光电子学（一）答案-中国大学慕课

第一周 绪论（一）

3.光电子学发展简史-幼儿期随堂测验

1、研制了世界上第一台激光器。
    A、爱因斯坦
    B、勒纳
    C、梅曼
    D、赫兹

4.光电子学发展简史-童年期随堂测验

1、1970年，美国研制成功损耗为（）的石英光纤，称为“光纤通信元年”。
    A、10db/km
    B、20db/km
    C、30db/km
    D、40db/km

2、光电子学发展童年期的标志性成果为（）。
    A、低损耗光纤
    B、红宝石激光器
    C、室温连续工作二极管
    D、光电探测器

光电子学概念及发展简史测验

1、（）年，美国研制成功研制出了低损耗的石英光纤，因此称之为“光纤通信元年”。
    A、1970
    B、1950
    C、1960
    D、1980
    E、1990

2、1966年，（）等提出了实现低损耗光纤的可能。
    A、高锟
    B、李政道
    C、杨振宁
    D、吴健雄

3、1916年，（）在《关于辐射的量子理论》中，提出了光的受激辐射及光放大的概念，这为激光器的产生提供了理论基础。
    A、爱因斯坦
    B、高斯
    C、赫兹
    D、普朗克
    E、法拉第

4、（）年，世界上的第一台激光器问世。
    A、1960
    B、1950
    C、1970
    D、1980

5、世界上第一台激光器是（）
    A、红宝石激光器
    B、半导体激光器
    C、液体激光器
    D、固体激光器
    E、二氧化碳激光器

6、世界上第一台激光器是（ ）。
    A、液体激光器
    B、红宝石激光器
    C、蓝宝石激光器
    D、CO2激光器

7、光电子技术主要研究（ ）。
    A、光信息转换成电信息的一门技术
    B、光电子材料制备的一门技术
    C、光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的相关技术
    D、介绍光电器件的原理、结构和性能参数的一门科学

8、1966年，（ ）等提出了实现低损耗光纤的可能。
    A、杨振宁
    B、吴健雄
    C、高锟
    D、李政道

9、光电子技术的主要特征是（ ）。
    A、光源激光化
    B、传输波导化
    C、手段电子化
    D、模式和处理方法光学化

10、20世纪70年代，美国研制成功损耗为20db/km的石英光纤。

11、光电子学是光子学与电子学相合而形成的一门学科。

12、光电子学的研究对象是光波段的电子学。

13、中国的光纤骨干网为四纵四横。

14、1960年，第一台激光测距机问世。

15、光电子学孕育期时间范围是1873年到1959年，其标志性成果是光探测器。

16、世界上第一台激光器在1961年问世后，各种激光武器相继研制成功。

17、光电子技术采用的光源主要是 。

第一周 绪论（二）

信息光电子系统及光电子技术应用测验

1、激光通信的优势在于（）。
    A、频率成份单一
    B、方向性极好
    C、发散角小
    D、能够避免同频干扰和邻频干扰
    E、传输距离远
    F、能量高

2、光电子器件可分为（）。
    A、光源器件
    B、光调制器件
    C、光探测器件
    D、光传输器件
    E、光显示器件
    F、光存储器件
    G、光无源器件

3、激光被广泛的应用在各个领域是由于其具有（）。
    A、强方向性
    B、单色性
    C、相干性
    D、高亮度
    E、频率单一
    F、危害性小
    G、易操控

4、激光切割具有的特点（）
    A、切割质量好
    B、切割效率高
    C、切割速度快
    D、非接触式切割
    E、切割材料种类多
    F、切割深度大
    G、切割装置简单

5、全息光存储具有存储容量大，传输速率高的特点。

6、1961年红宝石激光器首先用于眼科的治疗。

7、激光通信中会发生同频和邻频相干扰的情形。

8、CCD的突出特点是以电荷为信号，实现电荷的存储和电荷的转移。

9、激光核聚变是利用激光的量高的特点。

第二周 光学基础知识与光场传播规律（一）

光学基础知识测验

1、两束光相长干涉的条件是光程差∆满足 。
    A、
    B、
    C、
    D、

2、康普顿效应中，出射光线的成分中不仅有入射光线波长相同的成份，还有大于入射波长的成份。

3、光沿晶体光轴传播时，会发生双折射现象。

4、偏振是横波特有的现象。

5、光从光疏媒质向光密媒质传播时会发生双折射现象。

6、o光和e光均不遵守折射定律。

7、光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的粒子性表现明显，在另外某种场合下光的波动性表现明显。

