光电子技术作业解答
光电子技术课后习题答案
第一章1. 设在半径为R c 的圆盘中心法线上，距盘圆中心为l 0处有一个辐射强度为I e 的点源S ，如图所示。
试计算该点源发射到盘圆的辐射功率。
解：因为ΩΦd d ee I =， 且 ()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=-===Ω⎰22000212cos 12sin c R R l l d d rdSd c πθπϕθθ 所以⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=Ω=Φ220012c e e e R l l I d I π2. 如图所示，设小面源的面积为∆A s ，辐射亮度为L e ，面源法线与l 0的夹角为θs ；被照面的面积为∆A c ，到面源∆A s 的距离为l 0。
若θc 为辐射在被照面∆A c 的入射角，试计算小面源在∆A c 上产生的辐射照度。
解：亮度定义:r r ee A dI L θ∆cos =强度定义:ΩΦ=d d I ee可得辐射通量：Ω∆=Φd A L d s s e e θcos在给定方向上立体角为：20cos l A d c c θ∆=Ω则在小面源在∆A c 上辐射照度为：20cos cos l A L dA d E cs s e e e θθ∆=Φ=3.假如有一个按朗伯余弦定律发射辐射的大扩展源（如红外装置面对的天空背景），其各处的辐亮度L e 均相同，试计算该扩展源在面积为A d 的探测器表面上产生的辐照度。
答：由θcos dA d d L e ΩΦ=得θcos dA d L d e Ω=Φ，且()22cos rl A d d +=Ωθ 则辐照度：()e e e L d rlrdrl L E πθπ=+=⎰⎰∞20022224. 霓虹灯发的光是热辐射吗？l 0SR c第1.1题图L e ∆A s ∆A cl 0 θsθc第1.2题图不是热辐射。
霓虹灯发的光是电致发光，在两端放置有电极的真空充入氖或氩等惰性气体，当两极间的电压增加到一定数值时，气体中的原子或离子受到被电场加速的电子的轰击，使原子中的电子受到激发。
光电子技术基础习题答案
光电子技术基础习题答案第一章绪论1.光电子器件按功能分成哪几类？每类大致包含哪些器件？光电子器件按功能分为光源器件、光传输器件、光控制器件、光探测器件、光存储器件。
光源器件分成电磁波光源和非电磁波光源。
电磁波光源主要包含激光和非线性光学器件等。
非电磁波光源包含照明设备光源、表明光源和信息处理用光源等。
光传输器件分为光学元件(如棱镜、透镜、光栅、分束器等等)、光波导和光纤等。
光控制器件包括调制器、偏转器、光开关、光双稳器件、光路由器等。
光探测器件分成光电导型探测器、光伏型探测器、冷伏型探测器、各种传感器等。
光存储器件分成光盘(包含cd、vcd、dvd、ld等)、光驱、光盘塔等。
2．谈谈你对光电子技术的认知。
光电子技术主要研究物质中的电子相互作用及能量相互转换的相关技术，以光源激光化，传输波导（光纤）化，手段电子化，现代电子学中的理论模式和电子学处理方法光学化为特征，是一门新兴的综合性交叉学科。
3．谈谈光电子技术各个发展时期的情况。
20世纪60年代，光电子技术领域最典型的成就就是各种激光器的相继问世。
20世纪70年代，光电子技术领域的标志性成果是低损耗光纤的实现，半导体激光器的成熟特别是量子阱激光器的问世以及ccd的问世。
20世纪80年代，发生了大功率量子阱阵列激光器；半导体光学双稳态功能器件的获得了快速发展；也发生信汇偏光纤、光纤传感器，光纤放大器和光纤激光器。
20世纪90年代，掺铒光纤放大器(edfa)问世，光电子技术在通信领域取得了极大成功，形成了光纤通信产业；。
