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到+d范圍的輻射通量與入射的同一光譜范圍的輻射通量之比：光電子技術(shù)總結(jié)第一章1、輻射度量定義、單位、輻射度量學(xué)的基本量？輻射度量學(xué)描述整個(gè)電磁波譜范圍的電磁輻射，以輻射能量或輻射功率為基本量。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()與其對(duì)應(yīng)的復(fù)色輻射度量

Xe

之間通過積分關(guān)系連接：Xe

Xe

()d03、光視效能與光視效率的意義？人眼對(duì)不同波長(zhǎng)的單位輻射通量的響應(yīng)，稱為光視效能，用

K()表示，其最大值為

Km=683（流明/瓦）(lm/W)。歸一化光視效能稱為光視效率，記為

V()，顯然，V()=K()/

Km4、光度量定義、單位、光度學(xué)的基本量？所謂光度量指描述人眼可見電磁波段范圍的電磁輻射的量。光度學(xué)中的基本量選為發(fā)光光強(qiáng)，其單位為坎德拉，簡(jiǎn)稱坎，符號(hào)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。edA6、一個(gè)發(fā)光強(qiáng)度單位的國(guó)際定義？一“坎德拉”定義為：點(diǎn)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(qiáng)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(duì)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。理想光效則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：M(,T)

de(,T

)*

()(,T

)

e e

()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(gè)與物體性質(zhì)無關(guān)的普適函數(shù)，這個(gè)普適函數(shù)只依賴和

T

兩個(gè)變量。即：TTW

X2

WX

(氣態(tài))燈絲附近溫度高，鎢蒸汽壓高，抑制鎢蒸發(fā)。在玻璃殼附近，溫度較低，形成

WX，阻止鎢沉積在玻璃殼上而損耗。所以，鹵鎢反應(yīng)抑制了鎢損耗，延長(zhǎng)了鎢絲的壽命。與白熾燈比較，鹵鎢燈特點(diǎn)：（1）體積??；（2）光通量穩(wěn)定。（3）光效率高，20-30

流明/瓦；（4）色溫高，達(dá)

3300K；（5）壽命長(zhǎng)。6、標(biāo)準(zhǔn)照明體、標(biāo)準(zhǔn)光源、A、B、C

標(biāo)準(zhǔn)照明體？標(biāo)準(zhǔn)照明體指特定的光譜功率分布。標(biāo)準(zhǔn)光源指實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)照明體的發(fā)光源。標(biāo)準(zhǔn)照明體

A：溫度為

2856K

的黑體所發(fā)出的光譜標(biāo)準(zhǔn)照明體

B：相關(guān)色溫約為

4874K

的直射陽(yáng)光的光譜標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(jí)。然后受激發(fā)分子返回基態(tài)時(shí)，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(chǎng)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一。加熱陰極以后，部分電子得到足夠能量，克服金屬的逸出功，逸出金屬表面。輝光放電：正離子轟擊是輝光放電的主要方式，即利用高動(dòng)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(diǎn)及放電伏安特性？氣體放電光源的優(yōu)點(diǎn)：（1）可獲得高色溫，不像熱輻射光源色溫受燈絲熔點(diǎn)限制。（2）輻射光譜可選擇性好，只要選擇適當(dāng)?shù)陌l(fā)光材料即可；（3）發(fā)光效率遠(yuǎn)比熱輻射的高；（4）壽命長(zhǎng)，壽命期內(nèi)光通量穩(wěn)定。氣體放電伏安特性：(,T

)3、黑體概念、黑體輻射分布特點(diǎn)？黑體指吸收本領(lǐng)(,T)恒為

1的熱輻射體。黑體輻射性質(zhì)：（1）單峰結(jié)構(gòu)；（2）輻射能量隨溫度增加，存在關(guān)系

Meb(T)=T4；（3）峰值波長(zhǎng)隨溫度升高藍(lán)移，存在關(guān)系mT=a=2898mK。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：如果熱輻射體的光色與溫度為

