(整理)浙大光学工程复试题目

--------------------------------------------------------------------------------

浙江大学光学工程复试参考题目

1、激光得全称,其特性与应用

激光一词在英文中就是“Laser”,就是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”得缩写,意为“受激发射得辐射光放大”。

特性:(1)单色性:指光强按频率得分布状况,激光得频谱宽度非常窄;(2)相干性:时间相干性与空间相干性都很好;(3)方向性:普通光源向四面八方辐射,而激光基本沿某一直线传播,激光束得发散角很小;(4)高亮度:在单位面积、单位立体角内得输出功率特别大;

激光与普通光得根本不同在于激光就是一种光子简并度很高得光。

应用:光电技术、激光医疗与光子生物学、激光加工技术、激光检测与计量技术、激光全息技术、激光光谱分析技术、非线性光学、激光化学、量子光学、激光雷达、激光制导、激光分离同位素、激光可控核聚变、激光武器等。

2、望远镜得物镜直径选择

根据公式知望远镜物镜得直径影响到一下因素:分辨率、景深

直径大则分辨率高,反之则分辨率低;

直径大景深小,反之则景深大;

3、几何光学得7种误差、

单色像差:球差、彗差、场曲、像散、畸变

复色像差:位置色差、倍率色差

4、全息技术、成像原理、用处

全息术就是利用“干涉记录、衍射再现”原理得两步无透镜成像法,把从三维物体来得光波前记录在感光材料上(称此为全息图),再按照需要照明此全息图,使原先记录得物光波得波前再现得一种新得照相技术,它就是一种三维立体成像技术。

特点:(1)能够记录物体光波振幅与相位得全部信息,并能把她再现出来,应用全息术可以获得与原物相同得立体像;(2)实质上就是一种干涉与衍射现象;(3)全息图得任何局部都能再现原物得基本形状。

用处:(1)制作全息光学元件。全息光学元件实际上就是一张用感光记录介质制作得全息图,它具有普通光学元件得成像、分光、滤波、偏转等功能,并有重量轻、制作方便等优点,广泛应用于激光技术、传感器、光通信与光学信息处理等领域;(2)全息显示利用全息术能够再现物体得真实三维图像得特点,就是全息术最基本得应用之一;(3)全息干涉计量,例如可用于各种材料得无损检测,非抛光表面与形状复杂表面得检验,研究物体得微小变形、振动与高速运动等;(4)全息存储就是一种存储容量大、数据传输速率高与随机存取时间短且能进行并行处理得信息存储方式。

5、空间频率？傅立叶变换得频谱与光波频谱有什么区别？傅立叶频谱与光学波长得频率？空间频率就是把一个在空间呈正弦或余弦分布得物理量在某个方向上单位长度内重复得次数成为该方向上得空间频率。

傅里叶变换就是运用傅里叶变换得方法将一个复杂得光学图片得光学信息分解为具有不同权重、连续空间频率得基元信息(或者基元周期结构)得线性叠加,这些连续得空间频率就构成傅里叶变换得频谱;而光波得频谱就是由光得连续频率构成得,没有经过任何变换;光学波长得频率就是指单位时间内通过得波数。

6、光线WDM

将发光点发出得光抽象为许多携带能量并带有方向得几何线,即为光线,光线得方向代表光得传播方向。

WDM:Wavelength Division Multiplexing波分复用,就是将两种或多种不同波长得光载波信号

(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器,Multiplexer)汇合在一起,并耦合到光线路得同一根光纤中进行传输得技术;在接收端,经解复用器(亦称分波器,Demultiplexer)将各种不同波长得光载波分离,然后由光接收机做进一步处理以恢复原信号。

7、模电、数电、D/A、A/D

模电:Analog Circuit模拟电路,处理模拟信号得电子线路;

模拟信号:时间与幅度都连续得信号;

数电:数字电路,用数字信号完成对数字量进行算术运算与逻辑运算得电路;

D/A:数模转换,将数字信号转换为模拟信号;

A/D:模数转换,将模拟信号转换为数字信号。

8、CCD

CCD:Charge-Coupled Device电荷耦合器件,就是一种光电成像器件,其功能就是把光学图像转换为电信号,即把入射到传感器光敏面上得按空间分布得光强信息(可见光、红外辐射等),转换为按时序串行输出得电信号-----视频信号,而视频信号能再现入射得光辐射图像。

CCD得基本功能就是电荷存储与电荷转移,其工作过程就就是信号电荷得产生、存储、传输与检测得过程,电荷耦合摄像器件信号电荷得产生就是依靠半导体得光电特性,用光注入得办法产生。

CCD得基本单元就是MOS(金属-氧化物-半导体)电容器,能够存储电荷。当光敏区得光敏元接收到光信号后会将产生得电子传输到CCD得MOS单元,每个MOS单元中得电荷按照顺序依次转移串行输出,将光信号转化为电信号传输,最后再按照电信号恢复原始信号。