8、大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性。（ ）

9、对于光波来说，波长越长波动性越明显。（ ）

10、自然光是偏振光与非偏振光的混合。（ ）

11、光电效应中，光电子的能量与入射光的强度无关，只与入射光的（）有关。

12、一束线偏振光垂直入射到半波片，经半波片透射后，该束线偏振光为（）；

13、1865年，（)提出光是一种电磁波。

14、光的粒子性的主要现象是（）和（）。

15、光同时具有（）性和（）性。

16、光的基本属性是 。

第三周 光学基础知识与光场传播规律（二）

光电电磁论和电介质测试

1、简单电介质具有（）、非色散性、均匀性和各向同性。
    A、线性
    B、非线性
    C、高斯性
    D、指数性

2、色散介质中，折射率n(f)与介电系数χ(f)的关系为 。
    A、
    B、
    C、
    D、

3、介质中的麦克斯韦方程组为（）
    A、
    B、
    C、
    D、

4、电磁感应的实质是变化的磁场激发电场。

5、磁场是无源场，磁感应线是闭合曲线。

6、光程的定义为光在相同时间内在真空中通过的路程。

7、位移电流说明变化的电场同样可以产生磁场。

8、感生电场是涡旋场，电场的旋度等于磁场的时间变化率的负值。

9、位移电流 表示的是电场的变化率，并不代表实际的电荷流动。

10、若某介质中电极化强度矢量P与电场强度矢量E满足线性正比的关系，则该介质为线性电介质。

11、安培环路定理是指（）可以激发磁场。

12、安培环路定理是指（）可以激发磁场。

13、磁场的散度等于 ，磁场是一个螺线矢量场，不存在磁单极子。

14、磁场线没有初始点，也没有终结点，磁场是个 。

15、从麦克斯韦方程组的第一个方程 可以看出，对于时变电磁场，传导电流为零时磁场仍然为 。

第三周 光学基础知识与光场传播规律（三）

高斯光束与光波的表示

1、波长为 、束腰为 的高斯光束，其发散角为( )。
    A、
    B、
    C、
    D、

2、电磁场量的法向边界条件为（ ）。
    A、
    B、
    C、
    D、

3、球面波近似为平面波的条件是（ ）。
    A、选取波面上很大的区域作为考察范围
    B、选取波面上很小的区域作为考察范围
    C、所取波面远离球面波波源
    D、所取波面靠近球面波波源

4、电磁场量的切向边界条件为（ ）。
    A、
    B、
    C、
    D、

5、对于高斯光束，束腰越细光束发散越快。（ ）

6、球面波在传播过程中其振幅与距离成反比。（ ）

7、高斯光束中，光斑半径最小的值称为 。

8、球面波的等相位面为 。

第四周 激光原理与技术（一）

激光原理与技术（一）

1、光与物质相互作用的经典模型中，电子在原子内部运动时受到（）个力的作用。
    A、三
    B、一
    C、二
    D、四
    E、五

2、信息光电子技术中，激光被选作为光源是因为其具有（）。
    A、单色性
    B、高脉冲性
    C、方向性
    D、可调谐性
    E、高能量密度

3、经典电振子模型能够精确解释的现象有（）。
    A、吸收谱的线型函数
    B、吸收和色散的相互关系
    C、光放大
    D、吸收系数与高低能态能级上粒子数差

4、复极化率的实部表示色散与频率的关系，复极化率的虚部表示吸收与频率的关系。

5、光在各向同性介质中传播时，光强按指数形式衰减。

6、在谐振子模型下发生的散射过程中，电子本征能量不变，只是在入射光波和散射光波之间发生形式的转变。

7、非相干光源是指能在时间、空间上相位同步的光波形成的光源。

8、激光产生的过程属于光与构成物质的原子或分子之间的共振相互作用过程。

9、最早利用电作光源的是（ ）

10、1916年美国的爱因斯坦发表的《关于辐射的量子理论》揭示了光与物质相互作用的本质，指明了（）的获得途径。

第五周 激光原理与技术（二）

激光原理与技术（二）

1、对一定的原子体系而言，自发发射系数和受激发射系数的比正比于光子频率的（）次方。
    A、三
    B、一
    C、二
    D、四
    E、五
    F、六