另外，光电子技术在光存储方面也取得了很大进展，光盘已成为计算机存储数据的重要手段。
21世纪，我们正步入信息化社会，信息与信息交换量的爆炸性快速增长对信息的收集、传输、处置、存储与表明都明确提出了紧迫的挑战，国家经济与社会的发展，国防实力的进一步增强等都更加依赖信息的广度、深度和速度。
⒋举出几个你所知道的光电子技术应用实例。
例如：光纤通信，光盘存储，光电显示器、光纤传感器、光计算机等等。
光电子技术（第二版）答案详解
光电⼦技术（第⼆版）答案详解光电⼦技术（第⼆版）答案详解第⼀章1. 设在半径为 R c 的圆盘中⼼法线上，距盘圆中⼼为 l 0处有⼀个辐射强度为 I e 的点源 S ，如图所⽰。
试计算该点源发射到盘圆的辐射2.如图所⽰，设⼩⾯源的⾯积为 A s ，辐射亮度为 L e ，⾯源法线与 l 0的夹⾓为 s ；被照⾯的⾯积为 A c ，到⾯源 A s 的距离为 l 0。
若 c 为辐射在被照⾯ A c 的⼊射⾓，试计算⼩⾯源在 A c 上产⽣的辐射3. 假如有⼀个按朗伯余弦定律发射辐射的⼤扩展源（如红外装置⾯对的天空背景），其各处的辐亮度 L e 均相同，试计算该扩展源在⾯积为 A d 的探测器表⾯上产⽣的辐照度。
Ied e解：因为 edd dS Rcdd2 r sin 0且21 ll 02 R c 2l0 l 02R 2照度。
dI eA r cos r de d 可得辐射通量： d e LL 解：亮度定义 :强度定义 : I e在给定⽅向上⽴体⾓为：A c cos c dcl 02cdeL e A s cos s cos cdA答：由 L edd dAcos得dL e d dAcos ，且 dA d cosl2功率2 1 cos所以 e I e d2 I e 1第 1.2As则在⼩⾯源在 A c 上辐射照度E e则辐照度：E e L e 0l22rdr2 2 0d L e e e0 2 2 2 0elr4.霓虹灯发的光是热辐射吗？不是热辐射。
霓虹灯发的光是电致发光，在两端放置有电极的真空充⼊氖或氩等惰性⽓体，当两极间的电压增加到⼀定数值时，⽓体中的原⼦或离⼦受到被电场加速的电⼦的轰击，使原⼦中的电⼦受到激发。
当它由激发状态回复到正常状态会发光，这⼀过程称为电致发光过程。
6. 从⿊体辐射曲线图可以看出，不同温度下的⿊体辐射曲线的极⼤值处的波长m随温度T 的升⾼⽽减⼩。
试由普朗克热辐射公式导出T 常数m。
答：这⼀关系式称为维恩位移定律，其中常数为2.898 10-3m?K。
光电子技术作业解答
赖老师的课到期中考试为止一共有9次作业，依次分别由冯成坤、饶文涛、黄善津、刘明凯、郑致远、黄瑜、陈奕峰、周维鸥和陆锦洪同学整理，谨此致谢！作业一：1、桌上有一本书，书与灯至桌面垂直线的垂足相距半米。
若灯泡可上下移动，灯在桌上面多高时，书上照度最大？（假设 灯的发光强度各向通性，为I0） 解：设书的面积为dA ，则根据照度的定义公式：dAd I dA d E 0Ω==φ （1）其中Ωd 为上图所示的立体角。
因而有：2/32222)h (L hdA h L cos dA d +⋅=+⋅=Ωθ （2） 将（2）式代入（1）式得到：2/3220)h (L hI E += （3） 为求最大照度，对（3）式求导并令其等于零，0dhdE= 计算得：m 221h =因而，当高度为m 221时书上的照度最大。