T

的黑體的光色完全一樣，則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，則稱

T

為該黑體的相關(guān)色溫。5、鹵鎢燈結(jié)構(gòu)、鹵鎢循環(huán)原理及鹵鎢燈特點(diǎn)？在白熾燈中改充鹵素元素氣體，如

Br2，I2等，鹵素與鎢反應(yīng)：Me

(,T

)

f

(,T

)

普適函數(shù)9、直流、低頻和高頻放電燈的穩(wěn)流方式？直流供電用電組穩(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(diǎn)？常見低氣壓燈？低氣壓氣體放電燈：氣壓在101

~

102

乇的氣體光源。其光譜特點(diǎn)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、氪燈、氫弧燈、原子光譜燈等。2、高氣壓氣體放電燈的光譜特點(diǎn)？自吸收效應(yīng)增強(qiáng)？常見高氣壓燈？脈沖氙燈的特點(diǎn)？高氣壓氣體放電光源：氣壓大于一個(gè)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(qiáng)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(qiáng)：在光源中，孤層處于基態(tài)的同類原子較多，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(cè)元素原子濃度越大，自吸收現(xiàn)象越強(qiáng)。會(huì)使發(fā)射光譜強(qiáng)度減弱，形成雙線結(jié)構(gòu)。常見高氣壓燈：高壓汞燈、超高壓汞燈、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈和脈沖氙燈等。脈沖氙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)，使氙燈瞬間放電，電容上的儲(chǔ)能瞬間釋放給氙燈，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(biāo)準(zhǔn)照明體

D（高色溫標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)熒光燈的顯色指數(shù)為

50。定義標(biāo)準(zhǔn)顏色樣品在參照光源和待測(cè)光源照明下的色差為E，待測(cè)光源對(duì)該顏色樣品的顯色指數(shù)稱為特殊顯色指數(shù)，記為

Ri，計(jì)算公式為：Ri

100

4.6E4、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(jí)的原子會(huì)隨機(jī)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(gè)與發(fā)射光子能量相同的光子的作用下，輻射出與作用光子相同狀態(tài)的光子而回到低能態(tài)，這種輻射稱為受激輻射。5、實(shí)現(xiàn)受激輻射放大的必要條件？對(duì)簡(jiǎn)并度為

1，即

g1=g2=1

的原子體系，必須實(shí)現(xiàn)粒子布居數(shù)反轉(zhuǎn)。這是實(shí)現(xiàn)受激輻射放大的必要條件。6、粒子數(shù)反轉(zhuǎn)與能級(jí)結(jié)構(gòu)？二能級(jí)體系不可能實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，至少要三能級(jí)體系，并有一個(gè)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(shí)現(xiàn)。7、光學(xué)正反饋、放大和泵浦閾值？在激光器中通過諧振腔來實(shí)現(xiàn)光學(xué)正反饋。M1

為全反射鏡，M2

為高反射低透射耦合輸出鏡。光在腔內(nèi)往反一次僅輸出一部分，當(dāng)輸出加損耗與增益達(dá)到平衡時(shí)，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？必要條件：至少為三能級(jí)體系，能夠?qū)崿F(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)

。充分條件：光學(xué)正反饋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?？v模指激光器振蕩的一個(gè)頻率或該頻率電磁波在諧振腔內(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?yàn)榧す馄鞯脑鲆嫣撸钥梢酝ㄟ^降低增益或增加損耗實(shí)現(xiàn)單橫模運(yùn)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)具代替通常的耦合輸出鏡，標(biāo)準(zhǔn)具器作窄帶濾光片的作用，可以只讓某一單一縱模運(yùn)轉(zhuǎn)，而抑制其它縱模。3、紅寶石激光器的能級(jí)結(jié)構(gòu)、泵浦方式，工作特性，偏振特性，輸出波長(zhǎng)？能級(jí)結(jié)構(gòu)：

