光电子技术基础复习题

合集下载

光电子技术基础题库

光电子技术基础题库

光电子技术基础题库一.填空题1、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,光源器件分为 光源和 光源。

2、某一半导体材料的禁带宽度为3.1 电子伏特,则该半导体本征吸收的长波极限为 纳米。

3、最早的电光源是炭弧光灯,最早的激光器是1960年由美国家的梅曼制作的激光器。

4、当受激辐射大于受激吸收的时候,物质对外表现为光 ,当受激辐射小于受激吸收时候,物质对外表现为光 。

5、激光器的基本结构包括 , , 。

6、受激辐射产生的光的特点是: 好, 好, 好。

7、发光的方式很多,但根据余辉的长短可将发光大致分成 和 两类。

8、光电探测器的物理效应可以分为三大类: 、和 。

9、太阳能电池是利用半导体的 原理直接把光能转化为电能的装置。

10、光纤由传导光的 和外层的 两同心圆形的双层结构组成,且12n n 。

外面再包以一次涂覆护套和二次涂覆护套。

11.根据液晶的分子不同可以将其分为 、 和 液晶。

12. 按照声波频率的高低以及声波和光波作用的长度不同,声光相互作用可以分为 衍射和 衍射 。

13. 在间接带隙半导体中,电子由价带顶跃迁到导带底时,需要同时吸收或发射 ,以补偿电子准动量的变化。

14.光波在光纤中传播有3种模式,导模(传输模),和。

15. 光在各向同性介质中传播时,复极化率的实部表示与频率的关系,虚部表示物质与频率的关系。

16、液晶显示所用的液晶材料是一种兼有和双重性质的物质,它的棒状结构在液晶盒内一般平行排列,但在电场作用下能改变其排列方向。

17、某一半导体材料的禁带宽度为2.6 电子伏特,则该半导体本征吸收的长波极限为纳米。

18、光纤通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,光传输器件分为光学元件(如棱镜、透镜、光栅、分束器等)、和等。

19、受激辐射产生的光的特点是:好,好,好。

20、激光器按工作方式区分可分为和激光器。

21.光电子技术主要研究光与物质中的电子相互作用及其的相关技术,是一门新兴的综合性交叉学科。

光电子技术基础习题答案

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。

光电子技术考试试题

光电子技术考试试题

光电子技术考试试题一、选择题(每题 3 分,共 30 分)1、以下哪种材料不是光电子技术中常用的半导体材料?()A 硅B 锗C 铜D 砷化镓2、光电子技术中,实现电光调制的关键元件是()A 光电探测器B 发光二极管C 液晶D 电光晶体3、下列哪种光源的相干性最好?()A 白炽灯B 激光C 日光灯D 发光二极管4、光在光纤中传输时,其主要传输模式是()A 多模传输B 单模传输C 自由空间传输D 波导传输5、光电探测器的量子效率是指()A 输出光电流与输入光功率之比B 输出光电流与入射光子数之比C 入射光子数与输出光电流之比D 入射光功率与输出光电流之比6、以下哪种不是常见的光存储技术?()A CDB DVDC 蓝光光盘D 磁带7、在光通信系统中,用于放大光信号的器件是()A 光衰减器B 光隔离器C 光放大器D 光滤波器8、以下哪个波长范围属于可见光?()A 100 400nmB 400 760nmC 760 1000nmD 1000 2000nm9、光电子技术中,CCD 是指()A 电荷耦合器件B 互补金属氧化物半导体C 发光二极管D 激光二极管10、以下哪种显示技术不属于主动发光显示?()A 等离子显示B 液晶显示C 有机发光二极管显示D 电子纸显示二、填空题(每题 3 分,共 30 分)1、光的本质是一种_____。

