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文檔簡介
2025年國家開放大學(xué)(電大)《光電工程》期末考試備考試題及答案解析所屬院校:________姓名:________考場號:________考生號:________一、選擇題1.光電工程中,激光器的核心部件是()A.光學(xué)透鏡B.光電探測器C.激活介質(zhì)D.電源答案:C解析:激光器的工作原理基于受激輻射,而激活介質(zhì)是產(chǎn)生受激輻射的關(guān)鍵部分。光學(xué)透鏡用于聚焦和準(zhǔn)直光束,光電探測器用于接收光信號,電源提供能量,但激活介質(zhì)才是激光產(chǎn)生的核心。2.光纖通信中,常用的光波長為()A.400nmB.800nmC.1550nmD.2000nm答案:C解析:1550nm波長的光在光纖中傳輸損耗最小,因此是目前光纖通信中最常用的光波長。400nm和2000nm波長在光纖中傳輸損耗較大,而800nm雖然損耗較低,但不如1550nm。3.光電探測器的工作原理是基于()A.光電效應(yīng)B.霍爾效應(yīng)C.熱電效應(yīng)D.電磁感應(yīng)答案:A解析:光電探測器的工作原理是光電效應(yīng),即光照射到半導(dǎo)體材料上會激發(fā)出電子,從而產(chǎn)生電流或電壓信號?;魻栃?yīng)和熱電效應(yīng)是其他物理效應(yīng),電磁感應(yīng)則與磁場相關(guān)。4.光纖的纖芯直徑通常為()A.0.1mmB.10mmC.50mmD.100mm答案:A解析:光纖的纖芯直徑通常為幾微米到幾十微米,0.1mm是典型值。10mm、50mm和100mm的纖芯直徑對于光纖通信來說過大,不符合實(shí)際應(yīng)用。5.激光器的輸出功率取決于()A.光源類型B.激活介質(zhì)C.泵浦源強(qiáng)度D.以上都是答案:D解析:激光器的輸出功率受多種因素影響,包括光源類型、激活介質(zhì)和泵浦源強(qiáng)度。這些因素共同決定了激光器的能量輸出。6.光纖連接器的主要作用是()A.聚焦光束B.連接兩段光纖C.探測光信號D.產(chǎn)生激光答案:B解析:光纖連接器的主要作用是連接兩段光纖,使光信號能夠順利傳輸。聚焦光束和探測光信號是光學(xué)透鏡和光電探測器的功能,產(chǎn)生激光是激光器的功能。7.光電編碼器的輸出信號通常是()A.模擬信號B.數(shù)字信號C.脈沖信號D.程序信號答案:B解析:光電編碼器通過檢測光的變化來產(chǎn)生信號,通常輸出數(shù)字信號,用于表示位置、速度等信息。模擬信號、脈沖信號和程序信號不是光電編碼器的典型輸出。8.光伏電池的效率主要受()A.材料純度B.溫度C.光照強(qiáng)度D.以上都是答案:D解析:光伏電池的效率受多種因素影響,包括材料純度、溫度和光照強(qiáng)度。這些因素共同決定了光伏電池的能量轉(zhuǎn)換效率。9.光通信系統(tǒng)中,常用的光放大器是()A.光放大器B.光調(diào)制器C.光解調(diào)器D.光隔離器答案:A解析:光放大器用于放大光信號,是光通信系統(tǒng)中常用的器件。光調(diào)制器用于調(diào)制光信號,光解調(diào)器用于解調(diào)光信號,光隔離器用于隔離光路。10.光電顯示器的原理是基于()A.光電效應(yīng)B.顯像管原理C.液晶顯示原理D.以上都是答案:D解析:光電顯示器的工作原理包括光電效應(yīng)、顯像管原理和液晶顯示原理。這些原理共同決定了光電顯示器的工作方式。11.光纖通信中,信號衰減的主要原因是()A.光纖彎曲B.連接損耗C.材料吸收D.以上都是答案:D解析:光纖通信中的信號衰減由多種因素引起,包括光纖本身的材料吸收、連接處的損耗以及光纖彎曲引起的額外損耗。這些因素共同作用,導(dǎo)致光信號強(qiáng)度隨傳輸距離增加而減弱。12.激光器的模式競爭現(xiàn)象是指()A.激光輸出不穩(wěn)定B.