應(yīng)用光學(xué)考研試題及答案

應(yīng)用光學(xué)考研試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共10分）

1.下列哪種情況不屬于干涉現(xiàn)象？

A.薄膜干涉

B.單縫衍射

C.雙縫干涉

D.多普勒效應(yīng)

2.激光的三個(gè)主要特性不包括以下哪一項(xiàng)？

A.單色性

B.相干性

C.方向性

D.發(fā)散性

3.在光纖通信中，信號(hào)傳輸?shù)慕橘|(zhì)通常是：

A.空氣

B.真空

C.石英玻璃

D.水

4.下列關(guān)于光的偏振現(xiàn)象，錯(cuò)誤的是：

A.只有橫波才能發(fā)生偏振

B.偏振片可以讓自然光變成偏振光

C.偏振光通過(guò)偏振片后，光的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化

D.偏振光的振動(dòng)方向與偏振片的透振方向垂直時(shí)，透射光強(qiáng)度為零

5.在邁克爾遜干涉儀中，哪部分的移動(dòng)會(huì)產(chǎn)生干涉條紋？

A.分光鏡

B.反射鏡

C.光源

D.觀察屏

二、簡(jiǎn)答題（每題10分，共20分）

1.簡(jiǎn)述全息照相的原理及其特點(diǎn)。

2.解釋光纖通信中的模式色散現(xiàn)象，并說(shuō)明其對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊憽?/p>

三、計(jì)算題（每題15分，共30分）

1.一個(gè)凸透鏡的焦距為20cm，物體距離透鏡30cm。求像的位置和大小。

2.在光纖通信中，已知光纖的數(shù)值孔徑為0.2，光纖的折射率為1.5，求光纖接受光的錐角。

四、論述題（共40分）

1.論述光學(xué)薄膜在現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)中的重要作用及其應(yīng)用實(shí)例。（20分）

2.分析激光冷卻技術(shù)的原理及其在科學(xué)研究中的應(yīng)用。（20分）

答案：

一、單項(xiàng)選擇題

1.D

2.D

3.C

4.D

5.B

二、簡(jiǎn)答題

1.全息照相是一種利用激光記錄物體的三維圖像的技術(shù)。其原理基于光的干涉現(xiàn)象，通過(guò)記錄物體發(fā)射或反射的光波的干涉圖樣，再利用參考光波與物體光波的干涉圖樣重合，形成全息圖。全息照相的特點(diǎn)包括能夠記錄物體的三維信息，具有真實(shí)感和立體感，以及可以進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)等。

2.模式色散是指在多模光纖中，由于不同模式的光在光纖中傳播的速度不同，導(dǎo)致信號(hào)到達(dá)接收端的時(shí)間不同，從而引起的信號(hào)失真。模式色散對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懼饕憩F(xiàn)在限制了光纖的傳輸帶寬和傳輸距離，降低了信號(hào)的傳輸質(zhì)量。

三、計(jì)算題

1.根據(jù)透鏡公式1/f=1/u+1/v，其中f為焦距，u為物距，v為像距。已知f=20cm，u=-30cm（負(fù)號(hào)表示物體在透鏡左側(cè)），代入公式得1/20=1/(-30)+1/v，解得v=60cm。像距為60cm，由于v為正值，所以像是實(shí)像。像的大小可以通過(guò)放大率公式M=-v/u=-60/-30=2計(jì)算得出，像的大小是物體的2倍。

2.數(shù)值孔徑（NA）定義為n*sin(θ)，其中n是光纖的折射率，θ是光纖接受光的錐角。已知NA=0.2，n=1.5，代入公式得0.2=1.5*sin(θ)，解得sin(θ)=0.2/1.5=1/7.5，所以θ=arcsin(1/7.5)≈8.18°。

四、論述題

1.光學(xué)薄膜在現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)中扮演著重要角色，它們可以改變光的傳播特性，用于反射、透射、分束、濾波等。應(yīng)用實(shí)例包括增透膜、反射膜、偏振膜、分光鏡、激光器的輸出耦合鏡等。

2.激光冷卻技術(shù)利用激光與原子相互作用的原理