2、设He-Ne 激光器中放电管直径为1mm ，发出波长为6328埃的激光束，全发散角为θ=10-3rad ，辐射通量为3mW ，视见函数取 V(6328)=0.24，求： （1）光通量，发光强度，沿轴线方向的亮度？（2）离激光器10米远处观察屏上照明区中心的照度？（3）若人眼只宜看一熙提的亮度，保护眼镜的透射系数应为多少？ 解：（1）光通量：lm 49.010324.0638V K 3m v =⨯⨯⨯=Φ⋅⋅=Φ-θ 发光强度：cd 1024.64d d I 52vv ⨯≈Φ=ΩΦ=θπ 亮度：211235m /cd 1059.7)10(41024.6dAcos dI L ⨯≈⨯⨯==-πθ轴（2）由题意知，10米远处的照明区域直径为： m 101010L D 23--=⨯=⋅=θ从而照度为：lx 9.6238)10(4149.0D 4E 222v=⨯⨯=Φ=-ππ（3）透射率：81141026.11095.710L 1T -⨯≈⨯==轴（熙提）作业二1、说明蓝色火焰与黄色火焰的色温谁高，为什么？ 答：色温是用黑体的温度来标度普通热辐射源的温度。
光电子作业答案
光电子作业答案第一章1-2辐射量与光度量的根本区别是什么？答：辐射量是物理学中对电磁辐射测量的方法来描述光辐射的一套参量是客观物理量光度量则是以人的视觉为基础，对光辐射进行测量的科学，所以光度量主要体现了人眼的视觉特性。
1-8激光有哪些特点？激光器有哪三部分组成，每部分的主要作用？答：（1）激光特点：高亮度，高方向性，高单色性和高度的时间空间相干性（2）激光器的组成：工作物质，光学谐振腔，泵浦源。
（3）作用：工作物质是提供形成激光的能级结构体系，是激光产生的内因；光学谐振腔是提供反馈放大结构使受激辐射的方向性单色性提高；泵浦源是提供形成激光的能量激励，是激光形成的外因1-9是叙述半导体发光二极管和半导体激光器在结构上和发光机理上的差异？答：两者都是由半导体PN结构成的，对PN结正向注入电流，电子与空穴复合发光。
区别：LED没有谐振腔，它的发光基子自发辐射，发出的荧光是非相干光，LD的发光基于受激辐射，发出的是相干光----激光，LED的体积小，结构简单，耗电少，寿命长，造价低，应用广泛。
1-11为什么二能级系统不能产生激光？答：因为B12=B21=B => 吸收速率和受激辐射速率相等所以W12=W21=W令E1，E2能级上单位体积内的原子数分别是n1,n2 所以dn2/dt=w(n1-n2)-n1A21 令dn2/dt=0(稳定时) 所以n2/n1=w/(A2+w) 由式看到无论泵浦源怎样A21+w总是大于w即n2总小于n1只有当w十分大时n2/n1才近似等于1，所以不能发生粒子数反转及而能级系统不能产生激光。
三能级要实现粒子数反转必须把基态上一半以上的粒子抽运到亚稳态，这个需要很大外力作用很难实现。
1-12分析四能级和三能级激光器相比所具有的优点。
答：三能级中粒子数反转在E2和E1之间，由E2能级作为亚稳态，基态能级上聚集大量粒子，要实现n1<n2.外界抽运后相当难。
四能级粒子数反转是在E2和E1之间，下能级是E2，并不像E1上会聚大量粒子相反地，E2能级上的粒子数很少，很容易实现粒子数反转节省了能量。
光电子技术课后习题
光电子技术课后习题
一、简单题：
1.光电子技术是什么？
答：光电子技术是利用光来进行电子学和数字信号处理的技术。
它通
常涉及对光来源、光传输设备，以及用于处理光信号的光电子设备的
研究和设计。
2.请简要描述“光电子技术”中“光”的概念？
答：“光”是经典物理学中指可以传播的电磁波。
它包含有人眼
能够感知的可见光，也包括无法人类感知的紫外线和X射线。
在光电
子技术中，光被用作传播信息，而且可以用来进行光信号的处理。
3.什么是A/D变换？
答：A/D变换是模数转换的一种，它可以将连续的模拟信号转换为
数字信号。
A/D转换的过程包括量化和编码两个步骤，量化步骤决定信
号的精度，编码步骤决定信号的传输率。
二、应用题：
1.请描述光电子技术在通信中的应用?
