光電子技術(shù)總結(jié)

1、為了方便同學(xué)們復(fù)習(xí)，我們將網(wǎng)上課件的每一章后面的復(fù)習(xí)提要總結(jié)出來匯總，估計填空題和簡答題90%會從這里出題。這門考試考察范圍非常之廣，因此可以說下面的都是重點。當然，認為大題考的可能性比擬大的有發(fā)光強度的參數(shù)的計算，異質(zhì)p-n結(jié)的平衡態(tài)，電光延遲量的計算和半波電壓的推導(dǎo)，電光調(diào)制中行波調(diào)制器的帶寬，倍頻匹配角的推導(dǎo)等等。另有一份期中考試卷子供大家參考。本份總結(jié)5, 6, 7章由李一倫同學(xué)編寫，16, 17, 18, 19由蔡海霞同學(xué)編寫，20, 21, 22 由王力同學(xué)編寫，23, 24及作業(yè)題由X遠致同學(xué)編寫，其余由鐘宇君同學(xué)編寫。有疑問請 大家指出。光電子技術(shù)總結(jié)第一章1、輻射度量定義、單

2、位、輻射度量學(xué)的根本量？輻射度量學(xué)描述 整個電磁波譜范圍的電磁輻射，以輻射能量或輻射功率為根本量。輻射能量的單位為焦耳，輻射功率的單位為 瓦特。2、單色輻射度量定義及其與復(fù)色輻射度量的關(guān)系？任一光譜輻射度量 Xe(l)與其對應(yīng)的復(fù)色輻射度量 Xe之間通過 積分關(guān)系連接：XeXe( )d03、光視效能與光視效率的意義？人眼對不同波長的單位輻射通量的響應(yīng)，稱為光視效能，用 K(l)表示，其最大值為 Km=683流明/瓦(lm/W) o歸一化光視效能 稱為光視效率，記為 V (l),顯然，V (l)= K(l)/ Km4、光度量定義、單位、光度學(xué)的根本量？所謂光度量指描述人眼 可見電磁波段范圍的電磁

3、輻射的量。光度學(xué)中的根本量選為 發(fā)光光強，其單位為坎德拉，簡稱坎，符號為 Cd。5、光度量與輻射度量間的轉(zhuǎn)換？光度量與輻射度量之間通過光視效能聯(lián)系起來。6、一個發(fā)光強度單位的國際定義？一 “坎德拉定義為：點發(fā)光源向給定方向發(fā)出540*1012 Hz或555nm的電磁輻射，其輻射強度為1/683W/Sr。第二章1、人造光源的發(fā)光效率與理想光效？發(fā)光效率是對人造光源而言的，指光源所發(fā)出的 光通量與輸入的功率之比。理想光效那么表示可見光譜范圍的輻射功率轉(zhuǎn)換為光通量的效率。2、發(fā)射本領(lǐng)、吸收本領(lǐng)與基爾霍夫定律？輻射本領(lǐng)：描述物體熱輻射能力，物體的輻射本領(lǐng)用它的光譜輻射出射度表示:Me( ,T)d e(

4、 ,T)dAl到l+dl范圍的輻射通量與入射吸收本領(lǐng)：描述物體吸收輻射的能力，定義為物體吸收的在 的同一光譜范圍的輻射通量之比:(,T)基爾霍夫定律：任何物體的發(fā)射本領(lǐng)與其吸收本領(lǐng)之比是一個與物體性質(zhì)無關(guān)的普適函數(shù), 這個普適函數(shù)只依賴l和T兩個變量。即：Me( ,T)(,T)f( ,T)普適函數(shù)3、黑體概念、黑體輻射分布特點？黑體指吸收本領(lǐng)a(l,T)恒為1的熱輻射體。黑體輻射性質(zhì)：1單峰構(gòu)造；2輻射能量隨溫度增加，存在關(guān)系Meb(T)=sT4;3峰值波長隨溫度升高藍移，存在關(guān)系lmT=a=2898mm K。4、熱輻射體分類、色溫與相關(guān)色溫？熱輻射體分類：分為黑體、灰體和選擇輻射體色溫：如果

5、熱輻射體的光色與溫度為 T的黑體的光色完全一樣，那么稱該熱輻射體的色溫 為T;相關(guān)色溫：如果熱輻射體的光色與溫度為T的黑體的光色最接近，那么稱 T為該黑體的相關(guān)色溫。5、鹵鴇燈構(gòu)造、鹵鴇循環(huán)原理及鹵鴇燈特點？在白熾燈中改充鹵素元素氣體 ，如Br2, I2等，鹵素與鴇反響：TW X2 T WX(氣態(tài))燈絲附近溫度高，鴇蒸汽壓高，抑制鴇蒸發(fā) 。在玻璃殼附近，溫度較低，形成 WX,阻止鴇 沉積在玻璃殼上而損耗。所以，鹵鴇反響抑制了鴇損耗，延長了鴇絲的壽命。與白熾燈比擬， 鹵鴇燈特點：1體積小；2光通量穩(wěn)定。3光效率高，20-30流明/ 瓦；4色溫高，達 3300K;5壽命長。6、標準照明體、標準光源

6、、A、B、C標準照明體？標準照明體指特定的光譜功率分布。標準光源指實現(xiàn)標準照明體的發(fā)光源。標準照明體A:溫度為2856K的黑體所發(fā)出的光譜標準照明體B:相關(guān)色溫約為4874K的直射陽光的光譜標準照明體C:相關(guān)色溫為6774K的平均日光的光譜7、氣體放電發(fā)光的工作原理、初始電子的發(fā)射方式、弧光與輝光放電？氣體放電指電流通過氣體媒質(zhì)時產(chǎn)生的放電現(xiàn)象。其原理為陰極產(chǎn)生 初始電子，然后初始電子加速與氣體分子碰撞，能量傳給氣體分子， 使其激發(fā)、躍遷到高能級。然后受激發(fā)分子返 回基態(tài)時，發(fā)射光子，即發(fā)光。陰極發(fā)射方式主要有三種：熱電子發(fā)射、正離子轟擊發(fā)射和場致發(fā)射弧光放電：熱電子發(fā)射是弧光放電的主要形式之

7、一。加熱陰極以后，局部電子得到足夠能量，克制金屬的逸出功，逸出金屬外表。輝光放電：正離子轟擊是輝光放電的主要方式，即利用高動能的正離子轟擊陰極， 使陰極發(fā)射電子8、氣體放電光源的優(yōu)點及放電伏安特性？氣體放電光源的優(yōu)點：1可獲得高色溫，不像熱輻射光源色溫受燈絲熔點限制。2輻射光譜可選擇性好，只要選擇適當?shù)陌l(fā)光材料即可；3發(fā)光效率遠比熱輻射的高；4壽命長，壽命期內(nèi)光通量穩(wěn)定。氣體放電伏安特性： VAFig.5氣體放電的伏立特性曲線ABCD-非自持階段,即啟動階段，放電靠外觸發(fā)維持,ED-自持階段，放電激發(fā)與發(fā)射平衡, GH-仇阻區(qū),容易引起過流而燒毀元件。9、直流、低頻和高頻放電燈的穩(wěn)流方式？直流