2、下列谱线加宽方式中，不属于均匀加宽的是（ ）。
    A、自然加宽
    B、多普勒加宽
    C、晶格热振动加宽
    D、碰撞加宽

3、爱因斯坦系数A21和B21之间的关系为（ ）。
    A、
    B、
    C、
    D、

4、自发辐射爱因斯坦系数A21与激发态E2平均寿命τ的关系为（ ）。
    A、
    B、
    C、
    D、

5、关于单色辐射场与粒子体系的相互作用，下列描述正确的是（）。
    A、辐射场的谱线宽度远大于粒子体系的谱线宽度；
    B、辐射场中只有频率等于粒子体系中心频率的光在才能引起粒子体系的受激辐射；
    C、辐射场中任意频率的光子均能引发粒子体系的受激辐射，且跃迁概率相等；
    D、辐射场中只有频率等于粒子体系中心频率的光子才能使粒子体系的受激辐射概率达到最大。

6、1916年爱因斯坦在《关于辐射的量子理论》中指出光与物相互作用包括（）。
    A、自发辐射
    B、受激吸收
    C、受激辐射
    D、自发吸收
    E、受迫振动

7、光与物质相互作用的经典谐振子模型不能解释，而量子修正和量子解释能够很好地解释的现象有（）。
    A、光放大
    B、吸收系数与高低能态上粒子数差
    C、吸收谱线的线型函数
    D、吸收和色散的关系

8、下列选项中，对于由受激辐射跃迁产生的光子与入射光子相同的特性是（ ）。
    A、偏振方向
    B、频率
    C、传播方向
    D、相位

9、在光与物质相互作用的量子修正中，若 则光可得到放大。

10、光在激活介质中传播时，光强随着传播距离的增加而呈指数上升。

11、受激辐射是指处在激发态上的原子在外界光信号的作用下从激发态跃迁到基态并辐射出与光信号相同能量光子的过程。

12、激活介质中反转粒子数越多，光增益越强。

13、均匀加宽的谱线展宽线型函数为高斯函数。（ ）

14、多普勒展宽是由于气体物质中作热运动的发光粒子所产生的辐射的多普勒频移引起的。

15、连续辐射场与粒子体系进行相互作用时，只有辐射场的频率处于粒子体系中心频率的光子才能引起粒子体系的受激辐射光放大，辐射场中其他频率的光子将被粒子体系散射掉。

16、原子在没有外界光信号作用下从激发态跃迁到基态的过程称作（）。

17、自发辐射并非是单色的，而是分布在中心频率附近一个有限的频率范围内，该现象被称为（）。

18、在均匀加宽占优势的激活介质中，增益系数 的分布曲线形状为（ ）。

第六周 激光原理与技术（三）

激光原理与技术（三）

1、下列哪一个是激光器稳定振荡条件？
    A、
    B、
    C、
    D、

2、激光产生的充分条件为()。
    A、粒子数反转分布和阈值条件
    B、阈值条件和增益饱和效应
    C、粒子数反转分布和减少振荡模式数
    D、阈值条件和减少振荡模式数

3、粒子数反转分布的条件为（）。
    A、
    B、
    C、
    D、

4、关于饱和光强下面说法正确的是()。
    A、与入射光强有光
    B、与泵浦有关
    C、与反转集居数密度有关
    D、由原子的最大跃迁截面和能级寿命决定