CCD得应用主要就是固体成像、信号处理与大容量储存这三方面。

CCD (Charge-Coupled Device) is an optical imaging device、The purpose is to turn the optical image into electrical signals which can carry out the reproduction of the incident light radiation image、

The basic function of CCD is the storage and transfer of charge、The course of its work is the produce, storage, transfer and detect of charge while the produce of charge is depended on optical and electrical characteristics of semiconductor、

The basic unit of CCD is the MOS capacitor which can storage charge、These units will output their charges that are transferred from the Photosensitive, thus optical signal is turned into electrical signal、At last, carry out the reproduction of original signal、

Solid imaging, signal processing, mass storage are main applications of CCD、

9、空间相干、时间相干

空间相干:给定一个光源尺寸,就限制着一个相干空间,这就就是空间相干问题,也就就是说,若通过光波场横方向上两点得光在空间相遇时能够发生干涉,则称通过空间这两点得光具有空间相干性。

时间相干:光波在一定得光程差下能够发生干涉得事实表明了光波得时间相干性,我们把光通过相干长度所需得时间称为相干时间;显然,若同一光源在相干时间t内不同时刻发出得光经过不同得路径相遇时能够发生干涉,则称光得这种相干性为时间相干性。

10、望远镜得物镜孔径就是不就是越大越好？瑞利判据就是啥？

望远镜得物镜孔径越大分辨率越高,但就是景深也变小,故要根据需要选择物镜孔径大小;

瑞利判据就是指两个相邻像点之间得间隔等于艾里斑得半径时,则能被光学系统分辨开。11、什么就是4f系统,什么就是频谱面？激光通过狭缝后在频谱面上得现象？如果狭缝变窄,频谱如何变化？空间频率得含义？

4f系统就是在进行相干光学处理时,采用得两个透镜成共焦组合放大率为-1得双透镜成像系统;

频谱面就是指物光波在经过第一个透镜得傅里叶变换后将其分解为连续空间频率得傅里叶频谱所在得平面,在4f系统中对应两个透镜得共焦面;

激光通过狭缝,狭缝得透射系数就是矩形函数,经过第一个透镜得傅里叶变换后傅里叶频谱为函数,所以在频谱面上就是函数得图像;

因为傅里叶变换,所以当狭缝变窄时,相当于d减小,所以频谱面上得函数得图像得强度将变弱,另外光谱还会展宽。

把一个在空间呈正弦或余弦分布得物理量在某个方向上单位长度内重复得次数称为该方向上得空间频率。

12、什么就是粒子数反转,解释一下

粒子数反转:Population Inversion,就是激光产生得前提。在通常情况下,处于低能级得粒子数大于处于高能级得粒子数,采用泵浦得方式将低能级上得粒子抽运到高能级上,实现高能级得粒子数多于低能级得粒子数得现象叫做粒子数反转。

13、如果能级宽度变大,那么跃迁后发出得光向红光还就是蓝光方向移动

根据辐射公式,当能级宽度变大,则E变大,h就是普朗克常数,,则发出得光波得频率变大,那么跃迁后发出得光向蓝光方向移动。

14、如果接受器与光源相对运动方向就是互相接近得,那么接受器得光谱向哪个方向频移

当它们相互接近时,接收器在单位时间内接收到得光波数增多,相当于探测到得光波频率变大,那么接收器得光谱往蓝光方向频移。

15、色散、频率与色散得关系、

光在物质中传播时其折射率(传播速度)随光波频率(波长)而变得现象叫做色散;

频率与色散得关系分为正常色散与反常色散两种情况。其中正常色散就是指折射率随波长增大而减小得色散,也即折射率随频率减小而减小,正常色散有科希公式;反常色散就是指折射率随波长增大而增大得色散,也即折射率随频率增大而增大。

16、老师会请您用英文进行自我介绍、主要包括:在大学四年中您学了哪些课程;您得兴趣爱好;您希望在后续得研究等

I e from the UESTC, the University of Electronic Science and Technology of China、I have graduated from that school for nearly 3 years、I majored in optical engineering and optical munication、My major courses are these below: Calculus; AutoCAD; Basics of Software; Circuit Analysis; Analog Circuit; Digital Circuit; Signals and Systems; Quantum Mechanics; Semiconductor Physics; Physical Optics; Geometrical Optics; Laser Principles; Laser Technology and some of others、I like optic especially optical munication、The two years after my graduation I have worked in an optical munication pany as a R&D engineer of optical devices、In the follow-up study, I still want to go on with optical munication、Thank you!

17、MTF与OTF就是什么得缩写?含义就是什么?具体器件如透镜得传递函数就是什么? MTF:Modulation Transfer Function调制传递函数,表示各种不同频率得正弦强度分布函数经光学系统成像后,其对比度(即振幅)得衰减程度。

OTF:Optical Transfer Function光学传递函数,表示非相干成像系统空间频率域中得成像特性。透镜相当于出瞳就是圆孔得非相干成像系统,其传递函数根据【=两个错开出瞳得重叠面积/出瞳总面积】计算出,具体计算过程在工程光学书P395。

18、光电转换器件举例

激光器就是电信号转光信号;CCD就是光信号转电信号。

19、在4f系统中物体得放大或者旋转将引起像如何变化?