Cr3

三能級(jí)結(jié)構(gòu)泵浦方式：光泵浦，由于吸收峰在藍(lán)、綠區(qū)，用脈沖氙燈泵浦，光譜匹配較好。工作特性：低重復(fù)率使用時(shí)不需要冷卻，自然散熱。較高重復(fù)率使用時(shí)，燈和激光棒都需要水冷。為了提高泵浦效率，通常需要橢圓聚光腔，燈和激光棒分別位于橢圓腔的焦線上。若需大功率，多燈泵浦，可用雙橢圓腔。偏振特性：若激光不是沿光軸方向，則輸出為線偏振，垂直光軸，O

光。o輸出波長(zhǎng)：6943

A4、YAG

激光器的能級(jí)結(jié)構(gòu)、泵浦方式，工作特性，偏振特性，輸出波長(zhǎng)？工作物質(zhì)：YAG=Y3Al5O12+1.0-1.2%Nd2O3(原子百分比)能級(jí)結(jié)構(gòu)：Nd3+的四能級(jí)泵浦方式：吸收光譜在近紅外波段，通常用氪燈泵浦，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(yùn)轉(zhuǎn)，并使用預(yù)燃電路，使氪燈處于點(diǎn)燃裝態(tài)，免去高壓觸發(fā)?？梢匝娱L(zhǎng)燈的壽命。輸出波長(zhǎng)：1.064um5、釹玻璃激光器的能級(jí)結(jié)構(gòu)、泵浦方式，工作特性，偏振特性，輸出波長(zhǎng)？工作物質(zhì)：各向同性玻璃+Nd2O3

（1-5%重量比）能級(jí)結(jié)構(gòu)：Nd3+的四能級(jí)泵浦:氪燈輸出波長(zhǎng):最強(qiáng)輻射

1.0627

微米6、氦-氖激光器的能級(jí)結(jié)構(gòu)，泵浦方式工作特性，偏振特性，輸出波長(zhǎng)？工作物質(zhì)：氦氣（~1

乇）+氖氣（0.1

乇）混合氣體激活介質(zhì):氖原子能級(jí)結(jié)構(gòu):四能級(jí)系統(tǒng)發(fā)射波長(zhǎng):3.39m(a),0.6328

m(b)

1.15

m(c).其中

3.39m

的增益最高，通常用玻璃窗抑制

3.39m發(fā)射或加軸向非均勻磁場(chǎng)。泵浦：氣體輝光放電激勵(lì)，氦原子共振能量轉(zhuǎn)移。第五講1、氦-氖激光器的工作物質(zhì)、增益介質(zhì)、泵浦方式、發(fā)射波長(zhǎng)及其選擇，諧振腔結(jié)構(gòu)，穩(wěn)頻，偏振性？工作物質(zhì)：氦氣（~1

乇）+氖氣（0.1

乇）混合氣體增益介質(zhì):氖原子泵浦方式：氣體輝光放電激勵(lì)，氦原子共振能量轉(zhuǎn)移。發(fā)射波長(zhǎng):3.39m(a),0.6328

m(b)1.15

m(c).其中

3.39m

的增益最高，通常用玻璃窗抑制3.39m

發(fā)射或加軸向非均勻磁場(chǎng)。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室看見的紅光激光器，大多都是氦氖激光器，工作波長(zhǎng)為

632.8

納米諧振腔有三種結(jié)構(gòu)：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結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)：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(dú)立調(diào)節(jié)。特點(diǎn)：輸出線偏振光，功率大，但需要經(jīng)常維護(hù)。發(fā)射波長(zhǎng)，諧振腔結(jié)構(gòu)，3、氬離子激光器的工作物質(zhì)、增益介質(zhì)、泵浦方式，能級(jí)結(jié)構(gòu)，輸出偏振，放電管結(jié)構(gòu)？工作物質(zhì)：惰性氣體氬氣，增益介質(zhì)：氬離子。能級(jí)結(jié)構(gòu)：四能級(jí)，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氬原子電離，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.等離子管結(jié)構(gòu)：由放電管、磁場(chǎng)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則使用氧化鈹陶瓷，但這種材料粉末有毒，加工困難，所以價(jià)格貴。放電管的直徑約