8、供電用電組穩(wěn)流、低頻交流供電用電感、高頻交流用電容穩(wěn)流第三章1、低氣壓氣體放電燈的光譜特點？常見低氣壓燈？ 低氣壓氣體放電燈：氣壓在10 1 10 2毛的氣體光源。其光譜特點是表現(xiàn)為工作原子或分子的發(fā)射譜線，即線狀光譜，帶有明顯的特征顏色，顯色性不好。常見低氣壓燈：低壓汞燈、低壓鈉燈、氫燈、氟燈、氫弧燈、原子光譜燈等。2、高氣壓氣體放電燈的光譜特點？自吸收效應(yīng)增強？常見高氣壓燈？脈沖氤燈的特點？高氣壓氣體放電光源：氣壓大于一個大氣，其光譜特征為工作氣體的原子或分子譜線展寬，并迭加在較強的連續(xù)背景光譜上。顯色性較好。通常發(fā)光效率隨壓力增加而提高。自吸收增強：在光源中，孤層處于基態(tài)的同類原子較多，

9、這些低能態(tài)同類原子能夠通過吸收高能態(tài)原子發(fā)射出來的光產(chǎn)生吸收光譜。光譜中譜線自吸收的程度，與原子蒸汽云厚度有關(guān)，孤層越厚，孤焰中被測元素原子濃度越大，自吸收現(xiàn)象越強。會使發(fā)射光譜強度減弱， 形成雙線構(gòu)造。常見高氣壓燈：高壓汞燈、超高壓汞燈、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈和脈沖氤燈等。脈沖氤燈 脈沖放電可獲得短脈沖、 高通量和高亮度。其工作原理為利用電容先將能量存起來， 然后，通過觸發(fā)，使氤燈瞬間放電，電容上的儲能瞬間釋放給氤燈，發(fā)出高亮度的光。3、光源的顯色性與顯色指數(shù)？CIE規(guī)定用普朗克輻射體或標準照明體D高色溫標準照明體作參考照明，并將其顯色指數(shù)定義為100。規(guī)定3000K色溫的標準熒光燈的顯色指

10、數(shù)為50。定義標準顏色樣品在參照光源和待測光源照明下的色差為DE,待測光源對該顏色樣品的顯色指數(shù)稱為特殊顯色指數(shù)，記為Ri,計算公式為：R 100 4.6 E4、受激吸收與發(fā)射、自發(fā)發(fā)射?原子從低能態(tài)躍遷到高能態(tài)，必須吸收光子，這稱為受激吸收，而處于高能級的原子會隨機發(fā)射出光子而回到低能態(tài)， 這稱為自發(fā)輻射。處于高能態(tài)的原子， 在一個與發(fā)射光子能量一 樣的光子的作用下，輻射出與作用光子一樣狀態(tài)的光子而回到低能態(tài)，這種輻射稱為受激輻射。5、實現(xiàn)受激輻射放大的必要條件？對簡并度為1,即g1=g2=1的原子體系，必須實現(xiàn)粒子布居數(shù)反轉(zhuǎn)。這是實現(xiàn)受激輻射放大 的必要條件。6、粒子數(shù)反轉(zhuǎn)與能級構(gòu)造？二能

11、級體系不可能實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，至少要三能級體系， 并有一個亞穩(wěn)激發(fā)態(tài)存在。粒子數(shù)反轉(zhuǎn)在亞穩(wěn)激發(fā)態(tài)與比其低的能態(tài)間實現(xiàn)。7、光學(xué)正反響、放大和泵浦閾值？在激光器中通過諧振腔來實現(xiàn)光學(xué)正反響。M1為全反射鏡，M2為高反射低透射耦合輸出鏡。光在腔內(nèi)往反一次僅輸出一局部，當輸出加損耗與增益到達平衡時，激光器就輸出穩(wěn)定的光束。泵浦閾值：剛好能使激光器維持穩(wěn)定輸出的最小泵浦功率。第四章1、產(chǎn)生激光的充要條件？1必要條件：至少為三能級體系，能夠?qū)崿F(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。2充分條件：光學(xué)正反響和大于閾值的泵浦功率。2、激光的縱、橫模？如何選擇縱、橫模？橫模指光束橫截面上的能量分布。 縱模指激光器振蕩的一個頻率或該頻率電磁

12、波在諧振 腔內(nèi)形成的駐波的能量分布模式。它是由于諧振腔的選頻作用引起的。出現(xiàn)高階橫模通常是因為激光器的增益太高，所以可以通過降低增益或增加損耗實現(xiàn)單橫模運轉(zhuǎn)。常用在激光器中設(shè)置小孔，增加高階橫模的損耗，而使高階橫模得到抑制。實現(xiàn)選橫模。多縱模是由于激光增益帶寬太寬引起的，所以通過限制縱模的增益來抑制不需要的縱 模。常用的方法是使用輸出標準具代替通常的耦合輸出鏡，標準具器作窄帶濾光片的作用, 可以只讓某一單一縱模運轉(zhuǎn)，而抑制其它縱模。3、紅寶石激光器的能級構(gòu)造、泵浦方式，工作特性，偏振特性，輸出波長?一、工作原理工作物質(zhì)：AlQ/口.比幅（重量比）性質(zhì)；弱雙折射,負單軸晶體，00=1.769能級

13、結(jié)構(gòu)：Cr-的三能級系統(tǒng)，如圖EkR，千嚴E廣毛，E=4總 e與亞穩(wěn)能級，壽命約m毫秒輸出波長，優(yōu)先或起振，輸出波長 694祿o輸出波長：6943A 4、YAG激光器的能級構(gòu)造、泵浦方式，工作特性，偏振特性，輸出波長？工作物質(zhì)：YAG=Y 3Al5Oi2+1.0-1.2%Nd2O3(原子百分比)能級構(gòu)造：Nd3+的四能級泵浦方式：吸收光譜在近紅外波段，通常用氟燈泵浦，并用橢圓聚光腔提高泵浦效率。工作特性：由于Nd:YAG的閾值低，沖放電快，所以可以高重復(fù)率調(diào)Q運轉(zhuǎn)，并使用預(yù)燃電路，使氟燈處于點燃裝態(tài)，免去高壓觸發(fā)?？梢匝娱L燈的壽命。輸出波長：1.064um5、被玻璃激光器的能級構(gòu)造、泵浦方式，

14、工作特性，偏振特性，輸出波長？ 工作物質(zhì)：各向同性玻璃 +Nd 2O31-5%重量比能級構(gòu)造：Nd3+的四能級泵浦:氟燈輸出波長:最強軍g射1.0627微米6、氨-速激光器的能級構(gòu)造，泵浦方式工作特性，偏振特性，輸出波長？工作物質(zhì)：氨氣1壬;+窺氣0.1壬;混合氣體激活介質(zhì):窺原子能級構(gòu)造：四能級系統(tǒng)發(fā)射波長:3.39mm(a),0.6328mm(b) 1.15 mm其中3.39mm的增益最高，通常用玻璃窗抑制 3.39mm發(fā) 射或加軸向非均勻磁場。泵浦：氣體輝光放電鼓勵，氨原子共振能量轉(zhuǎn)移。第五講1、氨貢激光器的工作物質(zhì)、增益介質(zhì)、泵浦方式、發(fā)射波長及其選擇， 諧振腔構(gòu)造，穩(wěn)頻，偏振性？工作