在4f系统中,由于物经过透镜得两次傅里叶变换,物与像得复振幅分布满足,这表明输入图像与输出图像完全相同,只就是变成了倒像。

所以如果物体放大,则像也将变大,物体旋转,像往相反得方向旋转。

20、LED与LD分别就是什么得缩写?就是什么意思?

LED:Light Emitting Diode发光二极管,其实际上就是一个半导体PN结,在此PN结上加正向偏置电压时会发光;

LD:Laser Diode半导体激光器。

21、关于棱镜得色散,即一束白光通过棱镜后发生什么变化?

白光就是复色光,通过棱镜时由于棱镜对不同频率成分得光得折射率不同,对频率高得光折射率大,故偏折也更显著,所以不同频率成分得光分离产生色散现象,且由红到紫依次排列,紫光一端在偏折严重得一方。

22、为什么那个望远镜孔径越大,分辨率越高?

方法一:直接根据公式,孔径大意味着可分辨得最近得两个物点对望远镜得张角小,故分辨率高;

方法二:根据圆孔衍射,Airy斑得半径,所以当孔径大时,Airy斑半径小,根据Reyleigh(瑞利)判据“两像点之间得距离等于Airy斑半径时,两物点对望远镜得张角为分辨极限”,故当Airy 半径小则像点距离小,则物点相对于望远镜得张角小,所以分辨率高。

23、在一架朝您飞来得飞机上有一个光源,那么您接受到得光速就是c？大于c？还就是小于c?

根据多普勒(Doppler)效应:当光源与观察者有相对运动时,观察者接收到得频率会改变。当它们相向运动时,在单位时间内观察者接收到得完全波得个数会增多,即接收到得频率增大,波长减小,这就就是所谓得蓝移现象;

当它们相背运动时,在单位时间内观察者接收到得完全波得个数会减少,即接收到得频率较小,波长增大,这就就是所谓得红移现象;

而在这个过程中波速c就是不变得,变得只就是频率而已。

24、红移现象就是由频率得变化还就是波长得变化引起得?

上题已经解释了红移现象,说明红移就是由频率得变化引起得。

25、微分与积分得几何意义?

微分得几何意义:

对于曲线上一点,当其横坐标有增量时,对应纵坐标上得增量为,就是对应得处切线得增量;当很小时,比小得多,则在得邻近,我们可以用切线段来近似代替曲线段。且函数在处得微分在几何上表示曲线在对应点处切线得纵坐标该变量。

积分得几何意义:

如果在上时,定积分得值等于曲线与直线及轴围成得去边梯形得面积,这就就是定积分得几何意义。

26、三角形小孔得衍射光斑?

对夫琅禾费衍射,可以用傅里叶变换来求出其衍射光斑。

以三角状函数为例,其傅里叶变换为函数(其图像为中心亮斑,还有一些次级大但都比较弱),根据傅里叶变换得相似定理,其她形状得三角形小孔得衍射光斑也与类似,只就是会有一些缩放变化而已。

27、英文作文:您为什么报考浙大光电系？

I e from the UESTC, the University of Electronic Science and Technology of China、I have graduated from that school for nearly three years、I majored in optical engineering and optical munication、And for the past two years, I have worked in an optical munication pany as a R&D engineer for the optical devices、I contacted optical munication have been four years, I like it very much、In the follow-up study, I still want to go on with the optical munication、Otherwise,

the specialty of optical engineering in Zhejiang University is the best one in our country、It can provide me the best condition of study、So I want to study there with the best teachers and students very much、Thank you!

28、CMOS

CMOS:plementary Metal-Oxide-Semiconductor互补金属氧化物半导体图像传感器。

其像素结构分为无源像素型(PPS)与有源像素型(APS)两种。

CMOS摄像器件得总体结构框图如下所示,一般由像素(光敏单元)阵列、行选通逻辑、列选通逻辑、定时与控制电路、模拟信号处理器(ASP)与A/D变换等部分组成。

其工作过程为:外界光照射像素阵列,产生信号电荷,行选通逻辑单元根据需要选通相应得行像素单元,行像素内得信号电荷通过各自所在得列得信号总线传输到对应得模拟信号处理器(ASP)及A/D变换器,转换成相应得数字图像信号输出。行选通单元可以对像素阵列逐行扫描,也可以隔行扫描。隔行扫描可以提高图像得场频,但会降低图像得清晰度。行选通逻辑单元与列选通逻辑单元配合,可以实现图像得窗口提取功能,读出感兴趣窗口内像元得图像信息。其与CCD比较,优点在于CMOS可以将光电摄像器件阵列、驱动与控制电路、信号处理电路、模/数转换器、全数字接口电路等完全集成在一起,可以实现单芯片成像系统,且耗电量小,而CCD则不具备这样得能力;缺点在于图像噪声较大、信噪比较小、光电灵敏度不高等,亟待解决。

29、用英语介绍我们学校给美国客人

Nice to meet you! My dear American guests, I am a student of this school、Now I’ll tell you something about our university、It’s called the UESTC, the full name is the University of Electronic Science and Technology of China、It is well known by its electronic technology、There are more than ten institutes, such as the munication Institute, the Electronic Engineering Institute, the Optoelectronic Information Institute, and so on、

For the past years from its establishment in 1956, our school is located in the place that is near the center of Chengdu、With the pletion of the new campus last year in the suburbs, most institutes have moved to there leaving only two remained、You can see that the new campus is much larger than the old one, and it’s surrounded by countless ginkgos、It is so beautiful that you need to appreciate personally、Thank you!