不同模式間能量分配不均C.激光束發(fā)散D.激光器散熱不良答案:B解析:激光器的模式競爭現(xiàn)象是指激光器中不同模式間能量分配不均,導(dǎo)致某些模式的輸出功率遠(yuǎn)高于其他模式,影響激光器的輸出質(zhì)量和穩(wěn)定性。13.光電倍增管的放大倍數(shù)稱為()A.增益B.放大倍數(shù)C.光電倍增D.敏感度答案:A解析:光電倍增管通過二次電子發(fā)射放大初始的光電信號,其放大倍數(shù)稱為增益。放大倍數(shù)是描述光電倍增管放大能力的術(shù)語,光電倍增是光電倍增管的功能描述,敏感度是描述光電探測器對光信號響應(yīng)的術(shù)語。14.光纖的色散主要來源于()A.材料色散B.波導(dǎo)色散C.模式色散D.以上都是答案:D解析:光纖的色散是指光脈沖在光纖中傳輸時(shí)發(fā)生展寬的現(xiàn)象,主要由材料色散、波導(dǎo)色散和模式色散共同引起。這些色散機(jī)制導(dǎo)致不同波長或模式的光信號傳播速度不同,從而引起脈沖展寬。15.光通信系統(tǒng)中,光分路器的作用是()A.放大光信號B.轉(zhuǎn)換光信號C.分配光信號D.隔離光路答案:C解析:光分路器是一種無源器件,用于將輸入的光信號分配到多個(gè)輸出端口,或者將多個(gè)輸入端口的光信號合并到一個(gè)輸出端口。它在光通信系統(tǒng)中用于實(shí)現(xiàn)光信號的分配和合并。16.光電傳感器的核心部件是()A.光源B.探測器C.信號處理電路D.以上都是答案:D解析:光電傳感器通常由光源、探測器和信號處理電路三部分組成。光源用于發(fā)射光信號,探測器用于接收被測對象反射或透射的光信號,信號處理電路用于處理探測器的輸出信號,輸出與被測對象相關(guān)的信息。17.光存儲技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括()A.容量大B.讀寫速度快C.成本低D.以上都是答案:A解析:光存儲技術(shù)具有容量大、讀寫速度相對較快等優(yōu)點(diǎn),但其成本相對較高。光存儲技術(shù)適用于需要長期保存大量數(shù)據(jù)的場景。18.光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)包括()A.抗電磁干擾B.測量精度高C.結(jié)構(gòu)靈活D.以上都是答案:D解析:光纖傳感器具有抗電磁干擾、測量精度高、結(jié)構(gòu)靈活等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各種測量場景。抗電磁干擾是其主要優(yōu)點(diǎn)之一,因?yàn)楣饫w本身不受電磁場影響;測量精度高是因?yàn)楣饫w傳感器對被測參數(shù)的變化非常敏感;結(jié)構(gòu)靈活是因?yàn)楣饫w可以彎曲成各種形狀,適應(yīng)不同的測量需求。19.光電顯示器的亮度通常用()A.流明B.尼特C.亮度D.光通量答案:B解析:光電顯示器的亮度通常用尼特來表示,尼特是國際單位制中亮度的單位,表示每平方米每立體角的發(fā)光強(qiáng)度。流明是光通量的單位,亮度是描述光強(qiáng)度的術(shù)語,光通量是描述光源發(fā)射的總光能量的術(shù)語。20.光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件是()A.光伏電池B.逆變器C.蓄電池D.以上都是答案:D解析:光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由光伏電池、逆變器、蓄電池等部件組成。光伏電池是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件,用于將光能轉(zhuǎn)換為電能;逆變器用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電;蓄電池用于存儲電能,供系統(tǒng)在光照不足時(shí)使用。