15、物質(zhì)：氨氣1毛+就氣0.1毛混合氣體增益介質(zhì)道原子泵浦方式：氣體輝光放電鼓勵，氨原子共振能量轉(zhuǎn)移。發(fā)射波長：3.39mm(a),0.6328 mm(b)1.15 mm(c).其中3.39mm的增益最高，通常用玻璃窗抑制3.39mm發(fā)射或加軸向非均勻磁場。我們在實驗室看見的紅光激光器，大多都是氫速激光器，工作波長為632.8納米諧振腔有三種構(gòu)造：內(nèi)腔式、外腔式和半內(nèi)腔式。內(nèi)腔式He-Ne激光器主要用于小功率短腔構(gòu)造。特點：使用方便，輸出激光為非偏振。外腔式He-Ne激光器玻璃管兩端用布儒斯特窗玻璃封裝，諧振腔的兩端鏡外加，可以獨立調(diào)節(jié)。特點：輸出線偏振光，功率大，但需要經(jīng)常維護。半內(nèi)腔式He-N

16、e激光器諧振腔的一個端鏡與玻璃殼焊接在一起，而另一個端鏡可自由調(diào)節(jié)。特點：輸出線偏振較好，適合中等功率，維護較容易。穩(wěn)頻：通常控制腔的幾何長度。腔長的補償：利用壓電陶瓷控制腔的全反射端鏡微位移。位移量由頻率漂移量確定。2、CO2激光器的工作物質(zhì)、增益介質(zhì)、泵浦方式、能級構(gòu)造，波長，諧振腔構(gòu)造？工作物質(zhì)：CO2: N2: He=3:2:5的混合氣體，總壓強 10毛增益介質(zhì)：CO2能級構(gòu)造：四能級波長 10.61 mm泵浦方式：縱向鼓勵：電場方向平行于光束方向，適用于中小功率；橫向鼓勵：電場方向垂直于光束方向，適用于高氣壓400毛大功率諧振腔構(gòu)造：內(nèi)腔式：適用于小型或波導(dǎo)型。半內(nèi)腔式：適用于中等功

17、率。外腔型：適用于大功率。無論哪種腔構(gòu)造，端鏡均鍍金反射膜。3、僦離子激光器的工作物質(zhì)、增益介質(zhì)、泵浦方式，能級構(gòu)造，發(fā)射波長，諧振腔構(gòu)造，輸出偏振，放電管構(gòu)造？工作物質(zhì)：惰性氣體僦氣，增益介質(zhì)：僦離子。能級構(gòu)造：四能級，4p 4s發(fā)射10條譜線，其中5145和4889唉兩條譜線增益最大，優(yōu)先起振. 泵浦:低壓大電流弧光放電使僦原子電離，離子 -離子，離子-電子碰撞，激發(fā)過程可能是一步，也 可能是兩步或多步過程.等離子管構(gòu)造：由放電管、磁場組成。其中放電管要求具有優(yōu)良的傳熱性能，目前，中小功率激光器的放電管使用石墨，而大功率激光器的放電管那么使用氧化被陶瓷，但這種材料粉末有毒，加工困難，所以價

18、格貴。放電管的直徑約 2-6毫米。軸向磁場的作用，磁約束 Ar+ 在放電管軸心，不要碰放電管壁而去激發(fā)。4、準分子概念，增益介質(zhì)，能級構(gòu)造，與傳統(tǒng)激光相比的特點，泵浦方式，發(fā)射波段？所謂準分子指處于激發(fā)態(tài)的復(fù)合分子，而在基態(tài)壽命很短。工作物質(zhì)：惰性氣體或惰性氣體、鹵素元素混合物或金屬、鹵素元素混合物。激活介質(zhì)：準分子，如 Xe2氤,KrF氟化氟，HgBr澳化汞 能級構(gòu)造：四能級系統(tǒng) 泵浦：1高能電子束，2電子束控制放電，3快放電由于激光上能級壽命短，要求快 速泵浦。輸出波長：帶寬較寬特點：高效率，大能量，已獲得350J/脈沖輸出。第六講1、半導(dǎo)體能帶，P、N型摻雜，P、N型半導(dǎo)體，P-N結(jié)，費

19、米能級，輻射放大條件，必要 條件，P-N結(jié)能帶圖繪制？固體中由于大量原子嚴密結(jié)合，使得單原子的能級分裂為寬的能帶，能帶由相距很小的精細能級組成。電子在能帶中的分布形式?jīng)Q定了固體材料的導(dǎo)電性能。詳細情況，可以參看固體物理課本，或者任意版本的半導(dǎo)體物理教程。實在不行了，找一找光纖通訊課本，談到 LED和LD都會講一講的P型摻雜：用低價元素摻雜本征半導(dǎo)體。P型半導(dǎo)體：P摻雜形成的半導(dǎo)體。以空穴導(dǎo)電，費米能級降低。N型摻雜：用高價元素摻雜本征半導(dǎo)體。N型半導(dǎo)體：N摻雜形成的半導(dǎo)體， 以電子導(dǎo)電，費米能級升高。由于N型半導(dǎo)體中有富裕的自由電子，而P型半導(dǎo)體中有富裕的自由的空穴，所以當 P型和N型半導(dǎo)體接

20、觸時，P型半導(dǎo)體中的空穴就會向 N型中擴散，而N型半導(dǎo)體中的電子向 P型中擴散，結(jié)果是 P型端帶負電，而 N型端帶正電。因而會形成內(nèi)建電場，內(nèi)建電場的 方向從N型端指向P型端，從而又阻止電子和空穴的擴散。最后，依靠電子和空穴濃度梯 度的擴散和內(nèi)建電場的電作用到達平衡，在接觸面附近形成一個耗盡層，即p-n結(jié)。指絕對零度時全滿電子態(tài)與全空電子態(tài)的能量分界面?；蚪^對零度時電子占據(jù)的最高能態(tài)的能量，用符號EF表示。輻射放大條件：必須能夠?qū)崿F(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。必要條件：四能級系統(tǒng)，重摻雜，使發(fā)射能量小于激發(fā)所需能量2、同質(zhì)、異質(zhì)P-N結(jié)，能帶圖繪制，半導(dǎo)體激光器的特點，同質(zhì)、單異質(zhì)和雙異質(zhì)P-N結(jié)激光器的特點

21、？同質(zhì)結(jié)：由同種半導(dǎo)體材料組成的pn結(jié)；異質(zhì)結(jié)：由能帶圖見賴天樹ppt閾值電流正比于溫度的立方，所以只能在低溫液氮下同質(zhì)結(jié)激光器的特點：連續(xù)工作，室溫下只能脈沖工作，壽命較短。單異質(zhì)結(jié)激光器比同質(zhì)結(jié)激光器具有更高的效率， 低的閾值電流。由于雙異質(zhì)構(gòu)造的高效率約束，使雙異質(zhì)結(jié)激光器的效率大為提高，閾值電流大為降低，可在室溫下連續(xù)工作。沒有找到明確的 半導(dǎo)體激光器的特點。3、重摻雜，為何需要重摻雜，產(chǎn)生受激輻射放大的必要條件、充分條件？重摻雜：由于費米能級隨摻雜濃度而變化，所以使用重摻雜使P型半導(dǎo)體的費米能級進入價帶，而使N型半導(dǎo)體的費米能級進入導(dǎo)帶，這樣在 p-n結(jié)耗盡層中就形成等價的四能級 構(gòu)