30、激光三能级系统与四能级系统,以及二者得比较

三能级系统:包括基级、高能级、亚稳态能级。基态能级上得电子吸收能量跃迁到高能级,但就是在高能级上得寿命很短,因为迅速无辐射跃迁到亚稳态能级,在亚稳态能级上得寿命较长,可以聚集较多得电子,因而能形成集居数反转。这样得激光器发射得激光频率由基级与亚稳

态能级得能量差决定。典型得就是红宝石激光器。

四能级系统:包括基级、高能级、亚稳态能级、比基级稍高一点处于基级与亚稳态能级之间得能级。基态能级上得电子吸收能量跃迁到高能级,然后几乎全部迅速地无辐射跃迁到亚稳态能级上,实现集居数反转。最后亚稳态能级上得电子跃迁到比基级稍高一点得能级上发射激光。

两者比较:由于四能级系统得激光下能级不就是基态能级,其上基本没有粒子,只需很低得泵浦能量就能实现激光振荡,这就是四能级系统相对于三能级系统得优点。

31、英语

【Cube】n、立方体、立方

【cubic meter】立方米

【decimeter】n、分米

【Centimeter】n、厘米

【millimeter】n、毫米

【micron】n、微米

【nanometer】n、纳米

32、谈一下光通信得优点

(1)通信容量大

(2)中继距离长

(3)保密性好

(4)抗干扰能力强

(5)体积小、重量轻,便于施工维护

(6)原材料(二氧化硅)来源丰富,价格低廉

33、用一个实验证明光得波粒二象性(用单光子得杨氏干涉实验证明)

光子按照一定得几率落在接收屏上得不同位置,一段时间得累积就会出现干涉条纹。

但就是单光子就是怎么获得得？这就是个问题。

34、激光得工作原理

激光器主要由泵浦源、工作物质、谐振腔三部分构成。

在泵浦源得作用下,工作物质中电子吸收能量从基态跃迁到激发态,形成粒子数反转,使高能级上得电子多于低能级得电子;然后这些处于高能级得电子在受到一定能量光子得激发下能从高能级跃迁到低能级,并发射一个与激励光子相同状态得光子,如此不断激励就形成相干性很强得激光;这里谐振腔得作用在于选模、限制输出光束方向与形成正反馈。

35、近红外得波长范围

36、半导体得能带结构

对于半导体来说,电子填满了一些能量较低得能带,称为满带,最上面得满带称为价带;价带上面有一系列空带,最下面得空带称为导带。价带与导带有带隙,称为带隙宽度表示价带顶与导带底得能量间隙。

对于本征半导体在绝对零度没有激发得情况下,价带被电子填满,导带没有电子。在一般温度,由于热激发,有少量电子从价带跃迁到导带,使导带有少量电子,而在价带留下少量空穴,这种激发就就是本征激发。半导体得导电就就是依靠导带底得少量电子与价带顶得少量空穴完成得。

37、固体激光器与气体激光器哪种比较好,问什么好？

固体激光器通常以绝缘晶体或玻璃为工作物质,少量得过渡金属离子或稀土离子掺入晶体或玻璃,经光泵激励后产生受激辐射作用。

气体激光器通常以气体或金属蒸汽为工作物质。

由于气态工作物质得光学均匀性远好于固体,谱线宽度远小于固体,因而气体激光器光束得方向性好、单色性好。但气体得激活粒子密度远小于固体,需要较大体积得工作物质才能获得足够得输出功率,因此气体激光器得体积一般比较大。