二、多選題1.激光器的主要組成部分包括()A.激活介質(zhì)B.泵浦源C.光學(xué)諧振腔D.光學(xué)透鏡E.控制電路答案:ABCE解析:激光器的基本結(jié)構(gòu)包括激活介質(zhì)、泵浦源、光學(xué)諧振腔和控制電路。激活介質(zhì)是產(chǎn)生受激輻射的核心;泵浦源提供能量使激活介質(zhì)粒子數(shù)反轉(zhuǎn);光學(xué)諧振腔提供光反饋,形成激光;控制電路用于調(diào)節(jié)激光器的輸出特性。光學(xué)透鏡主要用于光束的聚焦和準(zhǔn)直,不是激光器的核心組成部分。2.光纖通信系統(tǒng)的優(yōu)勢包括()A.傳輸損耗低B.傳輸帶寬高C.抗電磁干擾能力強(qiáng)D.體積小、重量輕E.成本低答案:ABCD解析:光纖通信系統(tǒng)具有傳輸損耗低、傳輸帶寬高、抗電磁干擾能力強(qiáng)、體積小、重量輕等顯著優(yōu)勢。傳輸損耗低意味著信號可以傳輸更遠(yuǎn)的距離而不需要中繼放大;傳輸帶寬高允許傳輸更多的信息;抗電磁干擾能力強(qiáng)使其適用于各種環(huán)境;體積小、重量輕便于鋪設(shè)和安裝。然而,光纖通信系統(tǒng)的初始鋪設(shè)成本相對較高,因此選項(xiàng)E不正確。3.光電探測器根據(jù)工作原理可以分為()A.光電二極管B.光電倍增管C.光電晶體管D.光纖傳感器E.光電導(dǎo)型探測器答案:ABCE解析:光電探測器根據(jù)工作原理可以分為多種類型,包括基于內(nèi)光電效應(yīng)的光電二極管、光電倍增管和光電晶體管,以及基于外光電效應(yīng)的光電導(dǎo)型探測器等。光纖傳感器雖然利用光纖作為敏感元件,但其核心探測元件通常屬于上述類型之一。因此,選項(xiàng)D應(yīng)視為探測器的應(yīng)用形式而非獨(dú)立的工作原理分類。4.光纖連接器的主要性能指標(biāo)包括()A.連接損耗B.回波損耗C.插拔次數(shù)D.機(jī)械強(qiáng)度E.溫度穩(wěn)定性答案:ABCE解析:光纖連接器的主要性能指標(biāo)包括連接損耗(衡量信號傳輸?shù)乃p)、回波損耗(衡量反射信號的強(qiáng)度)、插拔次數(shù)(衡量連接器的耐用性)、溫度穩(wěn)定性(衡量連接器在不同溫度下的性能變化)。機(jī)械強(qiáng)度雖然對連接器的可靠性很重要,但通常不是評價(jià)其光學(xué)性能的主要指標(biāo)。5.光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成部分包括()A.光伏電池B.逆變器C.蓄電池D.配電柜E.控制系統(tǒng)答案:ABCE解析:光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由光伏電池(將光能轉(zhuǎn)換為直流電)、逆變器(將直流電轉(zhuǎn)換為交流電)、蓄電池(存儲電能)和控制系統(tǒng)(監(jiān)控和管理整個(gè)系統(tǒng))組成。配電柜用于電能的分配和計(jì)量,雖然可能存在于較大的光伏發(fā)電系統(tǒng)中,但并非所有系統(tǒng)都必須配備,且其功能更多是電氣方面的,而非光伏發(fā)電的核心組成部分。6.光纖傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域包括()A.長距離通信B.結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測C.化學(xué)品檢測D.溫度測量E.