22、造必要條件：重摻雜，使發(fā)射能量小于激發(fā)所需能量充分條件：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)這兩個概念，存疑。希望各位指點迷津。第七講1、異質(zhì)P-N結(jié)，能帶圖繪制，半導(dǎo)體激光器的特點，同質(zhì)、單異質(zhì)和雙異質(zhì)P-N結(jié)激光器的性能比擬?能帶圖如下:EcEv明確的半導(dǎo)體激光器的特點我沒找到。請各位大俠出手相助。同質(zhì)結(jié)激光器的特點：連續(xù)工作，室溫下只能脈沖工作，壽命較短。單異質(zhì)結(jié)激光器比同質(zhì)結(jié)激光器具有更高的效率，低的閾值電流。由于雙異質(zhì)構(gòu)造的高效率約束，使雙異質(zhì)結(jié)激光 器的效率大為提高，閾值電流大為降低，可在室溫下連續(xù)工作。2、摻鈦藍寶石激光器的工作物質(zhì)、增益介質(zhì)，能級構(gòu)造，增益線寬，泵浦方式，非線性效應(yīng)，諧振腔構(gòu)造？工作物質(zhì)

23、：Al2O3+Ti2O3(5%),激活介質(zhì)：Ti3+能級構(gòu)造：四能級系統(tǒng)泵浦方式：光激發(fā)，通常用激光激發(fā)輸出波長：700-1100nm連續(xù)可調(diào)。摻鈦藍寶石具有很強的三階非線性，利用這一特性可以實現(xiàn)激光的相位調(diào)節(jié)-自相位調(diào)節(jié)，鎖定不同縱模間的位相，實現(xiàn)鎖模運轉(zhuǎn)。由于自相位調(diào)節(jié)是一種非線性效應(yīng)，需要強的光功率密度，所以鈦寶石激光諧振強設(shè)計中要考慮提高寶石棒中的光功率密度，需要加一對聚焦亞腔， 使激光聚焦通過鈦寶石棒， 獲得強的光功率密度，進而強的自相位調(diào)節(jié)。3、激光器Q值定義，機械調(diào) Q的特點，常見構(gòu)造，加速原理？Q指諧振腔的品質(zhì)因素，它定義為腔內(nèi)存儲的能量與每秒中損耗的能量之比WQ 2 v0 一

24、機械調(diào)Q特點：將全反射鏡替換為一個轉(zhuǎn)動的棱鏡。轉(zhuǎn)鏡調(diào) Q屬慢開關(guān)型，機械轉(zhuǎn)動引起 振動，開關(guān)時間通常在百納秒量級。構(gòu)造可以參考教師的ppt,比擬簡單，略去。加速原理：采用光學(xué)加速方法來壓縮開關(guān)角，縮短脈沖寬度。方法有二，折疊腔式和冷靜直角式。預(yù)計考到的概率很小，具體方法參看PPT第八章1、機械調(diào)Q的原理，最正確轉(zhuǎn)速，開關(guān)角，轉(zhuǎn)鏡加速原理？機械調(diào)Q激光器構(gòu)造如下圖，它是將全反射鏡替換為一個轉(zhuǎn)動的棱鏡。設(shè)直角棱鏡的角平分線與激 光束的交角為q,那么損耗率dq曲線隨棱鏡的轉(zhuǎn)動方式而變化。最正確轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速越快，開關(guān)時間越短，脈沖越短，然而，峰功率為脈沖能量與時間之比，轉(zhuǎn)速太快，可能脈沖能量太低，峰功率

25、也低。應(yīng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使峰功率最大，而不是只追求脈沖寬度窄。轉(zhuǎn)鏡由電機驅(qū)動，轉(zhuǎn)速約 3000轉(zhuǎn)/分，開關(guān)時間約為100ns,這離最正確轉(zhuǎn)速還有一定的距離。再提 高電機轉(zhuǎn)速也有困難，所以采用光學(xué)加速方法來壓縮開關(guān)角，縮短脈沖寬度?？梢圆捎谜郫B式腔和棱 鏡直角腔來壓縮脈沖。2、電光調(diào)Q的原理，電光Q開關(guān)的典型構(gòu)造，工作過程，升壓式，降壓式電光Q開關(guān)的優(yōu)缺點，普克爾效應(yīng)，克爾效應(yīng)？電光調(diào)Q利用電光晶體的各向異性線性電光效應(yīng)，控制光的偏振態(tài)變化，到達控制諧振腔的損耗目 的。電光調(diào)制器的典型構(gòu)造是用電光晶體制造的一個電壓控制的1/4或1/2波片?？刂仆ㄟ^它的光束的偏振態(tài)的變化。電光Q開關(guān)的工作過程是當入射光

26、束被分解為 。光和e光后，經(jīng)過電光晶體時，假設(shè)電光晶體突然退 壓，那么光線方向偏離原來入射方向，Q值突然增加，由此到達調(diào) Q目的。退壓Q開關(guān)的缺點是脈沖前沿不陡。普克爾效應(yīng)即一次電光效應(yīng)，折射率的變化與電場成線性變化；克爾效應(yīng)是二次電光效應(yīng)。3、端鏡耦合輸出調(diào)Q和腔倒空調(diào)Q技術(shù)的比擬？脈沖透射式Q開關(guān)PTM又稱腔倒空。開展腔倒空技術(shù)是為了進一步壓縮Q開關(guān)脈沖和輸出更高的脈沖能量。可以將將腔內(nèi)全部能量在一個振蕩周期內(nèi)倒出，提高脈沖峰功率一個數(shù)量級。激光是在高Q狀態(tài)振蕩輸出的，至少要振蕩幾個周期，才能有好的相干性、好的方向性和足夠的增益。Q開關(guān)脈沖寬度為m2L/c。激光端鏡耦合輸出通常只有 10%

27、左右，剩余的90% 左右的能量在腔內(nèi)沒有輸出。第九章1、聲光調(diào)制器的工作原理，行波性，駐波性聲光Q開關(guān)的特點，聲光Q開關(guān)的調(diào)Q原理，布拉格和拉曼-奈斯衍射的特點。聲光調(diào) Q的優(yōu)點？腔倒空聲光調(diào) Q的倒出效率？聲波是縱波，在介質(zhì)中傳播時會引起介質(zhì)的密度隨聲波周期性變化，進而折射率周期性變化，形成折射率光柵。光通過這種折射率光柵后，位相會受到調(diào)制而產(chǎn)生衍射，即聲-光衍射。聲-光衍射可分為拉曼奈斯衍射和布拉格衍射，后者的衍射效率高，所以，聲光調(diào)Q通常采用布拉格衍射調(diào) Q。聲-光調(diào)制器可以設(shè)計成行波型和駐波型兩種構(gòu)造。行波型即超聲波沿光柵單方向傳播，而駐波 型那么可以看作沿兩個相反方向傳播的超聲波在光