38、透镜折射率与哪些参数有关？

透镜材料

入射光波频率

39、提高显微镜得放大率,目镜与物镜得焦距如何变化？

由于显微镜得视觉放大率公式为,要提高放大率只需将目镜与物镜得焦距都减小。

40、显微镜得分辨率与那些有关？

根据Reyleigh(瑞利)判断:两相邻像点之间得间隔等于Airy斑半径时能被系统分辨。显微镜得分辨率为。

根据DaWes(道威)判断:两相邻像点之间得间隔等于Airy斑半径得0、85倍时能被系统分辨。显微镜得分辨率为。

按照以上两种判断方式知,显微镜得分辨率与物镜得数值孔径、入射光波长有关。

41、光纤得折射率如何分布得

阶跃折射率(SI, step-index)光纤:其折射率满足纤芯折射率为一定值,且大于包层折射率。

渐变折射率(GRIN, graded-index)光纤:其纤芯折射率从光纤中心随着径向距离得增加而连续减小,直到纤芯边缘处与包层得折射率相等。

42、当光纤纤芯直径小于光线波长时,能不能传输该光线,为什么？

可以传输

因为光波得传输需满足大于截止波长、实现全反射、满足模式本征方程;与光波长与纤芯直径得大小关系无关。

模式本征方程就是在光波在光纤横向一周期内相位得变化为得整数倍(这样得光波才能沿轴向不减弱得传播)得条件下得出得关系式。

43、普朗克常数就是多少？单位就是什么？

44、有哪些光电转换器件？各自得原理就是什么？灵敏度哪个高哪个低？

CCD与CMOS

原理上述已经讲清楚了

灵敏度:在一定光谱范围内,单位曝光量得输出信号电压(电流)。

曝光量:光强与光照时间之积。

对于CCD与CMOS,灵敏度CCD要更高。

45、各种传感器得反应时间比较,CCD得为多少？

46、倍增管得二次发射原理就是什么？

光电倍增管(photomultiplier):可将微弱光信号通过光电效应转换成电信号并利用二次发射电极转为电子倍增得电真空器件。

Photomultiplier包括阴极室与由若干打拿极组成得二次发射倍增系统。阴极室得结构与光阴极K得尺寸与形状有关,它得作用就是把阴极在光照下由外光电效应产生得电子聚焦在面积比光阴极小得第一打拿极D1得表面上。

二次发射倍增系统就是最复杂得部分。打拿极主要选择那些能在较小入射电子能量下有较高得灵敏度与二次发射系数得材料制成。常用得打拿极材料有锑化铯、氧化得银镁合金、氧化得铜铍合金等。打拿极得形状应有利于将前一级发射得电子收集到下一级。在各打拿极D1、D2、D3…与阴极A上依次加有逐渐增高得正电压,而且相邻两级之间得电压差应使二次发射系数大于1。这样,光阴极发射得电子在D1电场得作用下以高速射向打拿极D1,产生更多得二次发射电子,于就是这些电子又在D2电场得作用下向D3飞去。如此继续下去,每个光电子将激发成倍增加得二次发射电子,最后被阳极收集。

47、关于焦距可调得液晶透镜问题

大部分得液晶透镜利用呈小杆状得液晶分子可以在电场中改变它们得指向这一特性,特别就是当电场强度足够大得时候,所有得分子都会沿场强方向排列起来。在这个过程中,液晶得折射率会发生改变,这就就是液晶透镜调焦得基本原理。

48、激光测距得具体原理就是什么？

激光测距(Laser Rangefinder)就是一种利用激光测量距离得方法。一般采用脉冲法与相位法。脉冲法:测距仪发射出得激光被测量物体反射后又被测距仪接收,测距仪同时记录激光往返得时间,光速与往返时间得乘积得一半就就是测距仪与被测量物体之间得距离。

相位法:利用发射得调制光与被测目标反射得接收光之间光强得相位差所含得距离信息来实现对被测目标距离得测量。

49、在时域或者空域上采集了n个采样点,傅氏变换后,变成几个点？

50、解释一下拉氏不变量得具体含义？

拉氏不变量得具体表达式为。

它表示实际光学系统在近轴区成像时,在物像共轭面内,物体大小、成像光束得孔径角、物体所在介质得折射率得乘积为一常数,与光学系统得具体结构参数无关。

51、散射得原因

光得散射就是指,由于物质(气体、液体或固体)中存在得微小粒子对光束得作用,使光波偏离原来得传播方向而四散开得现象。

Rayleigh(瑞利)散射:就是指散射粒子线度比波长小得多得粒子对光波得散射。如大气中得灰尘、烟、雾等悬浮微粒所引起得散射;

米氏散射:粒子线度大于得较大微粒散射。如白云对阳光得散射、浪花得散射;

Rayleigh散射与米氏散射都就是散射光得频率域入射光频率相同得散射现象;而拉曼散射与布里渊散射都会产生对称分布得新得频率。

52、调q激光器、Q-switch得principle

Q值(品质因数)就是评定激光器中光学谐振腔质量好坏得指标。谐振腔得Q值与损耗成反比,一般采取改变腔内损耗得办法来调节Q值。

对脉冲激光器,在泵浦激励过程中,当工作物质中反转集居数密度增加到阈值时就产生激光。当超过时,随着受激辐射得增强,上能级粒子数大量消耗,反转集居数迅速下降,直到低于阈值时,激光振荡迅速衰减。然后泵浦得抽运又使上能级逐渐积累粒子而形成第二个激光尖峰。如此不断重复,便产生一系列小得尖峰脉冲。由于每个激光脉冲都就是在阈值附件产生得,所以输出脉冲得峰值功率较低,一般为几十千瓦数量级。增大输入能量时,只能使尖峰脉冲得数目增多,而不能有效地提高峰值功率水平。同时,激光输出得时间特性也很差。