答：光电子技术在通信中的应用十分广泛，例如，光纤技术可以
用来传输大容量的信息，而探测器和放大器可以用来增强信号的功率
和质量。
此外，光电子元件也可以用于处理通信信号，例如基带处理、数据采样和数据编码等。
2.什么是光学探测器，它有哪些用途？
答：光学探测器是一种用来检测和探测光信号的光电子器件，它
可以将光信号转换为电信号，然后输出至外部电路。
光学探测器在光
电子领域有着广泛的应用，它可以用来检测光信号的强度，传输信息，或者监测和识别光信号。
光电子技术-习题解答
1. 什么是光电子技术？当前光电子技术备受重视的原因是什么？答：光电子技术是研究从红外波、可见光、X射线直至γ射线波段范围内的光波。
电子技术，是研究运用光子和电子的特性，通过一定媒介实现信息与能量转换、传递、处理及应用的科学。
因为光电子技术的飞速发展，使得光电子技术逐渐成为高新科学技术领域内的先导和核心，在科学技术，国防建设，工农业生产、交通、邮电、天文、地质、医疗、卫生等国民经济的各个领域内都获得了愈来愈重要的应用，特别是正逐渐进入人们的家庭，因此光电子技术备受重视。
2. 什么叫光的空间相干性？时间相干性？光的相干性能好差程度分别用什么衡量？它们的意义是什么？答：空间相干性是指在同一时刻垂直于光传播方向上的两个不同空间点上的光波场之间的相干性，空间相干性是用相干面积Ac来衡量，Ac愈大，则光的空间相干性愈好。
时间相干性是指同一空间点上，两个不同时刻的光波场之间的相干性，用相干时间t c=L c／c来衡量，t c愈大，光的时间相干性愈好。
3. 世界上第一台激光器是由谁发明的？它是什么激光器？它主要输出波长为多少？答：1960年5月16日、美国梅曼博士、红宝石激光器、6943Å。
4. 自发辐射与受激辐射的根本差别是什么？为什么说激励光子和受激光子属同一光子态？答：差别在有没有受到外界电磁辐射的作用；因为有相同的频率、相位、波矢和偏振状态。
5. 为什么说三能级系统实现能态集居数分布反转要比四能级系统困难？答：因为三能级系统的上能级为E2，下能级为E1，在E2上停留的时间很短，而四能级系统在E3上呆的时间较长，容易实现粒子数反转。
6. 激光器的基本组成有哪几部分？它们的基本作用是什么？答：组成部分：工作物质、泵浦系统、谐振腔工作物质提供能级系统、泵浦源为泵浦抽运让粒子从下能级到上能级条件、谐振腔起正反馈作用7. 工作物质能实现能态集居数分布反转的条件是什么？为什么？对产生激光来说，是必要条件还是充分条件，为什么？答：工作物质要具有丰富的泵浦吸收带，寿命较长的亚稳态，要求泵浦光足够强；必要条件，因为它还以kkk谐振腔内以提供正反馈。
光电子技术,习题解答
1. 什么是光电子技术？当前光电子技术备受重视的原因是什么？答：光电子技术是研究从红外波、可见光、X射线直至γ射线波段范围内的光波。
电子技术，是研究运用光子和电子的特性，通过一定媒介实现信息与能量转换、传递、处理及应用的科学。
因为光电子技术的飞速发展，使得光电子技术逐渐成为高新科学技术领域内的先导和核心，在科学技术，国防建设，工农业生产、交通、邮电、天文、地质、医疗、卫生等国民经济的各个领域内都获得了愈来愈重要的应用，特别是正逐渐进入人们的家庭，因此光电子技术备受重视。
2. 什么叫光的空间相干性？时间相干性？光的相干性能好差程度分别用什么衡量？它们的意义是什么？答：空间相干性是指在同一时刻垂直于光传播方向上的两个不同空间点上的光波场之间的相干性，空间相干性是用相干面积Ac来衡量，Ac愈大，则光的空间相干性愈好。
时间相干性是指同一空间点上，两个不同时刻的光波场之间的相干性，用相干时间t c=L c／c来衡量，t c愈大，光的时间相干性愈好。
