20012002学年第一学期光通讯原理课程试卷a

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1、<<光电信息技术>>课程试卷2200/200学年第学期<<光电信息技术>>课程试卷2学号姓名得分任课教师1、简述LED、LD的工作原理、主要特性及实用输出电路。（15分）2、简述4种常用光电转换器件的名称、原理、主要特性及实用输出电路。（20分）3、简述磁光法拉第效应，并给出一个应用的实例（15分）4、试图示并叙述等离子体板显示器的工作原理。（10分）5、右图为光敏电阻的驱动电路，在两不同光照条件下，光敏电阻的阻值分别为RG1和RG2，则为使在这两不同光照条件下，输出电压Vo的变化量最大，该如何选择负载电阻的阻值RL？（15分）6、试设计一个煤气泄漏

2、自动保护装置，要求：1)煤气点燃后，自动保护装置同时开始工作。2)当物体煮开溢出时，火苗变小或熄灭，保护装置自动报警或自动关闭煤气阀门。3)叙述测控原理，画出装置的原理框图。4)设计全部电子线路图。5)叙述该装置的使用方法。（25分）<<光电信息技术>>课程试卷2<<光电信息技术>>课程试卷2参考答案与评分标准1、+5VLEDReRb2Rb1Vin(1)LED是通过自发辐射形成光输出的，输出的是荧光，不需要粒子数反转；而LD通过受激辐射产生激光输出的，不仅需要粒子数反转，还需要光学谐振腔。(2)LED只要有注入电流就有光输出；而LD是阈值器件，只有当

3、注入电流高于阈值电流时，才有激光输出。(3)LED调制速率比较低，只能用于低速率通信；而LD调制速率相对比较高，可进行直接调制。LED的驱动电路如图所示，LD的驱动电路与LED相似。需要注意的是，LD是阈值器件，只有当注入电流大于阈值电流时，才能得到激光输出。2、光敏电阻：光照射半导体材料后，价电子吸收光子而跃迁到导带，并形成空穴，从而使自由电荷增多，电阻下降。器件结构简单，价格便宜，光照特性为非线性，频率响应特性差。光电池：PN结受光照射时产生电子和空穴，由扩散运动形成内建电场，电子和空穴在内建电场的作用下，产生漂移运动，对外形成电压。输出随负载变

4、大而呈非线性，做电源用时多个光电池串联使用，做测量用时采用性输出电路。<<光电信息技术>>课程试卷2光敏二极管：原理同光电池，但在PN结上加反向电压。线性好，频响高。光敏三极管：可等效为光敏二极管加三极管放大光电流。灵敏度高，稳定性较差。热释电：光照时温度发生变化而产生电势，输出电流与温度变化速率成正比，与温度无关。3、法拉第（Faradag）效应，是指某些物质在外磁场的作用下，使通过它的线偏振光的偏振方向发生偏转。设法拉第材料的长度为，沿长度方向施加的外磁场强度为，则线偏振光通过它后偏振方向旋转的角度为，——材料的Verdet常数。光纤的磁光效应最

5、典型的应用就是高压传输线用的电流传感器，其结构如图所示。将光纤绕在被测导线上，设圈数为，导线中通过的电流为，由安培环路定律，距导线轴心为处的磁场为P2WP探测器1探测器2I1I2光源光纤IP1基于光纤磁光效应的电流传感器由以上两式可得偏转角：绕在导线上的光纤长度为：，代入上式得，通过光纤的光偏振面偏转角与被测电流及光纤的匝数成正比，与光纤圈半径大小无关。<<光电信息技术>>课程试卷2透明电极放电区前玻璃基板透明介电质层保护层壁障(隔断)荧光体选址电极后玻璃基板发光区紫外线4、在PDP中，有数百万个微小荧光灯，称为放电胞，其工作原理与结构如图所示。在真

6、空放电胞中封入放电气体，一般采用氖(Ne)和氙(Xe)，或氦(He)和氙组成的混合惰性气体。放电胞内壁涂覆的荧光体并不是发白光，而是发红(red,R)，绿(green,G)，蓝(blue,B)三原色光。对放电胞施加电压，放电胞中发生气体放电，产生等离子体，等离子体产生的紫外线照射胞内壁上涂覆的荧光体，产生可见光。三原色组合，在视觉上产生丰富多彩的颜色。5、负载取值为RL=(RG1RG2)1/26、原理10分，电路图15分，答案不唯一。