2-6

毫米。軸向磁場(chǎng)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(zhǔn)分子概念，增益介質(zhì)，能級(jí)結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)激光相比的特點(diǎn)，

泵浦方式，發(fā)射波段？所謂準(zhǔn)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(zhǔn)分子，如

Xe2（氙）,KrF（氟化氪）,HgBr（溴化汞）能級(jí)結(jié)構(gòu)：四能級(jí)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(jí)壽命短，要求快速泵浦。輸出波長(zhǎng)：帶寬較寬特點(diǎn)：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(fèi)米能級(jí)，輻射放大條件，必要條件，P-N

結(jié)能帶圖繪制？半內(nèi)腔式He-Ne激光器諧振腔的一個(gè)端鏡與玻璃殼焊接在一起，而另一個(gè)端鏡可自由調(diào)節(jié)。特點(diǎn)：輸出線偏振較好，適合中等功率，維護(hù)較容易。穩(wěn)頻：通?？刂魄坏膸缀伍L(zhǎng)度。腔長(zhǎng)的補(bǔ)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(jí)結(jié)構(gòu)，波長(zhǎng)，諧振腔結(jié)構(gòu)？工作物質(zhì)：CO2：N2：He=3:2:5

的混合氣體，總壓強(qiáng)

10

乇增益介質(zhì)：CO2能級(jí)結(jié)構(gòu)：四能級(jí)波長(zhǎng)

10.61

m泵浦方式：縱向激勵(lì)：電場(chǎng)方向平行于光束方向，適用于中小功率；橫向激勵(lì)：電場(chǎng)方向垂直于光束方向，適用于高氣壓（400

乇）大功率諧振腔結(jié)構(gòu)：內(nèi)腔式：適用于小型或波導(dǎo)型。半內(nèi)腔式：適用于中等功率。外腔型：適用于大功率。無論哪種腔結(jié)構(gòu)，端鏡均鍍金反射膜。固體中由于大量原子緊密結(jié)合，使得單原子的能級(jí)分裂為寬的能帶，能帶由相距很小的精細(xì)能級(jí)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(xì)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(shí)在不行了，找一找光纖通訊課本，談到LED

和

LD

都會(huì)講一講的）P

型摻雜：用低價(jià)元素?fù)诫s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(fèi)米能級(jí)降低。N

型摻雜：用高價(jià)元素?fù)诫s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(fèi)米能級(jí)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(dāng)

P

型和

N

型半導(dǎo)體接觸時(shí)，P

型半導(dǎo)體中的空穴就會(huì)向

N

型中擴(kuò)散，而

N

型半導(dǎo)體中的電子向P

型中擴(kuò)散，結(jié)果是

P

型端帶負(fù)電，而

N型端帶正電。因而會(huì)形成內(nèi)建電場(chǎng)，內(nèi)建電場(chǎng)的方向從

N

型端指向

P

型端，從而又阻止電子和空穴的擴(kuò)散。最后，依靠電子和空穴濃度梯度的擴(kuò)散和內(nèi)建電場(chǎng)的電作用達(dá)到平衡，在接觸面附近形成一個(gè)耗盡層，即

p-n

結(jié)。指絕對(duì)零度時(shí)全滿電子態(tài)與全空電子態(tài)的能量分界面?；蚪^對(duì)零度時(shí)電子占據(jù)的最高能態(tài)的能量，用符號(hào)

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(jí)系統(tǒng)，重?fù)诫s，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(diǎn)，同質(zhì)、單異質(zhì)和雙異質(zhì)

P-N

結(jié)激光器的特點(diǎn)？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(diǎn)：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)結(jié)構(gòu)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(diǎn)。3、重?fù)诫s，為何需要重?fù)诫s，產(chǎn)生受激輻射放大的必要條件、充分條件？重?fù)诫s：由于費(fèi)米能級(jí)隨摻雜濃度而變化，所以使用重?fù)诫s使