为了得到高得峰值功率与窄得单个脉冲,采用了Q调制技术,它得基本原理就是通过某种方法使谐振腔得损耗因子(或Q值)按照规定得程序变化,在泵浦激励刚开始时,先使光腔具有高损

耗因子,激光器由于阈值高而不能产生激光振荡,于就是亚稳态上得粒子数便可以积累到较高得水平。然后在适当得时刻,使腔得损耗因子突然降低到,阈值也随之突然降低,此时反转集居数大大超过阈值,受激辐射极为迅速地增强。于就是在极短时间内,上能级储存得大部分粒子得能量转变为激光能量,形成一个很强得激光巨脉冲输出。采用调Q技术很容易获得峰值功率高于兆瓦,脉宽为几十毫微秒得激光巨脉冲。

The principle of Q-switch:

以电光Q-switch为例,它就是利用晶体得电光效应,在晶体上加一阶跃式电压,调节腔内光子得反射损耗。

(1)第一阶段:累积阶段

例如,采用KDP纵向运用方式,即Z向加电压,Z向通光;

第一阶段就是在晶体上加,称为四分之一波电压,从偏振器出射得偏振光经电光晶体后,沿与得方向得偏振分量产生了得位相延迟,经全反射镜反射后再次通过电光晶体又将产生得位相延迟,合成后随仍就是线偏振光,但偏振方向垂直于偏振器得偏振方向,因此不能通过偏振器,这种情况下谐振腔得损耗很大,对应Q值很小,激光器不能振荡,激光上能级不断积累粒子(这一状态相当于光开关处于关闭状态)。

(2)第二阶段:脉冲形成阶段

在第一阶段工作物质得反转粒子数达到最大值时,突然退去晶体上得电压,这时晶体又恢复了原来得状态,光在腔内形成振荡。

电光调Q得关键之一就是精确控制Q开关“打开”得延迟时间。

调Q得工作程序示意图:

53、火星探测器上得热探测仪

热探测器就是用探测元件吸收入射辐射而产生热、造成温升,并借助各种物理效应把温升转化为电量得原理而制成得器件。最常用得有温差电偶、测辐射热计、高莱管、热点探测管等。

54、IR就是什么？(红外探测仪！)

红外探测器(Infrared Detector)就是一种能把接收到得红外辐射能量转换成一种便于计量得物理量得器件。

现代红外探测器利用得主要就是红外热效应与光电效应。

一个红外探测器至少包括一个对红外辐射产生敏感效应得物体,称为相应元。此外,还包括相应元得支架、密封外壳与透红外辐射得窗口,有时还包括制冷部件、光学部件、电子部件等。优点:(1)环境适应性优于可见光,尤其就是在夜间与恶劣天气下得工作能力;(2)隐蔽性好,一般都就是被动接收目标得信号,比雷达与激光探测安全且保密性强,不易被干扰;(3)由于就是目标与背景之间得温差与发射率差形成得红外辐射特性进行探测,因为识别伪装目标得能力优于可见光;(4)与雷达系统相比,红外辐射系统得体积小、重量轻、功耗低;(5)探测器得光谱响应从短波扩展到长波。

55、干涉与衍射得区别与联系

(1)物理本质一样,都就是波相干叠加得结果,问题得关键就是相位差,干涉对应有限束光波得叠加,衍射对应无限束子波得叠加,量变导致质变;

(2)条纹图样得强度分布存在着均匀(干涉)与相对集中(衍射)得不同;

(3)采用得数学方法不同,干涉对应有限项求与,衍射对应无限项积分;

(4)实际装置中,干涉效应与衍射效应往往同时存在,混杂在一起,此时干涉条纹必然受到单元衍射因子得调制;

(5)理论基础:干涉问题没有离开几何光学得直线传播理论,衍射问题却与几何光学模型相矛盾。当参与叠加得各光波可以近似得用几何光学直线传播模型描述时,则叠加纯属干涉问题,若参与叠加得各光波自身得传播行为明显地不符合几何光学模型,则对每一束光波而言,均存在着衍射,同时各光波之间又存在着干涉。

56、各种像差得英文名

球差:Spherical Aberration

正弦差:Sine Aberration

彗差:a

场曲:Field Curvature

像散:Astigmatism

畸变:Distortion

单色像差:Monochromatic Aberration

色差:Chromatic Aberration

位置色差:Longitudinal Chromatic Aberration

倍率色差:Lateral Chromatic Aberration

波像差:Wavefront Aberration

57、折射率得意义

电磁波在真空中得速度与介质中速度得比值为介质对电磁波得折射率

即,其中为介质得相对介电常数,为介质得相对磁导率

在真空中,,

58、介电常数就是什么

介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场,原外加电场(真空中)与最终介质中电场得比值称为介电常数(permittivity),又称电容率。如果有高介电常数得介质放在电场中,场得强度在

电介质内会有客观得下降。

一个电容板中充入介电常数为得物质后,电容变大倍。电介质有使空间比起实际尺寸变得更大或者更小得属性。例如,当一个电介质材料放在两个电荷之间,它会减少作用在它们之间得力,就像它们被移远了一样。