28、柵上的疊加。駐波型的驅(qū)動功率比行波型低，但駐波超聲場在聲光介質(zhì)中不易迅速消除，因而開關(guān)時間較長，故實際使用中多采用行波型。聲光調(diào)Q是利用超聲波在彈性介質(zhì)中傳播引起的折射率光柵對光的衍射實現(xiàn)諧振腔的Q值調(diào)節(jié)的。拉曼奈斯衍射是多級衍射，每一級的衍射效率低；布拉格衍射僅有正或負一級衍射，衍射效率比 擬高。聲光調(diào)Q的優(yōu)點：易于實現(xiàn)高重復(fù)率調(diào) Q,從數(shù)10K-數(shù)MHz。腔倒空聲光調(diào)Q采用共焦腔提高倒出效率。倒出效率為：2 (1)最大彳t為50%,當h=50%2、染料調(diào)Q的原理，優(yōu)缺點？屬于什么類型調(diào) Q技術(shù)？可飽和吸收體主要有染料，利用染料的非線性吸收特性實現(xiàn)調(diào)Q o在光強強度比擬低時，染料對激光的吸收

29、大于損耗，激光不振蕩，處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)積累階段。當積累 到增益大于損耗時，脈沖開場振蕩，在振蕩過程中，由于脈沖前后沿的強度較低，所以吸收大于中心 處，反過來，就是脈沖中心峰處的增益大于前后沿，所以，振蕩放大的結(jié)果是脈沖越來約窄。優(yōu)點：Q開關(guān)構(gòu)造簡單，沒有電干擾，可獲得峰值功率幾兆瓦，脈寬十幾納秒的巨脈沖；缺點:產(chǎn)生Q脈沖的時刻有一定的隨機性，不能人為控制；染料易變質(zhì)，需經(jīng)常更換.機械，聲光，電光調(diào) Q屬于主動調(diào)Q,染料調(diào)Q屬于被動調(diào)Q3、調(diào)Q技術(shù)的分類，主、被動型？常見的調(diào)Q技術(shù)包括機械調(diào)Q、電光調(diào)Q、聲光調(diào)Q和染料調(diào)Q四種技術(shù)。其中前三種技術(shù)屬主動調(diào)Q技術(shù)，而染料調(diào)Q屬被動調(diào)Qo4、何謂鎖模？

30、鎖模技術(shù)的分類？鎖模的前提？鎖模脈沖寬度、峰功率，脈沖重復(fù)率？ 鎖模實質(zhì)上就是鎖各個縱模間的初始位相。使它們之間保持恒定差。鎖模技術(shù)包括主動、被動和自鎖三種。主動鎖模包括損耗調(diào)制和位相調(diào)制。染料鎖模是被動鎖模的一 種。能實現(xiàn)自鎖模的激光器是鈦寶石激光器。鎖模的前提：多縱模輸出、一，21，2鎖模脈沖寬度為 ，其中N為允許起振的縱模的個數(shù)，調(diào)制脈沖周期為T oN m qm其峰功率為未鎖模時的 N倍。脈沖的間隔時間為2L心，為脈沖在諧振腔來回一次的時間，脈沖的重 復(fù)率即為脈沖的間隔時間的倒數(shù)。5、損耗調(diào)制的鎖模原理？相位調(diào)制的鎖模原理？損耗調(diào)制即在諧振腔內(nèi)放置一損耗調(diào)制器，表示為T(t) T0Tsi

31、n( mt2)未受調(diào)制的電場表示為E(t) E0sin( ctc)那么經(jīng)過調(diào)制后，可以表示為e(t) E(t)T(t)E0T01 msin(EdSTsin(mt2)sin( ctmtc)2)sin( ctc)E°T0Sin( ctc)mE。又sin(m )t c2mET。sin( c m)t c 2上式說明，正弦調(diào)幅波可以用頻率分別為w0, w0-wm,w0+wm的三個平面波的迭加合成。由于這三個平面波位相一樣，所以它們相干疊加可以輸出一個巨脈沖。相位調(diào)制是指激光的初始相位受到調(diào)制信號的調(diào)制而隨信號變化，具體過程見下題。第十章1、位相調(diào)制鎖模原理，鎖模啟動過程？位相調(diào)制是指激光的初始

32、相位受到調(diào)制信號的調(diào)制而隨信號變化。設(shè)初始相位。受到一相位增量調(diào)制：m(t) m sin t那么相位調(diào)制信號為e(t)A)cos 0t ( 0 m(t)A0cos0t ( 0 m sinmt)Agcos0tm sinmt0)該式可以用貝塞爾函數(shù)展開成多級，假設(shè)m <<1 ,那么最后可以簡化為A0mA)me(t) Acos( 0t0) cos( 0 m)t 0) cos( 0 m)t0)22上式類似于調(diào)頻的結(jié)果，弱調(diào)相只產(chǎn)生一級上下邊頻，強調(diào)相可產(chǎn)生多級高階上下邊頻。鎖模啟動的過程即：當強激光受到調(diào)制時，先產(chǎn)生上下邊頻的起振，然后激光繼續(xù)振蕩，不斷激發(fā)更多的高階邊頻起振，最后諧振腔內(nèi)

33、所允許的所有頻率都起振，它們相干疊加，形成窄的巨脈沖輸出。用頻率fi驅(qū)動放在共振腔內(nèi)的那只主動調(diào)制器工作，同時讓最靠近增益峰值頻率 vm的模開場激光振蕩.受調(diào)制器的作用，這個模的電磁場通過調(diào)制器之后將形成頻率分別為vm+fi和vm-fi的邊帶.如果驅(qū)動頻率fi等于兩個縱模的頻率間隔數(shù)值等于c/2l , c為光速,l為共振腔腔長，那么，vm帶將通過兩個邊帶的 “搭橋與和它相鄰近的兩個模發(fā)生耦合，三者建立了振蕩相位關(guān)系.當頻率vm ± fi的邊帶通過調(diào)制器時，又產(chǎn)生頻率vm±2fi的新邊帶，它們又把 vm與和它相隔頻率2fi的模耦合起來，建立激光振蕩相位關(guān)系.輻射在腔 內(nèi)來回通

34、過調(diào)制器傳播，與 vm建立振蕩相位關(guān)系的模越來越多，最后使在激光增益線寬范 圍內(nèi)全部的縱模都耦合起來.我們說，振蕩模此時已被鎖定，激光器進入鎖模狀態(tài).2、相位鎖模調(diào)制器的調(diào)制頻率為何要等于相鄰縱模間的頻率差？鎖模器為何要放置在盡量靠近端鏡， 放在遠離端鏡的位置行否？鎖模實質(zhì)上就是鎖各個縱模間的初始位相。使它們之間保持恒定差。調(diào)制頻率要等于相鄰縱模間的頻率差是為了保證每一次加載調(diào)制信號的時候，都剛好加載在可能起振的縱模的頻率上，使得最后起振的都是諧振腔所允許的頻率，然后這些縱模相干疊加才能產(chǎn)生極大值。鎖模器要盡量靠近端鏡是為了保證光束的調(diào)制頻率為縱模間頻率差，如果遠離端鏡，假設(shè)放在諧振腔中部，那