2、半导体材料的禁带宽度决定了其能吸收的_____。

3、光通信中常用的复用技术有_____复用和_____复用。

4、常见的光电探测器有_____、_____和_____等。

5、激光的三个特性是_____、_____和_____。

6、光纤的主要组成部分包括_____、_____和_____。

7、光电子技术在_____、_____和_____等领域有广泛应用。

8、发光二极管的发光原理是_____。

9、太阳能电池的核心材料通常是_____。

10、光的折射定律表达式为_____。

三、简答题(每题 10 分,共 20 分)1、简述光的波粒二象性。

(完整版)光电子技术题目与答案

(完整版)光电子技术题目与答案
5)光子效应是指单个光子的性质对产生的光电子起直接作用,其主要特点有:光子能量的大小能直接影响内部电子状态改变的大小。
6)光电二极管是指以光导模式工作的结型光伏探测器常见的光电二极管有Si光电二极管、PIN光电二极管、雪崩光电二极管等类型(写出两种)。
7)光热探测器由热敏元件、热链回路、大热容量的散热器三部分构成,常见的光热探测器有热敏电阻、热释电探测器(写出两种)。
缺点:显示视角小 响应速度慢 非主动发光
7)比较TN-LCD和STN-LCD的特点。
答:TN-LCD利用扭曲向列相液晶的旋光特性,液晶分子的扭曲角为90度,电光特性曲线不够陡峻,由于交叉效应,在采用无源矩阵驱动时,限制了其多路驱动能力。
STN-LCD的扭曲角在180-240度范围内,曲线陡度的提高允许器件工作在较多的扫描行数下,利用了超扭曲和双折射两个效应,是基于光学干涉的显示器件。
3)等离子体是以电子、离子及未电离的中性粒子的集合组成,整体呈中性的物质形态,是固、液、气外,物质的第4态。
4)试说明注入电致发光和高场电致发光的基本原理。
答:注入:利用少数载流子流入PN结直接将电能转换为光能
高场:将发光材料粉末与介质的混合体或单晶薄膜夹持于透明电极板之间,外施电压,由电场直接激励电子与空穴复合而发光。
4)光纤色散的主要危害是使脉冲信号展宽,限制了光纤的宽带或传输容量,多模光纤的色散主要有模色散、材料色散、波导色散
1)光束调制按其调制的性质可分为调幅,调频,调相,强度调制。要实现脉冲编码调制,必须进行三个过程:抽样、量化、编码。
2)光束扫描根据其应用的目的来可以分为模拟扫描、数字扫描两种;前者主要应用各种显示,后者主要应用于光存储。
2)磁光效应是指外加磁场作用所引起的材料光学各项异性,法拉第磁光效应的规律(1)对于给定的介质,光振动面的旋转角与样品的长度和外加的磁感应强度成正比(2)光的传播方向反转时,法拉第旋转的左右方向互换。

光电子技术-习题解答

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。

光电子技术复习

光电子技术复习

光电⼦技术复习第⼀章1、光电⼦技术的定义光电⼦技术是光学技术与电⼦技术结合的产物,是电⼦技术在光频波段的延续和发展。

是研究光(特别是相⼲光)的产⽣、传输、控制和探测的科学技术。

2、电磁波的性质1.电磁波的电场和磁场都垂直于博得传播⽅向,三者相互垂直,电磁波是横波,和传播⽅向构成右⼿螺旋关系。

2.沿给定⽅向传播的电磁波,电场和磁场分别在各⾃平⾯内振动,称为偏振。

3.空间个点磁场电场都做周期性变化,相位同时达到最⼤或最⼩。

4.任意时刻,在空间任意⼀点,H E µε=5.电磁波真空中传播速度为001µε=c ,介质中的为εµ1=v3、⾊温的概念规定两波长处具有与热辐射光源的辐射⽐率相同的⿊体的温度。

4、辐射度学与光度学的基本物理量作业:1、2第⼆章⼀、光波在⼤⽓中的传播1、光波在⼤⽓中传播时,引起的光束能量衰减和光波的振幅和相位起伏因素光波在⼤⽓中传播时,⼤⽓⽓体分⼦及⽓溶胶的吸收和散射会引起的光束能量衰减,空⽓折射率不均匀会引起的光波振幅和相位起伏2、⼤⽓分⼦散射的定义、特点;瑞利散射的定义和特点定义:当光线穿过地球周围的⼤⽓时,它的⼀些能量向四⾯⼋⽅反射。