3. 世界上第一台激光器是由谁发明的？它是什么激光器？它主要输出波长为多少？答：1960年5月16日、美国梅曼博士、红宝石激光器、6943Å。
4. 自发辐射与受激辐射的根本差别是什么？为什么说激励光子和受激光子属同一光子态？答：差别在有没有受到外界电磁辐射的作用；因为有相同的频率、相位、波矢和偏振状态。
5. 为什么说三能级系统实现能态集居数分布反转要比四能级系统困难？答：因为三能级系统的上能级为E2，下能级为E1，在E2上停留的时间很短，而四能级系统在E3上呆的时间较长，容易实现粒子数反转。
6. 激光器的基本组成有哪几部分？它们的基本作用是什么？答：组成部分：工作物质、泵浦系统、谐振腔工作物质提供能级系统、泵浦源为泵浦抽运让粒子从下能级到上能级条件、谐振腔起正反馈作用7. 工作物质能实现能态集居数分布反转的条件是什么？为什么？对产生激光来说，是必要条件还是充分条件，为什么？答：工作物质要具有丰富的泵浦吸收带，寿命较长的亚稳态，要求泵浦光足够强；必要条件，因为它还以kkk谐振腔内以提供正反馈。
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1.063μm ，倍频后可输出 0.53μm 的光。
偏振特性
泵浦特性
因是四能级系统，阈值比红宝石低很多。 常用氪灯泵浦，辅以椭圆聚光腔。因其阈 值低，故可高重复率运转，但要特殊设计 的电路。
作业四 1．氦-氖激光器中如何实现 0.6328 mm 波长输出？激光输出频率为何漂移？如何稳定？ 答： （1）氦氖激光器的工作物质是 Ne, He 作为辅助气体。气体以低压形式封装于玻璃管内。通过两端 电极的高压作用产生辉光放电。高速电子激发 He 原子由 1S 到 2S 态。He 的 2S 态中的 21S 态 23S 态分 别与 Ne 的 2S 和 3S 态能量非常接近，通过碰撞的形式引起能量的共振转移，使 Ne 的 2S 和 3S 态得到 激发。当然 Ne 本身也可以在高速电子激发下被激发至高能态。Ne 的受激发射可以发出 3 种波长： 0.6328um, 1.15um, 3.39um。其中 3.39um 的增益最大。为实现 0.6328um 的输出，需要利用玻璃或石英窗 口吸收 3.39um 的辐射，从而对其进行抑制。亦可利用轴向非均匀磁场产生塞曼效应，使 3.39um 谱线 加宽从而降低增益。 （2）由于激光器在工作过程中会受到各种环境因素的扰动，激光器本身的参数也相应地扰动。结果 是使得由这些参数确定的频率发生漂移。例如： 由纵模 f 2mc / Ln ， m N ，n 为介质折射率，可得 f f (L / L n / n) . （3）为实现稳频，可通过几方面的方法。 a. 利用低膨胀系数的材料制造腔管 b. 将谐振腔的腔镜固定在殷钢等低膨胀系数材料的支架上。 c. 防震，恒温等 d. 更高的频率稳定度可使用饲服系统，通过频率漂移的方向和大小对激光器的参数进行调控，使 频率稳定于参考标准频率附近的目的。 2. 何谓准分子？准分子激光的能级结构？为何准分子激光的频谱较宽？如何泵浦？ 答： （1） 准分子是一种束缚在电子受激态中的分子。 它的基态位能无极小值， 即没有稳定的基态， 但 却存在稳定的受激态（亚稳态） 。
作业五 1、何谓激光器的 Q 值？调 Q 实质上是调节什么？ 答： Q 指谐振腔的品质因素，它定义为腔内存储的能量与每秒中损耗的能量之比，即 Q 2 0
W
，
式中 W 为腔内总能量， 为每秒钟损耗的能量，0 为中心频率。 设激光在腔内走一个单程的能量损耗率（包括输出）为 ，则光在一个单程中对应的能量损耗为 W。设腔长为 L，平均折射率为 n，光速为 c，则光在腔内走单程的时间为 nL/c，所以每秒钟损耗的 能量为 W/(nL/c)= Wc/nL。带入 Q 表达式中 1 2 2