5、要产生激光下列哪个条件不是必需具备的（ ）。
    A、粒子数反转分布
    B、稳定腔
    C、增益介质
    D、阈值条件

6、激光产生的条件（）。
    A、粒子反转分布
    B、减少振荡模式数
    C、起振条件
    D、稳定振荡条件

7、激光产生的必要条件是（）。
    A、减少振荡模式数
    B、阈值条件
    C、粒子数反转分布
    D、增益饱和效应

8、激光器的基本结构包括（ ）。
    A、工作物质
    B、谐振腔
    C、泵浦源
    D、布儒斯特窗

9、粒子数反转分布和正常分布均能产生激光。

10、增益饱和效应是指当入射光增加到一定程度时，增益系数将随光强的增大而减小的现象。

11、减少振荡模式数是为了得到方向性和单色性极好的激光。

12、激活物质中粒子数正常分布。

13、不存在二能级系统的激光器。

14、四能级激光器具有比三能级激光器更低的激光阈值。

15、减少振荡模式数需要的基本结构是（）。

16、增益系数 随着光强I的增加而减小的现象，称为（ ）。

17、激光产生的内因是（）。

18、激光产生的外因是（）。

第七周 激光原理与技术（四）

激光原理与技术（四）

1、常见的氦氖激光器属于（）激光器。
    A、原子气体
    B、离子气体
    C、分子气体
    D、准分子气体
    E、液体
    F、固体

2、下列表达式哪一个不是激光振荡正反馈条件()。
    A、
    B、
    C、
    D、

3、具有下列参数的谐振腔中，（ ）为非稳定腔。（各数据的单位均为mm）
    A、R1=80, R2=160, L=150
    B、R1=50, R2=50, L=50
    C、R1=-40, R2=80, L=60
    D、R1 =∞, R2=80, L=60

4、下列选项中哪一个不是激光具有的特点（ ）。
    A、方向性好
    B、高亮度
    C、相干长度短
    D、单色性好

5、泵浦源的作用是（ ）。
    A、起振条件
    B、减小振荡模式数
    C、形成粒子数反转分布
    D、增益饱和

6、根据气体激光工作物质的能级跃迁类型，可以将气体激光器分为（）。
    A、原子型气体激光器
    B、离子型气体激光器
    C、分子型气体激光器
    D、准分子型气体激光器