特点:波长较短的光容易被散射,波长较长的光不容易被散射。

瑞利散射定义:在可见光和近红外波段,辐射波长总是远⼤于分⼦的线度,这⼀条件下的散射为瑞利散射。

瑞利散射特点:波长越长,散射越弱;波长越短,散射越强烈。

所以天空呈蓝⾊。

3、⼤⽓⽓溶胶的定义、瑞利散射、⽶-德拜散射;⼤⽓⽓溶胶:⼤⽓中有⼤量的粒度在0.03 µm到2000 µm之间的固态和液态微粒,它们⼤致是尘埃、烟粒、微⽔滴、盐粒以及有机微⽣物等。

由这些微粒在⼤⽓中的悬浮呈胶溶状态,所以通常⼜称为⼤⽓⽓溶胶。

瑞利散射:散射粒⼦的尺⼨远⼩于光波长时,散射光强。

⽶德拜散射:散射粒⼦的尺⼨⼤于等于光波长时,散射光强对波长的依赖性不强。

⼆、光波在电光晶体中的传播1、电光效应的定义及分类电光效应:在外电场作⽤下,晶体的折射率发⽣变化的现象。

光电子技术复习资料-2011(1)

光电子技术复习资料-2011(1)

一、填空1.由黑体辐射的普朗克定律,随着温度T的升高,黑体的单色辐射出射度极大值所在位置λm移向___________(长波、短波)方向。

3.若原子在高能级E2到低能级的自发跃迁几率为A21,则原子在高能级E2的平均寿命为____。

4.热辐射的基尔霍夫辐射定律指出,在同样的温度下,各种不同物体对相同波长的__________与___________之比值都相等,并等于该温度下黑体对同一波长的单色辐射出射度。

固体摄像器件主要有三大类:电荷耦合器件(CCD),互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS),电荷注入器件(CID),电荷耦合器件(CCD)与其他器件相比,最突出的特点是以电荷为信号。

CCD的工作过程就是电荷的________、________、________和________的过程。

构成CCD 的基本单元是________,它能够存储电荷。

CCD器件的积分时间越长,它的灵敏度越______(高、低)。

CCD的噪声可归纳为3类:________、________、________。

5.光束调制按其调制的性质可分为、、、。

要实现脉冲编码调制,必须进行三个过程:、、。

6.光电二极管工作时,负载电阻上的光电流与、、、有关。

7.激光器的基本结构包含、、三部分,产生激光的两个必要条件是:(1) ________________________________;(2)___________________________________________。

常见的激光器有:、、、。

8.声波在声光晶体中传播会引起晶体中的质点按声波规律在平衡位置振动,按照声波频率的高低以及声波和光波作用的长度不同,声光相互作用可以分为两种类型。

9.根据调制器与激光器的关系,光束的调制方法可以分为内调制和外调制两种。

内调制是指。

10.在电光调制器中,为了得到线性调制,在调制器中插入一个λ/4波片,波片的轴向取向为时最好。

11.若光电探测器的电流灵敏度R i=100μA/μW,噪声电流i n=0.01μA,则噪声等效功率NEP=_______________________。

光电子技术考试试题

光电子技术考试试题

光电子技术考试试题一、选择题1. 下列关于光电子技术的定义,哪个是正确的?a. 光电子技术是一种应用光和电子学原理研究和开发的技术b. 光电子技术是一种利用光的性质进行信息处理和传输的技术c. 光电子技术是一种利用电子器件产生光信号的技术d. 光电子技术是一种利用光和电子相互作用的技术2. 光电子技术在以下哪个领域应用最广?a. 能源领域b. 通信领域c. 医疗领域d. 农业领域3. 下列光电子元器件中,哪个被广泛应用于传感器和显示器件中?a. 激光二极管b. 光电二极管c. 红外线发射二极管d. 光敏电阻4. 光电子技术中的光学器件主要用于?a. 光信号调制b. 光信号放大c. 光信号传输d. 光信号转换5. 光电子技术的发展对社会有哪些影响?a. 提高通信速度和质量b. 促进医疗器械发展c. 节约能源d. 扩大农业产能二、填空题1. 光电效应是指材料受到光照后产生的_________。

