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西南交通大学《光电子学》2023-2024学年第一学期期末试卷

考试课程：光电子学

考试时间：120分钟

专业：电子工程

总分：100分

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一、单项选择题（每题2分，共20分）

1.光电子学中，光电效应最早由哪位科学家提出？

A.爱因斯坦

B.赫兹

C.普朗克

D.费曼

2.半导体激光器（LD）的工作原理主要基于：

A.电子-空穴对复合

B.反射镜效应

C.光子放大

D.量子阱效应

3.以下哪种光电探测器主要用于红外线的探测？

A.锗探测器

B.硅探测器

C.镓砷探测器

D.铟镓砷探测器

4.在光纤通信中，光纤的“衰减系数”主要用于描述：

A.光在光纤中传播的速度

B.光在光纤中传播的强度衰减

C.光纤的折射率

D.光纤的带宽

5.激光的“相干性”指的是：

A.激光光束的单色性

B.激光光束的方向性

C.激光光束的时间稳定性

D.激光光束的相位一致性

6.量子点激光器（QD-LD）的主要优势是：

A.高功率输出

B.低阈值电流和宽光谱调节

C.高光束质量

D.大尺寸

7.以下哪种材料常用于制造光电二极管？

A.硅

B.铝

C.铜

D.钨

8.在光子学中，光的“折射率”表示：

A.光的传播速度在介质中的变化

B.光的频率变化

C.光的传播方向

D.光的强度

9.“光子晶体”主要用于：

A.控制光的传播和带隙

B.生成激光

C.传输电信号

D.改善光纤的强度

10.在光电子学中，光电效应的核心发现是：

A.光能量是量子化的

B.光的传播速度是有限的

C.光具有波粒二象性

D.光的折射率会随温度变化

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二、判断题（每题2分，共20分）

11.激光的“单色性”指的是光的颜色单一。（）

12.光电探测器的工作原理是基于光电效应。（）

13.在光纤中，光的传播速度是常数，不受光纤材料影响。（）

14.光子晶体的带隙是控制光传播的关键因素。（）

15.量子点激光器的光谱调节范围通常很宽。（）

16.锗探测器主要用于探测紫外光。（）

17.激光的“方向性”是指光束的强度分布均匀性。（）

18.光纤的“衰减系数”通常是一个可以忽略的小值。（）

19.激光的“相干性”可以用来提高光的传播速度。（）

20.光电效应证明了光的粒子性质，即光子理论。（）

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三、填空题（每题2分，共20分）

21.光电子学中，_________是描述光波传播的方向和强度的特性。

22.半导体激光器的工作原理主要依赖于______和电子-空穴对的复合。

23.在光纤通信中，光纤的衰减系数主要用于描述光在光纤中_________的程度。

24.光电探测器常用的材料包括硅、锗以及_________。

25.激光具有很好的_________，使其能够集中发射在一个方向上。

26.光子的能量与其______成正比。

27.量子点激光器的主要优势是低______电流和宽光谱调节。

28.光纤的______决定了光纤的传输带宽和速率。

29.光子的波动特性由______决定。

30.在光电子学中，_________现象是光的粒子特性的重要证明。

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四、简答题（每题10分，共40分）

31.请简述光电子学的基本概念，并讨论其在现代通信中的应用。

32.试述光纤通信中光纤的主要特性及其对通信系统性能的影响。

33.请解释激光的相干性、单色性和方向性，并讨论它们在激光应用中的重要性。

34.试述光电探测器的工作原理和常用材料，并讨论不同材料在不同光波段的应用。

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考试说明：

1.答题前请务必将姓名、学号及班级填写在答题纸上。

2.答题时请注意书写工整，条理清晰。

3.请独立完成试卷，禁止作弊行为。

4.考试结束后，请将试卷和答题纸一并交回。