35、么相當于每次光要走到中部才能受到鼓勵，這是受到鼓勵的頻率就不是c/2l而變成了c/l 3、染料被動鎖模的原理，物理上它是屬于損耗調(diào)制或是相位調(diào)制？ 染料鎖?？梢远ㄐ缘乩斫鉃橹芷谛?損耗調(diào)制鎖模，但每次損耗調(diào)制的調(diào)制度不同， 所以數(shù)學(xué)處理更復(fù) 雜。通常把染料鎖模分成三個階段。1線性吸收階段。此階段主要是增益積累。2非線性吸收階段。高增益模開場振蕩，受到染料的調(diào)制。3非線性放大階段。脈沖被壓縮，頻譜展寬，更多縱模被激發(fā)，又進一步壓縮脈沖。4、何謂自鎖模？自鎖模原理，如何激發(fā)縱模的？自鎖模的典型激光器是什么？ 自鎖模指由激光增益介質(zhì)自身產(chǎn)生的鎖模。自鎖模原理主要是由增益介質(zhì)的非線性效應(yīng)引起的。當強的

36、激光通過時，就會引起增益介質(zhì)的折射率變化：n(I)n° &I進而調(diào)制激光的相位nLn2I這種由光脈沖強度引起的自己的相位變化，稱為自相位調(diào)制 自相位調(diào)制會引起頻譜展寬，展寬量為：d 2 L dl 明dtdt所以，自相位調(diào)制使光波的頻譜展寬為一個連續(xù)帶，而連續(xù)帶中僅有與諧振腔允許的縱模頻率一樣的譜線能夠維持振蕩，其它譜帶消失。激發(fā)起的多縱模迭加，使脈沖變得更窄，dl/dt更大，頻譜展寬更大，激發(fā)起更多的縱模。更多的縱模迭加產(chǎn)生更窄的脈沖，進而更大dl/dt ,這種正反響過程繼續(xù)，直至到達一個穩(wěn)定鎖模狀態(tài)。5、激光內(nèi)、外調(diào)制？連續(xù)、脈沖調(diào)制？調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相和強度調(diào)制？ 內(nèi)調(diào)制：

37、指直接調(diào)制激光振蕩器的參數(shù)，使輸出的激光束的某個參數(shù)隨調(diào)制信號而變化。 外調(diào)制：指調(diào)制激光器輸出的穩(wěn)定光束的某個參數(shù)，使其隨調(diào)制信號而變化。外調(diào)制是目前廣泛使用 的調(diào)制方法。按照激光束的受調(diào)制參數(shù)分類，激光調(diào)制可分為調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相和強度調(diào)制。按激光載波的能量分布形式分類：連續(xù)調(diào)制和脈沖調(diào)制。其中脈沖調(diào)制又分模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。 調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相和強度調(diào)制即使激光束的偏振電場振幅，頻率，相位，強度隨調(diào)制信號而變化。 第十一章1、脈沖調(diào)制技術(shù)，物理意義及調(diào)制信號的數(shù)學(xué)表示？脈沖調(diào)制指激光載波為脈沖串。根據(jù)采樣定理，只要對連續(xù)信號的采樣頻率大于被采樣信號帶寬的2倍，就可以根據(jù)采樣脈沖系列恢復(fù)連續(xù)信

38、號?；谶@一原理，沒有必要傳輸連續(xù)信號的所有信息，所以開展了脈沖調(diào)制。使用脈沖調(diào)制可以節(jié)約傳輸帶寬和發(fā)射功率。2、脈沖編碼調(diào)制？量化、編碼的物理意義？脈沖編碼調(diào)制PCM首先通過A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為某一字長的數(shù)字信號。 然后再逐位調(diào)制光載波的某個參數(shù)，實現(xiàn)信息光傳輸。顯然， PCM中的每個脈沖只代表一 數(shù)字化信號中的一個位，而一個位可能為0或1,所以只要用“強”或"弱脈沖分別表示1或0即可，而脈沖幅度在容許范圍內(nèi)的變化并不具有實際意義，這就是PCM能抗噪聲干擾的原因。然而，PCM的強抗干擾能力是以犧牲傳輸速率為代價的。例如A/D為8位，那么就要8個脈沖才能代表一個狀態(tài)。同樣傳輸

39、帶寬的有效數(shù)據(jù)傳輸速率就只有模擬傳輸?shù)?/8,或者反過來，要保持兩者一樣的有效數(shù)據(jù)傳輸率，PCM傳輸?shù)膸捑鸵鲋聊M帶寬的8倍。為了既保持PCM的強抗干擾能力，又保持有效傳輸帶寬不減少，所以采用數(shù)據(jù)編碼和壓縮 技術(shù)。3、脈沖編碼技術(shù)？脈沖編碼調(diào)制的優(yōu)點，缺點？連續(xù)調(diào)制和脈沖調(diào)制均為模擬調(diào)制，通過使光束的某一個參數(shù)隨信號變化實現(xiàn)信號的調(diào)制與傳輸。如果噪聲也使被調(diào)制參數(shù)發(fā)生變化，承受者就不能區(qū)分這種變化是信號或是噪聲，所以，模擬調(diào)制的抗 干擾能力差。為此，開展脈沖編碼調(diào)制技術(shù)，它是數(shù)字調(diào)制。具有強的抗噪聲干擾能力。但是，它的 強抗干擾能力是以犧牲傳輸速率為代價的。4、雙折射現(xiàn)象、主平面、主截面？

40、O、e光的偏振態(tài)？雙折射現(xiàn)象：當一束光折射進某些物質(zhì)中產(chǎn)生兩束折射光束的現(xiàn)象。一束光稱為尋常光o光，另一束光稱為非尋常光e光。 主平面：由光線與光軸組成的平面。主截面：e光主平面與。光主平面重合的平面。o光：折射率與傳播方向無關(guān)的光束，即各向同性光束。其偏振方向與主截面垂直。e光：折射率隨傳播方向變化，即各向異性光。其偏振方向與主截面平行。5、折射率橢球及其物理意義？如何依據(jù)折射率橢球確定光的偏振態(tài)？ 折射率橢球在各向異性晶體中，電位移矢量 D與電場矢量E之間通過電介張量聯(lián)系起來，即：D jE通過選擇適當?shù)淖鴺讼?xyz,可以實現(xiàn)電介張量 間的對角化，即j i(i)(i j)0(i j)稱這樣

41、的XYZ坐標軸為介電主軸。在介電主軸坐標系中，光率體為一橢球，橢球方程為:222x_ _y_z_1因，所以，光n可寫為:12322x y22nxny上式即為在主坐標系中的雙折射晶體的折射率橢球方程。射率。2z2 nznx,ny,nz分別為沿X, Y, Z方向的主折Di和D2,過折射率橢球中心做與垂雙折射晶體中，任一波矢量對應(yīng)兩個相互正交偏振的電位移分量 直的平面，此平面與橢球相交形成一橢圓，那么1、Di與D2分別平行于相交橢圓的長、短軸方向。2、沿Di和D2偏振的兩個分量的折射率分別等于對應(yīng)的橢圓主軸的半長度。6、線性電光效應(yīng)及其計算？線性電光效應(yīng)指晶體的折射率隨外加電場一階變化的效應(yīng)。計算見