1 2 2
m
因而，当高度为
m 时书上的照度最大。
2、设 He-Ne 激光器中放电管直径为 1mm，发出波长为 6328 埃的激光束，全发散角为 =10-3rad，辐射 通量为 3mW，视见函数取 V(6328)=0.24，求： （1）光通量，发光强度，沿轴线方向的亮度？ （2）离激光器 10 米远处观察屏上照明区中心的照度？ （3）若人眼只宜看一熙提的亮度，保护眼镜的透射系数应为多少？ 解： （1）光通量： v K m V 638 0.24 3 10 发光强度： I
N3 N 2 N3 N 2 ， 而且 1 。 N1 N1
答：横模：指光束横截面上的能量分布。通常用横电模 TEM mn 表示，其中 TEM 00 为基横模。 纵模： 指激光器振荡的一个频率或该频率电磁波在谐振腔内形成的驻波的能量分布模式。 它是由于 谐振腔的选频作用引起的。 3、比较红宝石激光器与 Nd:YAG 激光器的性能？ 解：如表： 红宝石激光器 Nd：YAG 激光器
E hv
由 当 E 2eV
hc
知：
时，
hc 621.6nm E ，为橙光。
4、高压气体放电灯与低压气体放电灯的光谱特点？ 答：高压气体放电灯因为其气压大于一个大气，相邻原子接近，原子之间的相互作用加强，导致工作 气体的原子或分子谱线展宽，并迭加在较强的连续背景光谱上。显色性较好。通常发光效率随压力增 加而提高。 -1 -2 低压气体放电灯：气压在 10 -10 乇的气体光源。其光谱 特点是表现为工作原子或分子的发射谱线，即单个原子的线状光谱，带有明显的特征颜色，显色性不 好。 5、卤钨循环原理及如何改善白炽灯性能？ 答：在白炽灯中充入卤族元素，在适当的温度下，从灯丝蒸发出的钨在泡壁区域内形成挥发性的卤钨 化合物。当卤钨化合物扩散到较热的钨丝周围区域时分解，释放出来的钨沉积在灯丝上，而卤素扩散 到温度较低的泡壁区域在继续与钨化合，形成钨的再生循环。 通过这种方法，是卤钨灯比白炽灯具有以下特点：体积小；光通量稳定；光效率高，20-30 流明 /瓦；；色稳高，达 3300K；；寿命长。 作业三 1、产生激光的必要充分条件？四能级激光器的工作阈值为何低？ 解： （1） 、产生稳定激光输出地条件如下： 必要条件：至少为三能级体系，能够实现粒子数反转 。 充分条件：光学正反馈和大于阈值的泵浦功率。 （2）对于四能级系统（ E3 E2 的跃迁） ， E2 能级几乎为空，即 N 2 0 ，故有：
3、绘制如下 p、n 型半导体形成的 p-n 结的平衡态能带图？
（2） 能级结构如右图 （3） 虽然准分子的能级结构有利于形成粒子数反转， 但由于基态的不稳定性， 跃阡能量有一定的 范围，频谱较宽。 （4） 由于准分子上能级寿命较短， 需要运用快速泵浦。 一般采用高强度短脉冲电子束激励。 以气 体为例，泵浦过程中相对论电子激励稀有气体混合物，产生受激稀有气体原子、离子，从而 使泵浦能量转化为气体的受激能量。 （详细请参阅课本 p95）
3、说明气体放电发光的工作原理? 假设气体放电灯中所充工作气体的激发态与基态能量差为 2eV，则 此灯发什么颜色光？ 答：气体放电指电流通过气体媒质时产生的放电现象。气体放电的种类很多，但在光源中用得 较多的是辉光和弧光放电两类。气体放电灯结构：放电气体、阴极、阳极和玻璃罩 气体放电发光的基本过程： ①、初始电子加速 ②、加速电子与气体分子碰撞，能量传给气体分子，使其激发、 跃迁到高能级 ③、受激发分子返回基态时，发射光子，即发光。
3
0.49 lm
d v v 6.24 10 5 cd d 2 4