2. 光纤通信的传输介质是_________。

3. 太阳能电池的原理是利用_________转化为电能。

4. CCD传感器中最重要的元件是_________。

5. 激光诱导等离子体光谱技术是识别_________元素的重要手段。

三、简答题1. 什么是光通信?光通信有哪些优势?2. 简述光电二极管的工作原理。

3. 请简要说明CCD传感器的应用领域和优势。

4. 光电子技术在医疗领域中有哪些应用?5. 请简述激光技术的原理和应用领域。

四、综合题光电子技术是一门跨学科的技术,它在通信、医疗、能源等领域都有广泛的应用。

请结合实际案例,从以下两个方面进行论述:1. 光电子技术在通信领域中的应用和优势。

2. 光电子技术在医疗领域中的应用和优势。

【注意】在论述中,请尽量举例说明,但请勿使用具体的网址链接。

(正文内容根据试题需求进行论述,分为选择题、填空题、简答题和综合题四个部分,由于没有具体的题目和要求,在这里无法完成对应的写作任务,请根据真实的试题需求进行详细的论述和阐述。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

1、某单色光频率为3×1014Hz ,该单色光在水中(n=1.33)的速度和波长。

答:v=c/n=3*108/1.33=2.26*108m/s λ=v/f=2.26*108/3*1014 =0.75*10-6m2、某星球的辐射出射度的峰值波长为400nm ,试估算该星球表明的温度。

答:由维恩位移律λmT=b 得 T=b/λm =2.898*10-3/400*10-9=7.245*103k3、简述光子简并和能级简并 答:光子简并:光子的运动状态简称为光子态。

光子态是按光子所具有的不同能量(或动量数值),光子行进的方向以及偏振方向相互区分的。

处于同一光子态的光子彼此之间是不可区分的,又因为光子是玻色子,在光子集合中,光子数按其运动状态的分布不受泡利不相容原理的限制。

可以有多个光子处于同一种光子态上,这种现象称为简并。

处于同一光子态的平均光子数目称为光场的简并度δ。

δ=1/(e h υ/kT -1) 4、什么是亚稳态能级。

答:若某一激发能级与较低能级之间没有或只有微弱的辐射跃迁,则该态的平均寿命会很长τs >>10-3s,称为亚稳态能级,相应的态为亚稳态。

5、设二能级系统,发生受激辐射时,对入射光场的要求是什么? 6、产生激光的重要机理是 答:受激辐射9、从能级理论出发,解释Nd:YAG 激光器工作原理(p44-45) 10、解释增益饱和效应 答:当入射光强度足够弱时,增益系数与光强无关,是一个常量,而当入射光强增加到一定程度时,增益系数将随光强的增大而减小,这种增益系数随光强的增大而减小的现象称为增益饱和效应。

11、两种介质A 、B 的折射率分别为nA=1,nB=1.2,当光从B 传播到A 时,计算:1)发生全反射的零界角 2)布鲁斯特角 答:1.θc =arcsin (n 2/n 1)(n 1>n 2) =arcsin (1/1.2)=56.44° 2. tan θ=n 2/n 1 θ=arctan (n 2/n 1)=arctan (1/1.2)=39.8° 12、人体辐射出射度的峰值波长为( ) 答:由维恩位移律λmT=b 得 λm =b/ T =2.898*10-3/(37+273)=9.35*10-6m 13、红宝石激光器利用(氙灯)作为泵浦源。

14、光纤长距离通信中传播信息光的波长为(1550nm),在接收端光电二极管所使用的材料是(InGaAs) 15、某阶跃光纤:n1=1.490, n2=1.480,则光纤的临界传播角为多少? 答: α=arcsin (n 2/n 1)=arcsin (1.48/1.49)=83.4° 16、某平板介质波导:2a=10μm, n1=1.480, n2=1.470,则该波导的截止波长为多少? 答:平板v=π/2(光纤v=2.405) V=(2πa/λc )2221nn -λc =2πa 2221n n -/ V=(10*π2247.148.1-)/(π/2)=3.44μm 17、已知某平板介质波导:2a=80μm, n1=1.490, n2=1.470,入射光波长为λ=1μm ,在该波导中存在的模式数为 答:M=V 2/2=(π/2)2/2=1 18、解释材料色散产生的原因 答:材料色散:是由于折射率随波长变化的,而光源都具有一定的波谱宽度,因而产生传播时延差,引起脉冲展宽。

