资源描述
2025年大学本科一年级（光电信息科学与工程）光电技术应用测试题及答案
（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______
第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 光电器件利用了光与物质相互作用产生的哪种效应来实现光电转换？
A. 热效应
B. 化学效应
C. 光电效应
D. 磁效应
2. 以下哪种光电器件属于内光电效应器件？
A. 光电管
B. 光电池
C. 光敏电阻
D. 发光二极管
3. 光敏电阻的阻值随光照强度的增加而：
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 先增大后减小
4. 光电池在有光照时产生的电动势方向与：
A. 光照强度有关
B. 光照时间有关
C. 内建电场方向有关
D. 外电路连接有关
5. 光电倍增管中，电子倍增是通过什么实现的？
A. 多次反射
B. 多次折射
C. 二次电子发射
D. 光生伏特效应
6. 下列哪种材料常用于制作红外探测器？
A. 硅
B. 锗
C. 硒
D. 碲化镉
7. 光通信中，光纤的主要作用是：
A. 传输电信号
B. 传输光信号
C. 放大光信号
D. 转换光信号
8. 激光的特性不包括以下哪一项？
A. 高方向性
B. 高单色性
C. 高亮度
D. 高散射性
9. 光电耦合器主要用于：
A. 电信号隔离
B. 光信号放大
C. 光电转换
D. 信号调制
10. 以下哪种技术可用于提高光电器件的响应速度？
A. 增大器件尺寸
B. 降低掺杂浓度
C. 采用高速载流子材料
D. 增加光照强度
第II卷（非选择题 共70分）
二、填空题（共20分）
答题要求：本大题共10个空，每空2分。请将正确答案填写在横线上。
1. 光电效应可分为外光电效应和______。
2. 光电池的工作原理是基于______效应。
3. 光敏电阻的暗电阻越大，其灵敏度越______。
4. 光电倍增管的增益与______有关。
5. 光纤通信中，常用的光纤类型有单模光纤和______。
6. 激光产生的必要条件包括增益介质、______和光学谐振腔。
7. 光电器件的响应时间主要取决于______的时间。
8. 光电探测器的噪声主要包括热噪声、散粒噪声和______。
9. 光通信系统中，常用的调制方式有强度调制、频率调制和______。
10. 发光二极管是基于______效应发光的。
三、简答题（共20分）
答题要求：简要回答以下问题，每题10分。
1. 简述光电效应的基本原理，并说明外光电效应和内光电效应的区别。
2. 光电池有哪些主要特性？请简要说明。
四、分析题（共15分）
材料：在一个光电系统中采用了某种光电器件，当光照强度从I1增加到I2时，光电器件的输出电流从I01变为I02。已知该光电器件的响应特性符合线性关系。
答题要求：分析光照强度变化与输出电流变化之间的关系，并计算该光电器件的灵敏度。
五、设计题（共１５分）
材料：某科研项目需要设计一个简单的光电检测系统，用于检测微弱光信号。要求该系统具有较高的灵敏度和一定的抗干扰能力。
答题要求：请设计一个基于光敏电阻的光电检测系统，包括主要组成部分及其功能，并说明如何提高系统的灵敏度和抗干扰能力。
答案：
1. C
2. C
3. B
4. C
5. C
6. B
7. B
8. D
9. A
10. C
1. 内光电效应
2. 光生伏特
3. 高
4. 倍增极的级数
5. 多模光纤
6. 泵浦源
7. 载流子产生和复合
8. 产生-复合噪声
9. 相位调制
10. 自发辐射
1. 光电效应是指光照射到某些物质上时，引起物质的电性质发生变化，也就是光能量转换成电能的效应。外光电效应是指在光的作用下，物体内的电子逸出物体表面的现象，如光电管。内光电效应是指在光的作用下，物体的电阻率发生改变或产生光生电动势的现象，如光敏电阻、光电池。区别在于电子是否逸出物体表面。
2. 光电池的主要特性有：（1）短路电流：在无负载情况下，光电池受光照产生的电流。（2）开路电压：光电池无输出电流时的端电压。（3）伏安特性：描述光电池在不同光照下的输出电压和电流关系。（4）光谱特性：对不同波长光的响应特性。（5）温度特性：输出参数随温度的变化情况。
光照强度变化与输出电流变化呈线性关系。灵敏度S=(I02 - I0I)/(I2 - I1)。
设计的光电检测系统主要组成部分包括：光敏电阻作为光信号检测元件，将光信号转换为电信号；放大器用于放大微弱电信号；信号处理电路对放大后的信号进行处理；显示电路用于显示检测结果。提高灵敏度可选用高灵敏度的光敏电阻，优化电路参数。提高抗干扰能力可采用屏蔽措施减少电磁干扰，对信号进行滤波处理去除噪声干扰。
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