42、下題第十二章1、線性電光效應(yīng)的計算，電光調(diào)制器設(shè)計，半波電壓、 1/4波長電壓，縱、橫向電光調(diào)制?線性電光效應(yīng)的計算：a首先先確定折射率橢球的表達式 b然后確定該晶體的電光張量和外加電場情況 c然后寫出在主軸坐標系下，外加電場下的折射率橢球方程d合并同類項，再將新的折射率橢球方程寫成未加電場時的折射率橢球的形式，從而導(dǎo)出新的折射率表達式 e根據(jù)題目給定的電場方向，求出位相差，進而可得半波電壓。電光調(diào)制器的設(shè)計調(diào)制應(yīng)該隨外電場的變化比擬明顯,般沿光軸方向施加電壓,縱向應(yīng)用無自然雙折射引起的相位延遲，而橫向應(yīng)用有自然雙折射引起的相位延遲。時所對應(yīng)的電壓/2時所對應(yīng)的電壓半波電壓即與光波傳播方向垂直

43、的兩個偏振態(tài)產(chǎn)生的相位差為1/4波長電壓即與光波傳播方向垂直的兩個偏振態(tài)產(chǎn)生的相位差為縱，橫向電光調(diào)制即當光波傳播方向與加電壓的方向一致時為縱向調(diào)制，垂直時為橫向調(diào)制。2、KDP晶體電光調(diào)制器如何應(yīng)用最有效？沿光軸方向施加電壓， 縱向應(yīng)用無自然雙折射引起的相位延遲，而橫向應(yīng)用有自然雙折射引起的相位延遲。3、電光強度、相位調(diào)制器？線性工作點的設(shè)置？強度調(diào)制器是在電光晶體前后放置起偏器和檢偏器，通過對電光晶體施加電壓， 然后改變出射光的偏振方向，從而改變從檢偏器射出的光強的大小，至此到達了強度調(diào)制。而相位調(diào)制器那么只有起偏器，且起偏器的方向與調(diào)制器容許的偏振方向一致，透射光的相 位調(diào)制正比于偏振方

44、向的光的折射率的變化。4、電光調(diào)制器的渡越時間和帶寬，高頻電光調(diào)制的阻抗匹配？ c電光調(diào)制器的度越時間是指光通過晶體所需要的時間，調(diào)制器的最高工作頻率為4nl其帶寬的量級為 GHz。高頻電光調(diào)制的阻抗匹配：電光晶體可以等效為一個電容和電阻的并聯(lián)，其阻抗為R1Z j c c當頻率為曷頻時.其阻抗值近似為Z ，小于信號源內(nèi)阻，那么12c2r2C大局部功率將消耗在無用的地方。因此需要并聯(lián)一個電感L,其阻抗變?yōu)?j “一 一 一二時，阻抗最大，從而調(diào)制功率能有效的加載到晶C體上。第十三章1、行波調(diào)制器構(gòu)造，提高帶寬的原理及帶寬？行波調(diào)制器采用橫向調(diào)制， 行波電場沿電極傳播， 盡量與光波的傳播匹配， 這

45、樣就不會受到4nl (1 c/ ncm)度越時間的限制，從而極大的增加了行波調(diào)制器的帶寬。其帶寬為一 ，1八非行波型的倍(1 c/ncm)2、聲光衍射原理，聲光柵的形成，行波型和駐波型拉曼-奈斯聲光衍射的異同？原理：超聲波在介質(zhì)上傳輸時，將造成折射率的分布隨聲波的強度變化。當光照射在介質(zhì)上時就會發(fā)生衍射，由此形成聲光柵。行波型即超聲波在光柵上單方向傳播，進展行波調(diào)制，衍射光的強度極大值隨時間變化；而駐波型可以分解為兩個相反方向的行波的疊加，衍射光強極大值不隨時間變化。3、光柵衍射類型的判定，G參數(shù)和Lo參數(shù)定義，判斷值？當光柵厚度較薄時， 一般發(fā)生拉曼奈斯衍射， 即聲光衍射是多級的；而當光柵較

46、厚時， 滿足 布拉格衍射條件那么發(fā)生布拉格衍射，即聲光衍射僅有正或負一級。他們主要通過參數(shù)G-2 L:和%來區(qū)分，其中G , Lo s cos f當GWp時，為拉曼-奈斯衍射當G>4p時，為布拉格衍射假設(shè)G處于兩值之間，那么屬于混合型，既有拉曼衍射，又有布拉格衍射。當LW Lo/2,為拉曼奈斯衍射 當L > 2Lo ,為布拉格衍射假設(shè)L處于兩值之間，那么屬于混合型，既有拉曼衍射，又有布拉格衍射。4、磁光效應(yīng)，物理起因？磁光旋光的特點，雙折射波片的旋光的異同？磁光效應(yīng)起源于電子自旋與磁場作用，產(chǎn)生塞曼分裂，使得原來簡并的能級分裂。 自旋分裂后，材料的消光系數(shù)對左右旋圓偏振光的吸收峰分

47、裂，從而引起折射率的變化。 所以左右旋圓偏振光的折射率不同，此效應(yīng)為圓二色性。當線偏振光通過具有圓二色性的晶體以后，左右旋圓偏振光的相位不同，合成的光為一個偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的線偏振光。磁光旋光的特點是偏振面旋轉(zhuǎn)方向與光傳播方向無關(guān)，只與磁場強度方向有關(guān)。 磁場方向不變時，光往返兩次通過磁光調(diào)制器，偏振面轉(zhuǎn)角加倍。雙折射波片的旋光？第十四章1、激光束偏轉(zhuǎn)，模擬與數(shù)字偏轉(zhuǎn)？激光束偏轉(zhuǎn)技術(shù)主要有機械偏轉(zhuǎn)，電光偏轉(zhuǎn)和聲光偏轉(zhuǎn)。模擬偏轉(zhuǎn)即：光束連續(xù)偏轉(zhuǎn)，能到達偏轉(zhuǎn)軌跡上的任何點，主要用于顯示技術(shù)。數(shù)字偏轉(zhuǎn)即：光束只能到達偏轉(zhuǎn)軌跡上的某些離散點，主要用于光存儲。2、機械偏轉(zhuǎn)技術(shù)的原理、特點？機械偏轉(zhuǎn)利用反射

48、鏡或棱鏡等光學(xué)元件的旋轉(zhuǎn)或振動，改變反射光或折射光的方向而實現(xiàn)光束偏轉(zhuǎn)。它的優(yōu)點是偏轉(zhuǎn)角大， 光譜范圍寬，光損耗小，溫度影響?。黄淙秉c為掃描速度慢。 3、電光偏轉(zhuǎn)技術(shù)的原理、特點？典型模擬和數(shù)字偏轉(zhuǎn)期構(gòu)造？電光偏轉(zhuǎn)是基于晶體的電光效應(yīng)引起的折射率梯度變化，使光線發(fā)生彎曲，其中光線的偏轉(zhuǎn)角正比于折射率梯度。模擬：兩塊楔形KDP晶體組成，偏轉(zhuǎn)角不僅與調(diào)制電壓有關(guān)，而且與調(diào)制器的幾何構(gòu)造有關(guān)。數(shù)字：一塊調(diào)制器和一塊檢偏器組成一位數(shù)字偏轉(zhuǎn)器。不在調(diào)制器上加電壓時，光線為 o光，在經(jīng)過檢偏器時不發(fā)生彎曲；在調(diào)制器上加電壓時，光線為 e 光，經(jīng)過檢偏器時發(fā)生彎曲，從而到達了通過加電壓與否控制光束位置的0,