补充: 模式色散:在阶跃光纤中,入射角不同的光波在光纤内走过的路径长短不同,在临界角上传输的光路最长,沿光纤轴线传输的光路最短,由此引起时延差而产生模式色散。

波导色散:是由光纤的几何结构决定的色散,它是由某一波导模式的传播常数β随光信号角频率w 变化而引起,也称为结构色散。

19、简述谐振腔的作用 答:使光只能沿着轴线方向往返运动(方向性) 筛选光频率,只能使满足干涉相干条件频率的光能在腔内往返运动(单色性) 增加光强度,实现光放大(高亮度) 20、半导体激光器实现光放大的物质条件是什么答:PN 结附近或导带电子和价带空穴相对反转分布 21、激光产生的条件具体有那些 答:必要;粒子数反转分布和减少振荡模式数 充分;起振和稳定振荡计算:1)入射光波长为1550nm ,Pin=0.05W ,Pout=0.002W ,估算光纤中信号能传输的最远距离。

2)光源为激光,λc=1550nm,光源脉宽Δλ=0.5nm ,假设信号传输1km ,计算由于材料色散造成的脉冲信号展宽σ。

3)只考虑材料色散,估算信号在光纤中传播1km 的bit rate 的最大值。

答:1. α=10lg(p i /p o )/L L=10*lg (0.05/0.002)/0.36=38.8m2. σ=Δλdn/cd λ=0.5*10-9/3*108=1.7*10-18s/m3.B<=1/(4Δτ) Δτ=L|D m |Δλ 24、已知输入信号频率最大值为1kHz ,输入信号峰值为3V ,脉冲编码调制采用4位编码 则:1)采样频率最小值为? 2)采用有舍有入的方式,量化单元为?由此产生误差的最大值为? 答: 25、KDP 晶体的纵向电光效应中,Δφ=?V π=? 答:Δφ=(2π/λ)n 03γ63v V π=λ/(2 n 03γ63)=πC/(wn 03γ63) 26、电光强度调制中如何解决信号失真问题?推导解决失真后的透射率表达式。

答:a.在调制晶体上加一个恒定的直流电压V=Vn/2,该直流电压使两束光产生相位延迟π/2; b .在光路中增加一片λ/4波片 27、调制:将欲传递的信息加载到激光辐射上的过程。

28、脉冲编码调制是把模拟信号先变成电脉冲序列,进而变成代表信号信息的二进制编码,再对光载波进行强度调制。

要实现脉冲编码调制,必须进行三个过程:抽样、量化和编码。

抽样:将连续的信号分割成不连续的脉冲波,且脉冲序列的幅度与信号波的幅度相对应。

要求取样频率比传递信号频率的最大值大两倍以上。

量化:把抽样后的脉冲幅度调制波分级取整处理,用有限个数的代表值取代抽样值的大小。

编码:用量化的数字信号变成相应的二进制代码的过程,用一组等幅度、等宽度的脉冲作为码元。

29、解释电光效应答:某些晶体在外加电场作用下,折射率发生变化,当光波通过此介质时,其传播特性就会受到影响。

30、解释半波电压答:光波在光晶体中传播时,当光波的两个垂直分量的光程差为半个波长时所需要加的电压,称为半波电压。

32、渡越时间对调制信号频率有什么影响?Δфo 是当ωm τd <<1时的峰值相位延迟;γ称为高频相位延迟缩减因子,表征因渡越时间引起的峰值相位延迟的减小程度。

只有当ωm τd <<1。

即τd << T m / 2π时,γ=1,即无缩减作用。

说明光波在晶体内的渡越时间必须远小于调制信号的周期,才能使调制效果不受影响。

33、某电光晶体n=1.5,L=1cm ,ωm τd =π/2,则调制信号最高频率为? 答:f m =w m / 2π=1/4τd =c/4nL=3*108/(4*1.5*0.01)=5*109Hz34、解释声光效应(p136-137) 答:当光在建立起超声场的介质中传播时,由于弹光效应,光介质中的超声波衍射或散射的现象。