7、二氧化碳激光器的特点有（）。
    A、效率高
    B、功率强
    C、单色性好
    D、波长适于光通信
    E、工作稳定

8、液体染料激光器的波长连续可调。

9、激光的方向性优于普通光源的方向性。

10、当谐振腔的腔长确定后，不管纵模振荡频率是多少，其频率的间隔都不变。

11、在谐振腔中，横模振荡的最终形式为高斯光束。

12、激光的四个特性中，空间相干性与方向性相联系，时间相干性与单色性相联系。

13、四能级激光器具有比三能级激光器更高的激光阈值。

14、纵模间隔与光的频率有关。

15、非稳腔的损耗比稳定腔高。

16、同一光源在不大于 的两个不同时刻发生的光在空间某处交会能产生干涉的性质称为（）

17、谐振腔轴向形成的驻波节点数目称为（）阶数。

第八周 光波导技术基础

光波导技术基础（一）

1、阶跃折射率光纤的原理是由英国在（）年提出的。
    A、1854
    B、1954
    C、1855
    D、1856
    E、1956

2、光密介质中合成场的电场和磁场分量相位差为（）。
    A、
    B、
    C、
    D、
    E、

3、光密介质中的合成场为（）。
    A、横电场
    B、横磁场
    C、纵磁场
    D、纵电场

4、光疏介质和光密介质中合成场的等振幅面均平行于界面。

5、光密介质中的场为均匀平面波。

6、光密介质中合成场的传播相速度可以大于真空中的光速。

7、光密介质中合成场的群速度能够大于真空中的波速。

8、光在光波导分界面上发生全反射时，入射光功率大部分返回到光密介质中。

9、光疏介质中合成场振幅沿界面法向按（）衰减。

10、光疏介质中的合成场衰减到边界值的 时的透入深度称为（）。

11、光密介质中的场由入射波和（）叠加而成。

12、光纤按折射率变化情况可分为阶跃折射率光纤和 （ ） 。

13、平板波导中，光密介质中的合成场波形为（）。

第九周 光波导技术基础

光波导技术基础（二）

1、平板波导中形成导模的条件是（）。
    A、
    B、
    C、
    D、

2、对称波导中 对应的模式永不被截止。

3、在平面介质波导中，当所有满足 入射角均可形成导波。

4、光在波导中的传输模式与入射角无关。

5、在平板波导中，只用界面入射角θ就能描述光线的方位。

6、要使波导中传播均匀导波，必须满足全反射条件和（）。

7、将方程 称为 模的（）。

8、在平面波导中，当 时，电场在波导层及其附近沿z向传播，称之为（）。

9、光波导的几何光学分析法的基本原理是( )。

10、光波导的物理光学分析原理是 。

第十周 光波导技术基础

光波导技术基础（三）

1、光纤中的偏射光线在传输时要形成导引光线必须满足的条件是（）。
    A、
    B、
    C、
    D、

2、光纤的结构参数包括（）。
    A、直径
    B、数值孔径
    C、相对折射率
    D、归一化频率
    E、折射率分布

3、偏射光线包括（）。
    A、非导引光线
    B、导引光线
    C、泄露光线
    D、子午光线

4、阶跃光纤中，当 时，纤芯和包层中均为振荡场，光向包层辐射，形成连续辐射模。

5、非导引光线不满足全反射条件，不能够向前传导。

6、光在光纤中只要满足全反射条件就能形成导模。

7、在平板波导中，只用界面入射角θ 就能描述光线的方位。

8、光纤的结构包括（）、包层和涂覆层。

光电子学（一）考试

光电子学（一）试卷

1、光密介质中合成场的电场和磁场分量相位差为（）。
    A、
    B、
    C、
    D、
    E、

2、（）年，世界上第一台激光器问世。
    A、1960
    B、1950
    C、1970
    D、1980

3、光与物质相互作用的经典模型中，电子在原子内部运动时受到（）个力的作用。
    A、三
    B、一
    C、二
    D、四

4、泵浦源的作用是（）。
    A、粒子数反转
    B、起振条件
    C、增益饱和效应
    D、减少震荡模式数

5、常见的氦氖激光器属于（）激光器。
    A、原子气体
    B、离子气体
    C、分子气体
    D、准分子气体
    E、液体
    F、固体

6、光密介质中的合成场为（）。
    A、横电场
    B、横磁场
    C、纵电场
    D、纵磁场

7、（）年，美国成功研制出了低损耗石英光纤，因此称之为“光纤元年”。
    A、1970
    B、1950
    C、1960
    D、1980

8、1966年，（）提出了低损耗光纤的可能性。
    A、高锟
    B、杨振宁
    C、李政道
    D、吴健雄

9、光具有波粒二象性，那么能够证明光具有波粒二象性的现象是（ ）。
    A、光的反射及小孔成像
    B、光的干涉，光的衍射，光的色散
    C、光的干涉，光的衍射，光电效应
    D、光的折射及透镜成像

10、简单电介质具有（）、非色散性、均匀性和各向同性。
    A、高斯性
    B、非线性
    C、指数性
    D、线性

11、高斯光束在什么位置处的波前曲率半径最小？
    A、远离束腰位置
    B、束腰位置
    C、瑞利距离处
    D、任意位置

12、波长为1.3 的光射入单模阶跃折射率光纤，其芯区与包层折射率分别为n1=1.52，n2=1.42。若将其置于水（折射率为1.33）中，则其数值孔径为多少？
    A、0.342
    B、0.542
    C、0.654
    D、0.728

13、波长为 的光从空气中射入纤芯直径为 、纤芯折射率 的单模阶跃折射率光纤中，求 包层折射率应在何范围内方能维持单模传输？
    A、
    B、
    C、
    D、

14、光纤的单模传输条件是归一化频率满足（）。
    A、V<2.832
    B、V<2.405
    C、V>2.832
    D、V>2.405

15、介质中的麦克斯韦方程组为（）。
    A、
    B、
    C、
    D、

16、1916年爱因斯坦在《关于辐射的量子理论》中指出光与物相互作用包括（）。
    A、自发辐射
    B、受激吸收
    C、受激辐射
    D、自发吸收
    E、受迫振动

17、光电子器件可分为（）。
    A、光源器件
    B、光调制器件
    C、光探测器件
    D、光传输器件
    E、光显示器件
    F、光存储器件

