光电技术模拟题和答案.doc

学院、系 专业班级 学号 姓名
······························密································封·······························线···································

山东轻工业学院2013/2014学年第一学期《光电测试技术》模拟试卷（第一卷附答案） （本试卷共4页）
题号
一
二
三
四
五
总分
得分

得分

阅卷人

一、单项选择（本题满分20分，每小题2分）

1、下列器件中，可作为恒压源的是 A 。
A．光电池 B．光电二极管 C．光电三极管 D．光敏电阻
2、下列器件中，运用外光电效应的是 A 。
A．光电倍增管 B．光电池 C．光电二极管 D．光敏电阻
3、在给定λ1～λ2波长范围内，某一辐射源发出的辐射通量与产生这些辐射通量所需的电功率之比称为 A 。
A．辐射效率 B．发光效率 C．光谱功率 D．空间光强
4、光电倍增管中，产生二次电子发射的是 C 。
A．阴极 B．阳极 C．倍增极 D．玻璃窗
5、光照一定，短路电流与入射光波长的关系，是光电池的 C 特性。
A．频率 B．伏安 C．光谱 D．温度
6、在发光二极管中，产生发光的部位是 C 。
A．P区 B．N区 C．结区 D．都可能
7、充气白炽灯主要充入 B 。
A．氢气 B．氮 C．氖气 D．氪气
8、光纤传感器的光源不包括 D 。
A．激光二极管 B．发光二极管 C．白炽灯 D．光电二极管
9、下列器件中，属于受激发射的是 B 。
A．发光二极管 B．激光二极管 C．电荷耦合器件 D．光电倍增管
10、光电二极管光电流的大小主要取决于 A 。
1

学院、系 专业班级 学号 姓名
······························密································封·······························线···································

A．光照强度 B．偏压大小 C．负载 D．温度
得分

阅卷人

二、判断题（正确的在题后的括号内打√，错误的在题后的括号内打×。本题满分10分，每小题1分）

1、在光线的作用下，半导体表面发出电子的现象是外光电效应。（√）
2、为了提高光的利用率，一般选择发光强度高的方向作为照明方向。（√）
3、辐射强度是指光源在指定方向上通过单位立体角内的辐射通量。（√）
4、光电三极管的增益比光电二极管高。（×）
5、光度量只在可见光区（380~780nm)才有意义。（√）
6、物体的光谱发射率总等于其光谱吸收比。即强吸收体必然是强发射体。（√）
7、雪崩光电二极管（APD）是目前响应最快的一种光电二极管。（√）
8、绝对黑体能发射所有波长的辐射。（√）
9、光电二极管工作于反向偏置条件下，也可用在零偏置状态。（√）
10、产生激光的必要条件是：工作物质、谐振腔和泵浦源。（×）
得分

阅卷人

三、名词解释（本题满分20分，每小题5分）

1、 绝对黑体：
在任意温度条件下，对任何波长的入射辐射能的吸收比等于1的物体叫做绝对
黑体，或简称黑体。
2、 光电效应：
光照射到物体表面上使物体发射电子、或导电率发生变化、或产生光电动势等，这种因光照而引起物体电学特性发生改变的现象统称为光电效应。
3、 光电耦合器件：
光电耦合器件是发光器件与接收器件组合的一种元件，以光作媒介把输入端的电信号耦合到输出端。
4、 光生伏特效应：
光照在半导体PN结或金属-半导体接触面时，会在PN结或金属-半导体接触的两侧产生光生电动势，这种现象叫做光生伏特效应。
得分

阅卷人

四、问答题（本题满分20分）

1、（8分）简述辐射度量与光度量的根本区别。
光度量和辐射度量的定义、定义方程是一一对应的，光度量只在可见光区（380－780nm)才有意义。
2、（12分）简述自发辐射、受激吸收、受激辐射三个过程的基本特征。
自发辐射： 处于激发态E2上的原子，从E2能级跃迁到E1能级，根据能量守恒原理，同时辐射出一个光子。
受激吸收：处于低能级E1上的原子在一个光子的作用下，吸收其而从低能级跃迁到激发态E2上。
受激辐射：处于激发态E2上的原子，在外界一个光子的作用下，从E2能级跃迁到E1能级，根据能量守恒原理，同时辐射出两个同样的光子（即外界光通过这种方式放大了）。
得分

阅卷人

五、计算分析题（本题满分30分）

1、（10分）一只白炽灯，假设各向发光均匀，悬挂在离地面1.5米的高处，在其正下方放置一个照度计探头，测得照度为30lx，求该白炽灯的光通量及照度计的光敏面积。
解： （1） ·····2分
由于，则 ·····4分
（2）由于，则照度计的面积为：
····4分
2、（10分）在图1所示的电路中，负载RL=100kΩ，光电二极管的电流灵敏度为S=0.1μA/lx。光电二极管未受光照时，
E
RL
UO
－
＋

输出电压Uo=0.6V。求：
（1）光电二极管的暗电流；
（2）欲使其输出电压为Uo=5V，求所需的照度。

图1
解：（1）光电二极管的暗电流为
=0.006mA=6μA ····3分
（2）亮电流为=0.05mA=50μA ····3分
根据，可得所需的照度为：
=500lx ····4分
3、（10分）已知从金属铝中逸出一个电子至少需要A=4.2eV的能量，若用可见光投射到铝表面，能否产生光电效应？为什么？（普朗克常量h=6.63×10-34J·s，基本电荷e=1.6×10-19C）
解：红限波长为：

≈2.96×10-7m =296nm ·····8分
可见光的范围为380－780nm，不能达到红限波长，因此不符合条件，不能产生光电效应。 ·····2分

3