位移測量答案:BCDE解析:光纖傳感器因其抗電磁干擾、耐腐蝕、可埋入等特性,在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(如橋梁、大壩的應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測)、化學(xué)品檢測(通過光纖傳遞化學(xué)物質(zhì)信息)、溫度測量和位移測量等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。長距離通信是光纖通信系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,而非光纖傳感器的典型應(yīng)用。7.激光加工技術(shù)的應(yīng)用包括()A.激光切割B.激光焊接C.激光打標(biāo)D.激光雕刻E.激光通信答案:ABCD解析:激光加工技術(shù)利用激光束的功率密度進(jìn)行材料加工,其應(yīng)用包括激光切割(分離材料)、激光焊接(連接材料)、激光打標(biāo)(在材料表面形成永久標(biāo)記)和激光雕刻(在材料表面形成凹凸圖案)。激光通信是利用激光進(jìn)行信息傳輸?shù)募夹g(shù),屬于光通信的范疇,而非激光加工。8.光電顯示器的類型包括()A.LCD顯示器B.LED顯示器C.OLED顯示器D.等離子體顯示器E.顯像管顯示器答案:ABCD解析:光電顯示器根據(jù)其技術(shù)原理和發(fā)光材料的不同,可以分為LCD(液晶)顯示器、LED(發(fā)光二極管)顯示器、OLED(有機(jī)發(fā)光二極管)顯示器和等離子體顯示器等。顯像管顯示器屬于較早期的顯示技術(shù),雖然也是光電顯示的一種,但在現(xiàn)代光電工程中,前四種類型更為常見。9.影響光纖傳輸距離的主要因素包括()A.光纖損耗B.光纖色散C.中繼器性能D.周圍環(huán)境溫度E.光源功率答案:ABCD解析:光纖傳輸距離受多種因素限制。光纖損耗會導(dǎo)致信號強(qiáng)度隨距離增加而衰減,當(dāng)衰減超過一定限度時(shí)需要中繼器放大信號(中繼器性能影響最大傳輸距離);光纖色散會導(dǎo)致光脈沖展寬,降低傳輸速率和距離;周圍環(huán)境溫度會影響光纖的物理特性和連接器的性能,從而間接影響傳輸距離;光源功率影響初始信號強(qiáng)度,但不是限制傳輸距離的根本因素,因?yàn)閾p耗是主要的限制因素。10.光電技術(shù)的交叉學(xué)科領(lǐng)域包括()A.光電子學(xué)B.物理學(xué)C.電子工程D.計(jì)算機(jī)科學(xué)E.材料科學(xué)答案:ABCDE解析:光電技術(shù)是一門涉及光與電子相互作用的交叉學(xué)科,它與多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域密切相關(guān)。光電子學(xué)是其核心學(xué)科;物理學(xué)(特別是量子力學(xué)和電磁學(xué))為其理論基礎(chǔ);電子工程為其應(yīng)用提供電子線路和系統(tǒng)設(shè)計(jì);計(jì)算機(jī)科學(xué)為其提供數(shù)據(jù)處理和控制算法;材料科學(xué)為其提供新型光電材料和器件。因此,光電技術(shù)是這五個(gè)學(xué)科交叉融合的產(chǎn)物。11.光纖的色散類型包括()A.材料色散B.波導(dǎo)色散C.模式色散D.偏振色散E.抖動(dòng)色散答案:ABCD解析:光纖的色散是指光脈沖在光纖中傳輸時(shí)發(fā)生展寬的現(xiàn)象,主要由材料色散(由光纖材料的折射率隨波長變化引起)、波導(dǎo)色散(由光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)隨波長變化引起)、模式色散(在多模光纖中,不同模式傳播速度不同引起)和偏振色散(由光纖中兩個(gè)正交偏振模式傳播速度不同引起)等類型構(gòu)成。抖動(dòng)色散通常指脈沖形狀的變化,是更廣泛的概念,可能包含多種色散成分,但在這里與其他四種具體的色散類型并列,可能是指由多種因素引起的綜合色散效果,然而在嚴(yán)格分類上,前四種是主要的色散類型。