18、经典电振子模型能够精确解释的现象有（）。
    A、吸收谱的线型函数
    B、吸收和色散的相互关系
    C、吸收系数与高低能态能级上粒子数差
    D、光放大

19、电磁场量的法向边界条件为（）。
    A、
    B、
    C、
    D、

20、经典电振子模型能够精确解释的现象有（）。
    A、吸收谱的线型函数
    B、吸收和色散的相互关系
    C、光放大
    D、吸收系数与高低能态能级上粒子数差

21、激光被广泛的应用在各个领域是由于其具有（）。
    A、强方向性
    B、单色性
    C、相干性
    D、高亮度
    E、频率单一
    F、危害性小
    G、易操控

22、根据气体激光工作物质的能级跃迁类型，可以将气体激光器分为（）。
    A、原子型气体激光器
    B、离子型气体激光器
    C、分子型气体激光器
    D、准分子型气体激光器

23、激光产生的条件（）。
    A、粒子反转分布
    B、减少振荡模式数
    C、起振条件
    D、稳定振荡条件

24、光纤的结构参数包括（）。
    A、直径
    B、数值孔径
    C、相对折射率
    D、归一化频率
    E、折射率分布

25、光与物质相互作用的经典理论能够解释哪些现象？
    A、吸收谱线的线性函数
    B、光的吸收与入射光频率的关系
    C、光的色散与入射光频率的关系
    D、色散与吸收的关系
    E、光的吸收和放大系数
    F、光谱线展宽

26、康普顿效应中，出射光线的成分中不仅有入射光线波长相同的成份，还有大于入射波长的成份。

27、磁场是无源场，磁感应线是闭合曲线。

28、非相干光源是指能在时间、空间上相位同步的光波形成的光源。

29、光密介质中合成场的传播相速度和群速度均可以大于真空中的光速。

30、偏振是横波特有的现象。

31、阶跃光纤中，当 时，纤芯和包层中均为振荡场，光向包层辐射，形成连续辐射模。

32、对称波导中 对应的模式永不被截止。

33、粒子数反转分布和正常分布均能产生激光。

34、全息光存储具有存储容量大，传输速率高的特点。

35、复极化率的实部表示色散与频率的关系，复极化率的虚部表示吸收与频率的关系。

36、当谐振腔的腔长确定后，不管纵模振荡频率是多少，其频率的间隔都不变。

37、在平面介质波导中，当所有满足 入射角均可形成导波。

38、光密介质中的场为均匀平面波。

39、光在各向同性介质中传播时，光强按指数形式衰减。

40、光疏介质和光密介质中合成场的等振幅面均平行于界面。

41、波均具有偏振现象。

42、电磁感应的实质是变化的磁场激发电场。

43、高斯光束的束腰越细光束发散越快。

44、自发辐射并非是单色的，而是分布在中心频率附近一个有限的频率范围内，该现象被称为（）。

45、原子在没有外界光信号作用下从激发态跃迁到基态的过程称作（）。

46、将方程 称为 模的（）。

47、谐振腔轴向形成的驻波节点数目称为（）阶数。

48、光纤的结构包括（）、包层和涂覆层。

49、要使波导中传播均匀导波，必须满足全反射条件和（）。

50、光电效应中，光电子的能量与入射光的强度无关，只与入射光的（）有关。

51、高斯光束中，光斑半径最小的值称为（）。

52、He-Ne激光器的反射镜间距为0.2m，那么最靠近632.8nm跃迁谱线中心的实际振荡纵模总数为（）。（请填写阿拉伯数字）

53、1916年美国的爱因斯坦发表的《关于辐射的量子理论》揭示了光与物质相互作用的本质，指明了（）的获得途径。

54、减少振荡模式数需要的基本结构是（）。

55、1865年，（ )提出光是一种电磁波。

56、磁场的散度等于 ，磁场是一个螺线矢量场，不存在磁单极子。

57、磁场线没有初始点，也没有终结点，磁场是个 。

58、麦克斯韦方程组中，安培环路定理是指（）可以激发磁场。

59、光与物质相互作用包括共振相互作用和非共振相互作用，激光的产生过程属于 过程。