声光介质可近似看作为相对静止的“平面相位栅”。3分
由出射波阵面上各子波源发出的次波将发生相干作用，形成与入射方向对称分布的多级衍射光，这就是拉曼-纳斯衍射的特点。2分
产生布喇格衍射条件：声波频率较高，声光作用长度L较大，光束与声波波面 间以一定的角度斜入射，介质具有“体光栅”的性质。3分
衍射光各高级次衍射光将互相抵消，只出现0级和+1级（或1级）衍射光，这是布喇格衍射的特点。2分
3、[答]：（1）、以激光为载体，将信息加载到激光的过程，称为调制或光束调制。
2分
（2）、光束具有振幅、频率、相位、强度和偏振等参量，可以应用某些物理的 方法，使其参量之一按照调制信号的规律变化，实现光束的调制，所以光束的 调制可以分为调幅、调相、调频和强度调制等。 3分
（3）、实现激光光束调制的方法根据调制器与激光器的关系，可以分为内调制 和外调制两种。 2分
（4）、具体的激光光束的调制方法，常见的有光电调制、声光调制、磁光调制、 直接调制等。 3分 4、[答]：光电探测器的主要性能参数有： （1）灵敏度R：
Ri
dii
(线性区内)dPP
(A/W)
2007—2008学年度第1学期模拟考试试卷（B卷）
参考解答和评分标准
一、填空题（50分，每小题5分）
1、自然展宽、碰撞展宽、热振动展宽 3分 多普勒展宽与残余应力展宽 2分 2、红宝石激光器、钕激光器或钛宝石激光器 2.5分
He-Ne激光器、CO2激光器或Ar+激光器 2.5分
3、晶体介质的介电系数与晶体中的电荷分布有关，当晶体被施加电场后，将引 起束缚电荷的重新分布，并导致离子晶格的微小形变，从而引起介电系数的变 化，并最终导致晶体折射率变化的现象。 5分 4、使脉冲信号展宽，限制了光纤的带宽或传输容量； 2分 模色散、材料色散、波导色散。 3分
5、模拟式扫描和数字式扫描 2分 各种显示 1.5分 光存储 1.5分 6、快慢轴与晶体的主轴x成45角 5分
7、0.45～0.6V 2.5分 150～300A/m2 2.5分 8、指单个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。3分 对光波频率表现出选择性，响应速度一般比较快。 2分 9、电荷耦合器件、互补金属氧化物半导体图像传感器、电荷注入器件5分 10、液态晶体的简称； 2分 近晶相、向列相和胆甾相三种 3分 二、简答题（50分）
1、[答]：必要条件：粒子数反转分布和减少振荡模式数。 2分
充分条件：起振——阈值条件：激光在谐振腔内的增益要大于损耗。1分 稳定振荡条件——增益饱和效应（形成稳定激光）。 1分 组成：工作物质、泵浦源、谐振腔。 1分 作用：工作物质：在这种介质中可以实现粒子数反转。1分 泵浦源（激励源）：将粒子从低能级抽运到高能级态的装置。1分
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Ru
duu
(线性区内)dPP
(V/W)
。
2分
Ri——电流灵敏度（积分电流灵敏度），Ru——电压灵敏度（积分电压灵敏度）。
i--光电流，u--光电压，P--入射光功率。
（2）光谱灵敏度R：R（3）频率灵敏度R：Rf（4）量子效率η：
idP
1分
R0
(2f)
2
1分
1分
（5）通量阈Pth和噪声等效功率NEP
通量阈——探测器所能探测的最小光信号功率
hRie
噪声等效功率NEP——单位信噪比时的信号光功率 2分 （6）归一化探测度D*：DD
Af
cmHz
1/2
/W
1分
（7）噪声：依据噪声产生的物理原因,光电探测器的噪声可大致分为散粒噪声、热
噪声和低频噪声三类。 2分
5、[答]： 等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，它是除去固、液、气态外，物质存在的第四态。等离子体是一种很好的导电体，利用经过巧妙设计的电场和磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。 4分 等离子体显示搬是利用气体放电产生发光现象的平板显示的统称。 1分
等离子体显示技术（Plasma Display）的基本原理：显示屏上排列有上千个密封的小低压气体室（一般都是氙气和氖气的混合物），电流激发气体，使其发出肉眼看不见的紫外光，这种紫外光碰击后面玻璃上的红、绿、蓝三色荧光体，它们再发出我们在显示器上所看到的可见光。 5分
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