光电学复习思考题

光电子学复习思考题（物理学2016硕）

第一章：

1. 什么是光电子学?

2. 光电效应

3. 谈谈你所了解的光电子学与光电子技术涉及的范围

4. 为什么说光波是电磁波?

5. 你对世界上最伟大的十个公式中麦克斯韦方程组排在第一的理解

6. 谈谈你对麦克斯韦方程组的物理意义认识

第二章：

1. 谈谈你对激光器的发明带来了世界巨大进步的认识

2. 受激辐射

3. 激光理论的基础

4. 请解释粒子数反转和负温度的概念以及在激光起重器的作用

5. 受激辐射与自发辐射的区别

6. 激光单色性好原因？

7. 什么是粒子数反转?

8. 介质实现能级间粒子数反转条件

9. 为什么四能级比三能级更易实现粒子数反转?

10. 产生激光的必要、充分条件分别是什么?

11. 已知氢原子第一激发态能量为E2= -3.40eV，基态能量E1= -13.60eV，

请说明为什么可见室温下处于热平衡状态氢原子几乎处于基态?

12. 半导体器件的发光机理?

13. 谈谈新型激光器——量子级联激光器（QCLs）的工作原理

14. 实现光放大的必要条件是什么，负温度状态的概念是什么？

15. 请简述激光产生的物理过程

16. 简述经典理论和量子理论对光的相干性是如何描述的，两者的结论是否一

致？

17. 激光的四个特性中，空间相干性与相什么联系，时间相干性与什

么特性相联系？

第三章：

1. 平板波导内光的传播特性为什么要用波动理论讨论？

2. 平板波导有哪几种的模式？请简述几种模式的特点。

3. 平板波导内传播特性谈谈你理解的集成光学的概念

4. 矩形波导，为什么要研究矩形波导？

5. 渐变型光纤

6. 材料 n 随自由载流子浓度 ↑ 而 ↓ 原因？

7. 为什么弱导光纤是实用光纤？

8. 子午线

9. 导模

10. 时延差

11. 脉冲展宽

12. 辐射模

13. 简述导波模成立条件

14. 为什么多模光纤，射线方法与实际近似？

15. 为什么光纤的曲率半径R 小到一定程度（弯曲严重），原直部产生全反射

子午光线，到弯部从弯曲部分逸出，甚至发生子午光线只在外表面反射现象？

16. 讨论导波成立的条件与导波截止条件，给出相应的依据

17. 光纤的色散包括哪几部分？单模光纤和多模光纤分别以哪几种色散为

主？

18. 费玛原理

19. 导膜截止

20. 用射线分析方法讨论阶跃光纤中导波成立条件1020n k n k <<β所代表的意

义。

21. 阶跃型光纤主要弱点是什么？产生的原因是什么？用什么办法克服？

22. 为什么要采用复杂的电磁波模式理论研究光纤？

23. 形成波导，在半导体材料中要形成怎样的折射率分布？改变半导体折射率

分布有哪几种方法？

24. 光纤的色散主要由什么原因引起？共有哪几种色散？不同的光纤各以哪

种色散为主？不同的色散主要由什么决定？

25. 一光信号入射到光纤的功率为200μW，在经过1km的传播后，输出光功

率为100μW. 在继续传播一段距离后，输出光功率只有25μW，求这段距离的长度。

26. 一光信号在光纤中行进了500m以后，它的功率损失了85 %，问以“dB/km”为单位，

这根光纤的损耗有多大？

27. 设光纤纤芯的半径为25μm，折射率为n1=1.46，n2=1.45，光纤的工作波

长为0.85μm，求归一化频率及传播的模式数。如果工作波长为1.3μm，传播的模式有多少？

28. 一光电阴极在波长为520nm的光照射下，光电子的最大动能为0.67eV，

求出光电阴极的逸出功。

29. 光纤的色散

30. 渐变型光纤

31. 远离截止状态

32. 为什么要研究折射率渐变型分布的光纤？

33. 光纤端面倾斜、斜光线的传播、渐变型光纤的射线分析等讨论涉及的中心

问题是什么？该量的物理意义？有几种表示方式？

34. 光纤的色散包括哪几部分？单模和多模光纤分别以哪几种色散为主？

35. 什么是传波导？什么是波导的传播模式？模式的阶数与什么有关？

第四章：

1. 为什么要研究非线性光学？

2. 非线性光学波动方程与线性光学波动方程的差异？

3. 将每一极化单元等效为一个振子，非线性振子与线性振子的区别？

4. 在处理非线性介质中的电磁波传播方程中引用了一个什么量表示非线性

现象？

5. 目前倍频转换效率的提高是由于什么技术的应用？

6. 怎样实现位相匹配？

7. 相干长度描述器件的什么性能？

8. 两种ν光射到非线性晶体，可产生什么效应？