亮度： L 轴
dI 6.24 10 5 7.59 1011 cd / m 2 dAcos (10 3 ) 2 4
（2）由题意知，10 米远处的照明区域直径为：
D L 10 3 10 10 2 m
赖老师的课到期中考试为止一共有 9 次作业，依次分别由冯成坤、饶文涛、黄善津、刘明凯、郑致 远、黄瑜、陈奕峰、周维鸥和陆锦洪同学整理，谨此致谢！ 作业一： 1、桌上有一本书，书与灯至桌面垂直线的垂足相距半米。若灯泡可上下移动，灯在桌上面多高时，书 上照度最大？（假设 灯的发光强度各向通性，为 I0） 解：设书的面积为 dA，则根据照度的定义公式：
E
d I 0 d dA dA
（1）
其中 d 为上图所示的立体角。 因而有：
d
将（2）式代入（1）式得到：
dA cos dA h 2 2 2 L h (L h 2 ) 3 / 2
（2）
E I0
h (L h 2 ) 3 / 2
2
（3）
为求最大照度，对（3）式求导并令其等于零，
m / T （其中 2898m K ），可知，峰值波长 m 与温度成反比，
峰值波长随温度升高而蓝移。因为蓝色火焰发出的光波长比黄色火焰的小，所以蓝色火焰的色温高。 2、何谓标准照明体与标准光源? 初级和次级标准光源? 答：标准照明体指特定的光谱功率分布。CIE 针对不同的用途定义了不同的标准照明体，其中常用的 三种标准照明体为： 标准照明体 A：温度为 2856K 的黑体所发出的光谱 标准照明体 B：相关色温约为 4874K 的直射阳光的光谱 标准照明体 C：相关色温为 6774K 的平均日光的光谱 标准光源指实现标准照明体的发光源。常用标准光源有三种：黑体、钨带灯、钨管灯。黑体是初级 标准光源，经过它校准的为次级标准光源，如钨带灯、钨管灯。
3. 染料激光器中激光“猝灭”指什么？如何消除？ 答： （1）“猝灭”简而言之就是染料对自身所发出的激光的再吸收而导致激光无法起振。 具体而言，染料的能态存在自旋 S=0 的单态和 S=1 三重态，跃迁选择定则要求△S=0。 故单重 态和三重态之间的跃迁是禁戒的。但是通过碰撞，单重态 S1 可衰减到三重态 T1，同时由于 T1-->S0 是禁戒的，于是 T1 就有可能堆积大量粒子。由于 ES1 ES 0 ET 2 ET 1 , 则由 S1S0 发出的荧光就会被 T1－>T2 跃迁吸收。 当 T1 寿命 tT> tST (S 和 T 系间交叉速率)， T1 会堆积大量粒子，大量吸收荧光，从而出现“猝灭”。 （2） 消除“猝灭”的方法关键就是使 tT< tST , 通常使用短脉冲光源激励，以及在染料中添加三重态猝 灭剂，提高溶液氧含量。 （详见课本 p101）
2nl
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上式表明 Q 值反比于损耗率。所以调 Q 就是调节谐振腔的损耗率。激光振荡需要足够的增益，当 损耗过大时，增益不够，激光停止振荡。所以，调 Q 能控制激光的振荡。 2、钛宝石激光器的宽发光谱起因？它的谐振腔特点？为什么？ 答：从钛宝石的能级图（如下图）可以看到，由于钛宝石晶体激发态各振动的能级之间的间小，基态 各振动能级间的能级差也很小，因此各自形成很宽的准连续能带，这样电子带间的振动跃迁就形成一 个宽的发光谱带。 掺钛蓝宝石具有很强的三阶非线性， 利用这一特性可以实现激光的相位调节-自相位调节， 锁定不 同纵模间的位相，实现锁模运转。由于自相位调节是一种非线性效应，需要强的光功率密度，所以钛 宝石激光谐振强设计中要考虑提高宝石棒中的光功率密度，需要加一对聚焦亚腔，使激光聚焦通过钛 宝石棒，获得强的光功率密度，进而强的自相位调节。