題目要求選擇色散類型,ABCD是公認(rèn)的四種主要類型。12.光電倍增管的性能參數(shù)包括()A.增益B.暗電流C.響應(yīng)光譜D.響應(yīng)時(shí)間E.噪聲等效功率答案:ABCDE解析:光電倍增管是一種高靈敏度的光電探測器,其性能參數(shù)全面反映了其探測能力。增益是指輸出信號幅度與輸入光信號強(qiáng)度的比值,是光電倍增管的核心參數(shù);暗電流是在沒有光照時(shí),光電倍增管自身產(chǎn)生的微小電流,影響探測器的靈敏度;響應(yīng)光譜是指光電倍增管對不同波長光的響應(yīng)程度;響應(yīng)時(shí)間是指光電倍增管對光信號變化的響應(yīng)速度;噪聲等效功率是指能夠產(chǎn)生與探測器自身噪聲水平相等的輸出信號所需的最小輸入光功率,是衡量探測器靈敏度的另一重要參數(shù)。因此,所有選項(xiàng)都是描述光電倍增管性能的重要參數(shù)。13.光纖連接器的連接損耗主要來源于()A.光纖端面間隙B.光纖端面粗糙度C.光纖折射率差異D.連接器幾何形狀偏差E.光纖彎曲答案:ABCD解析:光纖連接器的連接損耗是指光信號從一根光纖傳輸?shù)搅硪桓饫w時(shí)因接口問題造成的信號衰減。主要來源包括光纖端面間隙(空氣層導(dǎo)致反射和透射損失)、光纖端面粗糙度(導(dǎo)致光散射)、連接器幾何形狀偏差(如孔徑不匹配、傾斜導(dǎo)致光束耦合效率降低)以及連接器本身材料和工藝引入的損耗。光纖彎曲主要影響光纖本身的傳輸損耗(彎曲損耗),而不是連接點(diǎn)處的連接損耗。14.光伏電池的效率影響因素包括()A.材料純度B.溫度C.光照強(qiáng)度D.材料厚度E.接觸電阻答案:ABCDE解析:光伏電池的效率是指將光能轉(zhuǎn)換為電能的效率,受多種因素影響。材料純度越高,半導(dǎo)體的光電轉(zhuǎn)換性能越好;溫度升高通常會導(dǎo)致效率下降;光照強(qiáng)度越強(qiáng),理論上輸出功率越大(但超過一定點(diǎn)后效率可能不變或下降);材料厚度影響光吸收,較厚的材料吸收更多光子;接觸電阻會影響電荷的提取,較大的接觸電阻會導(dǎo)致能量損失,從而降低效率。15.光通信系統(tǒng)中,光放大器的作用是()A.放大光信號B.調(diào)制光信號C.解調(diào)光信號D.轉(zhuǎn)換光信號E.延遲光信號答案:A解析:光放大器是光通信系統(tǒng)中用于放大光信號強(qiáng)度的器件,以補(bǔ)償光纖傳輸過程中的信號衰減,從而延長傳輸距離。調(diào)制光信號、解調(diào)光信號和轉(zhuǎn)換光信號是光調(diào)制器、光解調(diào)器和光波長轉(zhuǎn)換器等器件的功能。光放大器的主要作用是放大,而非延遲。因此,只有選項(xiàng)A是光放大器的核心作用。16.光纖傳感器的分類方式可以依據(jù)()A.感測原理B.感測介質(zhì)C.測量對象D.結(jié)構(gòu)形式E.信號處理方式答案:ABCD解析:光纖傳感器種類繁多,可以根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類。依據(jù)感測原理(如利用光干涉、光吸收、光相位等變化)分類;依據(jù)感測介質(zhì)(如光纖自身感測或利用光纖作為傳光介質(zhì)感測其他介質(zhì))分類;依據(jù)測量對象(如測量溫度、壓力、位移等)分類;依據(jù)結(jié)構(gòu)形式(如點(diǎn)式、分布式、光纖布拉格光柵等)分類。信號處理方式是傳感器整體性能的一部分,但通常不是分類的主要依據(jù)。17.激光器的泵浦方式包括()A.光泵浦B.電泵浦C.氣體泵浦D.水冷泵浦E.半導(dǎo)體激光器泵浦答案:ABE解析:激光器的泵浦方式是指為激活介質(zhì)提供能量的方法。