49、1狀態(tài)的效果。4、聲光偏轉(zhuǎn)技術(shù)的原理、特點？聲光偏轉(zhuǎn)器的構(gòu)造，如何實現(xiàn)布拉格角的自動調(diào)制？分辨 點數(shù)？原理：根據(jù)布拉格衍射條件：2 sin b可以通過改變聲波波長s,來改變布拉格衍射角B。所以可以通過控制超聲波長來控制光束的偏轉(zhuǎn)。構(gòu)造：自動調(diào)制：通常入射光的方向是不變的，當聲波頻率改變時，要保持布拉格條件就必須改變超聲波的傳播方向，以實現(xiàn)對布拉格角的跟蹤。通常采用列陣換能器， 總的超聲波為各列陣元產(chǎn)生的超聲波的疊加。通過控制各列陣元間的位相差， 就能控制合成超聲波前的傳播方向， 實現(xiàn)布拉格角隨頻率的跟蹤。分辨點數(shù)：分辨點數(shù)即用掃描角除以光束的發(fā)散角。5、光探測方法分類？光熱法，光壓法的測量原理

50、？光探測法可分為光壓法，光熱法和光電法。光壓法利用光的量子特性，當光子打在測量器外 表上時，由于它具有動量和動能，因此會對外表產(chǎn)生一定的壓力， 測量器通過測量光沖力引 起的轉(zhuǎn)角的變化來測量光能量。光熱法是利用物體吸收光能后，溫度升高或溫度升高而引起 物質(zhì)的某個參數(shù)變化來探測光能量的。6、熱釋電探測器的材料構(gòu)造、極化原理？光譜和時間響應(yīng)特點？熱釋電探測器材料是一種鐵電材料，由大量的極性分子組成，每個極性分子都具有偶極矩。通常大量的極性分子是隨機取向，各向同性的，所以不顯示出宏觀偶極矩。然而，鐵電晶體具有相變記憶特性， 利用這一特性，能夠極化鐵電晶體， 使其產(chǎn)生各向異性，出現(xiàn)宏觀偶極 矩。在與耦極

51、矩垂直的外表上出現(xiàn)束縛電荷，進而產(chǎn)生電勢差。在低于居里溫度范圍內(nèi)，極化強度是溫度的遞減函數(shù)，當此晶體吸收光能量，溫度升高時，電勢差減小。因此，只要定標電勢差與光能量間的關(guān)系，就能通過測量電勢差獲得光能量。第十五章1、外光電效應(yīng)？紅限波長？內(nèi)光電效應(yīng)即物質(zhì)中的電子吸收光子能量后，躍遷到較高能量狀態(tài)， 但不能掙脫物質(zhì)勢能場的束縛，只是改變物質(zhì)的導(dǎo)電特性。外光電效應(yīng)即光子能量被電子吸收后，電子掙脫勢能場的束縛，飛離開原物質(zhì)的效應(yīng)。紅限波長即能夠產(chǎn)生外光電效應(yīng)的最長波長。2、真空光電管的構(gòu)造，光電陰極材料的要求？常見光電陰極材料，及其標記方法？真空光電管由光電陰極、陽極和真空罩組成。圖7日真空光電管的

52、結(jié)構(gòu)光電陰極材料的條件：a洸吸收系數(shù)大b）光電子的逸出深度大 c）電子親和勢小，使外表逸出 機率大常見光電陰極：a）紫外光電陰極，大多數(shù)金屬b）可見光譜光電陰極： 鎬葩光陰極，靈敏度高, 量子效率高20-30%,制作工藝簡單，應(yīng)用較多。c）鎬鉀鈉葩多堿光陰極：靈敏度很高，熱發(fā)射電流很小，可見光譜范圍光譜響應(yīng)均勻。d）三五族半導(dǎo)體化合物負電子親和勢光陰極不僅靈敏度高，而且長 波閾值延伸到了紅外，很好地滿足了夜視技術(shù)的開展需要。標記方法：把負電子親和勢發(fā)現(xiàn)以前的所有光電陰極按出現(xiàn)的先后順序和窗口材料以“S數(shù)字的形式編號，如 S-1表示鍍在玻璃上的銀氧葩光陰極，S-25表示鍍在玻璃上的睇鉀鈉葩光陰極

53、材料。3、描述真空光電管的參數(shù)及其意義？靈敏度：一般用量子效率或光陰極靈敏度表示。量子效率：光陰極發(fā)射的光電子數(shù)與入射到陰極上的光子數(shù)之比。 光陰極靈敏度：單位光通量照射在光陰極所產(chǎn)生的光電流的 大小。光譜響應(yīng)特性：指光電管的單色光照靈敏度隨波長的變化關(guān)系，與陰極類型，厚度，襯底材 料有關(guān)。光電線性性：保持光譜和陽極電壓不變時，光電流隨光通量的變化關(guān)系。影響線性的主要因素：a）陰極發(fā)射過程產(chǎn)生光電疲勞，底層補充電子有困難b）陽極不飽和吸收。即不能承受來自陰極的所有電子4、二次電子發(fā)射及二次電子發(fā)射體？光電倍增管的構(gòu)造，工作原理，描述參數(shù)及其意義，工作電路？二次電子發(fā)射是指光從陰極上打出的電子打

54、在打拿極上，又繼續(xù)產(chǎn)生二次電子， 該過程就是二次電子的發(fā)射。二次電子發(fā)射體即能具有二次電子發(fā)射能力的物體。%圖為、光電倍嚕管結(jié)枸0 K為光電陰極f 口為倍增電極，A為陀極，收集來自04倍增極的電子.VD1<VM<VD3<VD4<VA光電倍增管由光電陰極，輸入系統(tǒng)，倍增系統(tǒng)和輸出系統(tǒng)組成。工作原理：光照射在光陰極上，電子從陰極上飛出，進入放大系統(tǒng)，逐次打在各個倍增極上，每個倍增極上被打出更多的電子，最后全部被陽極收集，形成電流輸出。參數(shù)：a）靈敏度：陰極靈敏度即單位光通量產(chǎn)生的光電流；陽極靈敏度即陽極輸出電流與入射到陰極的光通量之比b）放大倍數(shù)：一定工作電壓下，光電倍增管陽極電流與陰極電流的比值c）暗電流：無光照時，加上工作電壓，陽極輸出電流的直流成分，它決定了光電倍增 管可探測的最小光通量。主要由熱電子發(fā)射引起，降低溫度可減少暗電流的影響。d）等效噪聲能當量：暗電流中的交流和脈沖成分構(gòu)成了管子本底噪聲，此本底噪聲決定了管子在閃爍技術(shù)中能夠測量的最小輻射能量。5、倍增系統(tǒng)的構(gòu)造？倍增系統(tǒng)是光電倍增管的放大系統(tǒng)，由多極組成。即上圖中的 D1,D2,D3,D4四個電極，它們的排列如下圖，其中加在各電極的電壓按照D1,D2,D3,D4的順序依次升高。第16章復(fù)習(xí)題：1、通道式光電倍增管CEM的構(gòu)造、工作原理，增益飽和效應(yīng)？ 答：圖