补充:介质光学性质的变化,不仅可以通过外加电场的作用而实现,外力的作用也能够造成折射率的改变,这种由于外力作用而引起介质光学性质变化的现象称为弹光效应。

36、声光调制器件由声光介质,电——声换能器,吸声装臵以及电源组成。

采用布喇格衍射。

35、声光效应中发生Bragg 衍射的条件是什么?Bragg 衍射的特点是? 答:条件:1)超声波频率足够高L=λs /λ2)光线倾斜入射,当入射角θB 满足2λs sin θB =λ产生布喇格衍射特点:1)衍射光只有0级,+1或-1级,布喇格衍射效应制成的声光器件效率比较高。

2)两级衍射光夹角为2θB3)衍射效率η=I 0/I i =sin 2[(πL/2λ)sP M H L 2)/(]=sin 2[πL/2λs I M 2]37、调Q 的目的是压缩脉冲宽度,提高峰值功率。

38、解释激光器的Q 值?Q 值和激光器的损耗之间有什么关系?答:Q 值是评定激光器中光学谐振腔质量好坏的指标—品质因数。

品质因子Q 与谐振腔的单程总损耗的关系 Q=2πW/P=2π/λα总39、叙述调Q 的过程?答:过程1.在泵浦过程的大部分时间里(t-t 0)谐振腔处于低Q 值状态,故阈值很高不能起振,从而激光上能级的粒子数不断积累,直至t 0时刻,粒子数反转达到最大值Δni过程2. t 0时刻Q 值突然升高(损耗下降),振荡阈值随之降低,于是激光振荡开始建立。

由于此Δni>>Δnt (阈值粒子反转数),因此受激辐射增强非常迅速,激光介质存储的能量在极短时间内转变为受激辐射场的能量,结果产生了一个峰值功率很高的窄脉冲。

41、叙述声光调Q 的原理。

答:利用晶体的电光效应,在晶体上加一阶跃式电压,调节腔内光子的反射损耗。

40、叙述电光调Q 的原理。

答:电光调Q 是指在激光谐振腔内加臵一块偏振片和一块KDP 晶体。

光经过偏振片后成为线偏振光,如果在KDP 晶体上外加λ/4电压,由于泡克尔斯效应,使 往返通过晶体的线偏振光的振动方向改变π/2。

如果KD*P 晶体上未加电压,往返通过晶体的线偏振光的振动方向不变。

所以当晶体上有电压时,光束不能在谐 振腔中通过,谐振腔处于低Q 状态。

由于外界激励作用,上能级粒子数便迅速增加。

当晶体上的电压突然除去时,光束可自由通过谐振腔,此时谐振腔处于高Q 值状 态,从而产生激光巨脉冲。

电光调Q 的速率快,可以在10-8秒时间内完成一次开关作用,使激光的峰值功率达到千兆瓦量级。

如果原来谐振腔内的激光已经是线 偏振光,在装臵电光调Q 措施时不必放臵偏振片。

42、什么是单模光纤?成为单模光纤的条件是什么?答:只允许基模通过的光纤为单模光纤。

条件:V=(2πa/λc )2221nn -<2.405光纤直径很小、λ>λc43、试比较单模光纤和多模光纤的区别(阶跃光纤)答:单模光纤的数值孔径比较大,单模光纤只允许基模通过而多模光纤则允许若干个模式通过。

单模芯径为8~10μm ,多模光纤的芯径为50~100μm.44、光纤中存在哪几种损耗答:吸收损耗:当光波通过任何透明物质时,都要使组成这种物质的分子中不同振动状态之间和电子的能级之间发生跃迁。

这种能级跃迁时, 物质吸收入射光波的能量引起的光的损耗。

散射损耗:由于光纤制作工艺上的不完善,例如有微气泡、杂质和折射率不均匀以及有内应力等,光能在这些地方会发生散射,使光纤损耗增大。

相关文档
最新文档