常見的泵浦方式包括光泵浦(使用另一個(gè)光源照射激活介質(zhì))、電泵浦(使用電流通過激活介質(zhì)或相關(guān)器件)和半導(dǎo)體激光器泵浦(使用另一個(gè)半導(dǎo)體激光器作為泵浦源)。氣體泵浦和水冷泵浦描述的是泵浦源的類型或冷卻方式,而非泵浦能量傳遞的基本方式。氣體泵浦可能指使用氣體激光器作為泵浦源,但不是泵浦方式本身;水冷泵浦是冷卻技術(shù)。18.光存儲技術(shù)的特點(diǎn)包括()A.容量大B.讀寫速度快C.成本低D.非易失性E.壽命長答案:ABDE解析:光存儲技術(shù)具有容量大、讀寫速度相對較快(尤其對于某些類型)、非易失性(斷電后數(shù)據(jù)不丟失)和壽命長(數(shù)據(jù)可以保存很長時(shí)間)等特點(diǎn)。然而,光存儲技術(shù)的成本通常較高,尤其是對于高容量和高速的存儲設(shè)備,因此選項(xiàng)C不正確。19.光電顯示器的驅(qū)動(dòng)方式包括()A.逐行掃描B.掃描驅(qū)動(dòng)C.并行驅(qū)動(dòng)D.矢量掃描E.CMOS驅(qū)動(dòng)答案:ABCE解析:光電顯示器的驅(qū)動(dòng)方式是指向顯示器像素提供信號的方式。逐行掃描和掃描驅(qū)動(dòng)是常見的驅(qū)動(dòng)方式,通過時(shí)序信號控制像素的亮滅;并行驅(qū)動(dòng)是指同時(shí)向多行像素提供信號;矢量掃描是指只掃描需要顯示圖像線條的路徑;CMOS驅(qū)動(dòng)是利用CMOS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)方式,常用于小型顯示器或特定應(yīng)用。這些方式都是光電顯示器可能采用的驅(qū)動(dòng)技術(shù)。20.光纖通信系統(tǒng)的中繼器作用是()A.放大光信號B.轉(zhuǎn)換光信號格式C.解調(diào)光信號D.延遲光信號E.補(bǔ)償光信號損耗答案:AE解析:光纖通信系統(tǒng)中,由于光纖存在損耗,光信號強(qiáng)度會隨著傳輸距離增加而衰減。中繼器的主要作用是放大衰減的光信號,使其恢復(fù)到足夠的強(qiáng)度,從而能夠繼續(xù)傳輸更遠(yuǎn)的距離。部分中繼器可能集成了信號轉(zhuǎn)換或解調(diào)功能,但基本作用是放大和補(bǔ)償損耗。延遲光信號不是中繼器的目的。三、判斷題1.光纖通信系統(tǒng)中,信號衰減只會隨傳輸距離增加而增大。()答案:錯(cuò)誤解析:光纖通信系統(tǒng)中,信號衰減主要隨傳輸距離增加而增大,但同時(shí),光纖的質(zhì)量、連接點(diǎn)的質(zhì)量、環(huán)境因素(如溫度、彎曲)等也會影響衰減的大小。并非所有情況下衰減都僅僅隨距離增加而增大,其他因素也可能導(dǎo)致衰減變化或存在固有最低衰減水平。2.激光器的輸出功率越高,其發(fā)光波長就越短。()答案:錯(cuò)誤解析:激光器的輸出功率主要取決于泵浦源的強(qiáng)度、激活介質(zhì)的特性、諧振腔的設(shè)計(jì)等因素,與發(fā)光波長沒有必然的直接關(guān)系。激光的波長主要由激活介質(zhì)的能級結(jié)構(gòu)決定,不同的激活介質(zhì)對應(yīng)不同的發(fā)射波長。高功率激光器可以在長波長或短波長工作,低功率激光器也可以。3.光電二極管是一種利用外光電效應(yīng)工作的探測器。()答案:錯(cuò)誤解析:光電二極管是一種利用內(nèi)光電效應(yīng)工作的探測器。當(dāng)光子照射到半導(dǎo)體PN結(jié)上時(shí),如果光子能量足夠大,會激發(fā)出電子-空穴對,從而在PN結(jié)內(nèi)產(chǎn)生光電流。這是內(nèi)光電效應(yīng)的表現(xiàn)。而外光電效應(yīng)是指光子照射到金屬表面時(shí),能使電子逸出金屬表面。4.光纖連接器的主要連接損耗來源于光纖端面之間的空氣間隙。