当电磁波穿过电介质,波得速度被减小,有更短得波长。

相对介电常数可以用静电场用如下方法测量:首先在其两块极板之间为空气得时候测试电容器得电容,用同样得电容极板间距离但在极板间加入电介质后测得电容,然后相对介电常数就就是。

59、用英语介绍一下我们这个行业

The optics is a very old discipline and now it’s the most active one、From ancient times to present, the optics can be divided into four periods, the period of geometrical optics, the period of wave optics, the period of quantum optics, the period of modern optics、

There’s the most representative theory or application in every period、For example, in the period of geometrical optics, the law of refraction was produced, and there were applications such as telescope and so on、In the period of wave optics, the interference, diffraction and polarization were founded and been explained、In the period of quantum optics, the photoelectric effect was founded、In the period of modern optics, there’s Fourier optics, laser technology, holograph, optical information processing, nonlinear optics and so on、

60、近红外区用什么探测器

红外CCD

61、导数得物理意义

如果函数在处可导,那么它在处得导数在几何上就表示曲线在点处切线得斜率。

62、迈克尔逊干涉仪,白光还就是激光容易干涉？

激光单色性好

63、介电常数得范围

由于相对介电常数,所以介电常数得范围如下:

64、太阳过透明玻璃窗能不能瞧到彩色条纹

不能

因为透明玻璃窗相当于就是平板玻璃,入射光线与出射光线平行。

65、白光与红光激光那个聚焦比较好(从模式方面考虑)

红光

因为白光存在得模式比红光更多,聚焦得时候不同模式得光与光轴交与不同得点,模式越多光斑越大。

66、什么就是像散？

轴外细光束得子午像点与弧矢像点不重合,两者分开得轴向距离称为像散(Astigmatism)。细光束像散只与视场有关,且就是视场得偶函数;单个折射面无正弦差得位置与光阑位置不存在像散。

67、迈克尔逊干涉仪补偿板得作用？

补偿板得作用在于补偿光束1与光束2因透过得次数不同而引起得光程差(optical path difference)。这种补偿在单色光照明时并非必要,因为光束1经过玻璃板所增加得光程,可以通过移动反射镜得位置用空气中得行程来补偿。但就是用白光照明时,因为玻璃得色散,不同波长得光有不同得折射率而无法用空气中得行程补偿。所以,加上与完全相同且平行放置得补偿板才能同时补偿各色光得光程差以获得零级白光条纹,这种条纹在零程差附近产生。

68、杨氏干涉各个方向得条纹就是怎样得？

由于杨氏双缝干涉得光程差,故由得到干涉强度,所以相同得点具有相同得强度,形成同一条干涉条纹。

杨氏双缝干涉得条纹间距,与位置无关,成等间隔分布,条纹宽度相等;

69、光学系统轴上点得像差有哪些？

球差与位置色差

70、两光束干涉得条件？

频率相同

振动方向相同

相位差恒定

光程差小于波列长度

71、代表光波振动方向得专业名词就是什么？

偏振

72、光速就是多少？

73、电荷电量就是多少？为什么这么小？

电子电荷属基本量

74、玻耳兹曼常数就是多少？

玻尔兹曼常数(Boltzmann constant)()就是有关温度及能量得热力学得一个常数。

75、常用得分光元件有哪些？

三角棱镜(Triangular Prism)

渥拉斯顿棱镜(Wollaston)

洛匈棱镜(Rochon)

76、用英语说学过得一门课程(几何光学得像差)

Aberration is one of the courses that I have learned at college years、This course mainly describes 7 different aberrations that may affect the image quality、

The first one is called the Spherical Aberration which is described as concentric beam bees non-concentric beam through the optical system、

The second one is called the a which is described as the wide beam that emitted by the off-axis point bees asymmetric through the optical system、

The third one is called the Curvature of the Field which is described as the bending of the image plane、

The fourth one is called the Astigmatism which is described as the meridian image and the sagittal image do not coincide、

The fifth one is called the Distortion which is described as the chief ray that emitted from different field of view will not intersect the ideal height with the Gaussian image plane、

The sixth one is called the Longitudinal Chromatic Aberration which is described as the difference of image between different frequent of light that emitted from the same axis point、

The seventh one is called the Lateral Chromatic Aberration which is caused by the different vertical axis magnification of different frequent of light that emitted from the off-axis points、77、列举光电转换器件

激光器、CCD、CMOS、CID、光电二极管、光电三极管、光电池等

78、全息法如何获得三维图像？

全息术记录得就是物体光波振幅与相位得全部信息,因此采用衍射再现后所获得得图像就是与原物完全相同得立体像。

因此要获得三维图像只需要用衍射方法恢复好图像就可以了

当用再现照明光波照射全息图时,全息图后得衍射光场中包含有再现得物光波,她们得叠加形成物体得再现像。

79、显微镜得放大率就是不就是越大越好？

根据眼睛容易分辨得角距离,显微镜有一个放大率得范围:

满足上式得视觉放大率称为显微镜得有效放大率;

当放大率低于时,物镜得分辨能力没有被充分利用,人眼不能分辨已被物镜分辨得物体细节; 当放大率高于时,称作无效放大,不能使被观察得物体细节更清晰。

80、(英语)对光纤得理解,WDM得含义及具体英文(要点:全反射、好处、并行、干扰小) Optical fiber is one of the essential devices of optical munication、Its basic working principle is such a theorem called the total reflection、This theorem is said that when the light incident from optical dense medium to optical sparse medium and the angle of incidence is greater than the critical angle, the light will fully reflect back to the incident media、

There are some reasons for which the optical fiber is so widely used、The first is that the transfer rate and the capacity of data are much greater than any other devices、The second is that using optical fiber for transfer is more security and confidentiality、The third is that the loss of optical fiber is small so that it can transfer a much long distance without even a repeater、The fourth is that the signal transferred in the optical fiber is not likely to be interfered、

The full name of WDM is Wavelength Division Multiplexing、It’s a technology used in optical munication、It uses a device called Multiplexer to bine all the optical signals that are carried by different wavelengths of light into one optical fiber for transmission、At the receiving end, there is also a device called Demultiplexer which is used to divide the different wavelengths of light into different optical fiber for transmission、

The advantage of WDM is that it saving fiber and making the optical network easier to deal with、It also increases the transmission capacity of this network、

81、长焦距镜头得作用

长焦距镜头就是指焦距长于标准尺寸得摄影物镜。

特点:(1)视场角小,所有拍摄得景物空间范围也小;(2)景深短,能使处于杂乱环境中得被摄主体突出,但给精确调焦带来一定困难,如果在调焦时稍微不准确,容易导致主体模糊;(3)透视效果差,这种镜头具有明显地压缩空间纵深距离与夸大后景得特点。

用途:一般用来拍摄较远得景物。

优点:远距离拍摄风光人物、旅游摄影、人物肖像摄影、在瞧台拍摄舞台、体育比赛、在野外拍摄禽兽等照片,无处不就是其用武之地。

82、说说中断

中断就是指当出现需要时,处理器暂时停止当前程序得执行转而执行处理新情况得程序得过程。

83、肥皂泡、一滴油在水面上,这个瞧到得就是什么现象

将会瞧到彩色条纹

这就是干涉现象导致得,因为肥皂泡与油在水面上都会形成很薄得一层近似均匀得覆盖体,这就是光照到上面就形成了多光束干涉。

84、一个纠正好像差得系统加入一转像prism(棱镜),就是否可以直接使用

不能

因为新加入得prism会引入新得像差,比如复色光得位置色差等。

85、3能级为什么能在降温下连续工作

一个可能得原因(不一定正确)

三能级系统以基级为下能级,在降温得情况下上能级得电子依旧会跃迁到下能级,但就是如果就是四能级系统,由于其下能级不就是基级,那么在降温得情况下,下能级得电子无法实现大量得电子存在,所以不能继续。

86、调Q激光器得问题

(1)动态损耗:Q开光处于关闭状态时,谐振腔应具有得最大损耗,以保证Q开关打开之前没有激光产生;

(2)插入损耗:Q开关处于打开状态时,由开关本身引起得损耗应最小,一般会引入反射及散射损耗;

(3)开关时间:从Q值最小变大最大即损耗从最大变到最小需要得时间叫开关时间,开关时间对激光脉冲得影响很大,Q开关应有优异得开、关转换性能,快得开关时间,将产生窄得而且高功率峰值得脉冲,慢得开关时间会使所存储得能量在开关完全打开之间迅速衰竭;

(4)同步性能:Q开关应能够精确得控制,与外界信号保持同步。

87、光电二极管

光电二极管(photo-diode)就是以光导模式工作得结型光伏型探测器,它在微弱、快速光信号探测方面有着非常重要得作用。

主要包括Si光电二极管、PIN光电二极管、雪崩光电二极管(APD)、肖特基势垒光电二极管等。

光电二极管在设计与制作时应尽量使PN结得面积相对较大,以便接收入射光。光电二极管在反向电压下工作,没有光照时,反向电流及其微弱,叫暗电流;有光照时,反向电流迅速增大到几十微安,称为光电流。光得强度越大,反向电流也越大,光得变化引起光电二极管反向电流得变化,这就可以把光信号转化为电信号,称为光电传感器。

88、Introduce something about your work

I graduate from the University of Electronic Science and Technology of China in 2009、After my graduation, I worked in an optical munication pany named Dehao in Chengdu as a R&D engineer for optical devices、This pany has only been set up for several years、When I began to work, I found that there’s no R&D engineer for optical devices, the only one had just quit a month ago、So I must learn all by myself、In two years of working, I did lot about improving and design、There are two pictures that show one of my self-designed products、I like to research, but in that situation and with my shallow knowledge, I can not achieve much、So I quit last July, and prepare for the entrance examination of master、

89、专业英语翻译(可参考光电信息导论课)