()答案:正確解析:光纖連接器的主要連接損耗(通常稱為回波損耗的一部分)確實(shí)主要來源于光纖端面之間的空氣間隙。當(dāng)兩根光纖的端面不能完美對接,存在間隙時(shí),部分光能量會在空氣界面發(fā)生反射,無法繼續(xù)前進(jìn)到另一根光纖中,從而形成損耗。即使端面接觸良好,表面粗糙度等也會引起散射損耗,但理想端面間隙是主要的反射損耗來源。5.光伏電池的工作原理是熱電效應(yīng)。()答案:錯(cuò)誤解析:光伏電池的工作原理是光電效應(yīng),也稱為光伏效應(yīng)。當(dāng)光照射到半導(dǎo)體材料(如硅)上時(shí),會激發(fā)產(chǎn)生電子-空穴對,在內(nèi)部電場的作用下,電子和空穴被分離并定向移動(dòng),形成光電流。熱電效應(yīng)是指不同溫度的導(dǎo)體或半導(dǎo)體兩端產(chǎn)生電壓的現(xiàn)象,與光伏電池的光電轉(zhuǎn)換原理不同。6.光通信系統(tǒng)中,常用的光波長是可見光波段。()答案:錯(cuò)誤解析:光通信系統(tǒng)中,目前最常用、性能最優(yōu)的光波長是近紅外波段,特別是1550納米(nm)附近。這個(gè)波段的信號在光纖中的傳輸損耗最低,非常適合長距離、高速率的光通信。可見光波段(約400-700納米)雖然也能用于光通信(如自由空間光通信、某些短距離應(yīng)用),但受大氣條件、光纖帶寬限制等因素影響較大,不是目前主流的長距離光纖通信波段。7.光纖傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)之一是抗電磁干擾能力強(qiáng)。()答案:正確解析:光纖傳感器以光纖作為傳輸介質(zhì)和/或敏感元件,光波在光纖中傳輸幾乎不受外界電磁場的影響。因此,光纖傳感器具有非常強(qiáng)的抗電磁干擾能力,這是其相對于傳統(tǒng)電類傳感器的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn),特別適用于強(qiáng)電磁干擾環(huán)境。8.光電倍增管比光電二極管具有更高的內(nèi)部增益,但暗電流也相對更大。()答案:正確解析:光電倍增管通過二次電子發(fā)射倍增初始的光電信號,其內(nèi)部增益可以達(dá)到很高的水平(通常為10^5至10^6量級),而光電二極管主要依靠半導(dǎo)體材料內(nèi)部產(chǎn)生的光電流,增益接近于1。由于倍增過程涉及多次電子發(fā)射,光電倍增管的熱噪聲和暗電流(無光照時(shí)的本底電流)也通常比光電二極管大。9.光存儲技術(shù)具有非易失性,即斷電后數(shù)據(jù)不會丟失。()答案:正確解析:光存儲技術(shù)(如CD、DVD、藍(lán)光光盤)利用激光在介質(zhì)上燒錄凹坑或改變反射特性來存儲數(shù)據(jù)。這種物理形態(tài)記錄的數(shù)據(jù)屬于非易失性存儲,即使斷開電源,存儲在光盤上的數(shù)據(jù)也不會丟失,除非光盤物理損壞。10.光纖的色散會使得長距離傳輸?shù)墓饷}沖展寬,降低傳輸速率。()答案:正確解析:光纖的色散是指不同波長(或模式)的光在光纖中傳播速度不同,導(dǎo)致光脈沖在傳輸過程中發(fā)生展寬的現(xiàn)象。脈沖展寬會使得信號失真,相鄰脈沖可能相互重疊,從而限制了信號傳輸?shù)乃俾屎途嚯x。減少色散是提高光纖通信系統(tǒng)容量和傳輸距離的關(guān)鍵技術(shù)之一。四、簡答題1.簡述激光器的三個(gè)主要組成部分及其作用。答案:激光器主要由激活介質(zhì)、光學(xué)諧振腔和泵浦源組成;激活介質(zhì)是產(chǎn)生受激輻射的核心部分,負(fù)責(zé)在光激勵(lì)下實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn);光學(xué)諧振腔
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