P

型半導(dǎo)體的費(fèi)米能級(jí)進(jìn)入價(jià)帶，而使

N

型半導(dǎo)體的費(fèi)米能級(jí)進(jìn)入導(dǎo)帶，這樣在

p-n

結(jié)耗盡層中就形成等價(jià)的四能級(jí)結(jié)構(gòu)必要條件：重?fù)诫s，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(gè)概念，存疑。希望各位指點(diǎn)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(diǎn)，同質(zhì)、單異質(zhì)和雙異質(zhì)

P-N結(jié)激光器的性能比較？能帶圖如下：明確的半導(dǎo)體激光器的特點(diǎn)我沒找到。請(qǐng)各位大俠出手相助。同質(zhì)結(jié)激光器的特點(diǎn)：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)結(jié)構(gòu)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(lán)寶石激光器的工作物質(zhì)、增益介質(zhì)，能級(jí)結(jié)構(gòu)，增益線寬，泵浦方式，非線性效應(yīng)，諧振腔結(jié)構(gòu)？工作物質(zhì)：Al2O3+Ti2O3(~5%)，激活介質(zhì)：Ti3+能級(jí)結(jié)構(gòu)：四能級(jí)系統(tǒng)泵浦方式：光激發(fā)，通常用激光激發(fā)輸出波長(zhǎng)：700-1100nm

連續(xù)可調(diào)。摻鈦藍(lán)寶石具有很強(qiáng)的三階非線性，利用這一特性可以實(shí)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(shí)現(xiàn)鎖模運(yùn)轉(zhuǎn)。由于自相位調(diào)節(jié)是一種非線性效應(yīng)，需要強(qiáng)的光功率密度，所以鈦寶石激光諧振強(qiáng)設(shè)計(jì)中要考慮提高寶石棒中的光功率密度，需要加一對(duì)聚焦亞腔，使激光聚焦通過鈦寶石棒，獲得強(qiáng)的光功率密度，進(jìn)而強(qiáng)的自相位調(diào)節(jié)。3、激光器

Q

值定義，機(jī)械調(diào)

Q

的特點(diǎn)，常見結(jié)構(gòu)，加速原理？Q指諧振腔的品質(zhì)因素，它定義為腔內(nèi)存儲(chǔ)的能量與每秒中損耗的能量之比0

Q

2v

W機(jī)械調(diào)

Q

特點(diǎn)：將全反射鏡替換為一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的棱鏡。轉(zhuǎn)鏡調(diào)

Q

屬慢開關(guān)型，機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)引起振動(dòng)，開關(guān)時(shí)間通常在百納秒量級(jí)。結(jié)構(gòu)可以參考老師的

ppt，比較簡(jiǎn)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(jì)考到的概率很小，具體方法參看

PPT第八章1、機(jī)械調(diào)

Q

的原理，最佳轉(zhuǎn)速，開關(guān)角，轉(zhuǎn)鏡加速原理？機(jī)械調(diào)

Q

激光器結(jié)構(gòu)如圖所示，它是將全反射鏡替換為一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的棱鏡。設(shè)直角棱鏡的角平分線與激光束的交角為，則損耗率~曲線隨棱鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)方式而變化。PEcEvEFNEc EV當(dāng)棱鏡沿

x

軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就可以靈敏地調(diào)節(jié)諧振腔的損耗率，因?yàn)樽兓莒`敏地破壞諧振條件，開關(guān)角小，能獲得窄脈沖。最佳轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速越快，開關(guān)時(shí)間越短，脈沖越短，然而，峰功率為脈沖能量與時(shí)間之比，轉(zhuǎn)速太快，可能脈沖能量太低，峰功率也低。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(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速約

3000

轉(zhuǎn)/分，開關(guān)時(shí)間約為

100ns，這離最佳轉(zhuǎn)速還有一定的距離。再提高電機(jī)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)的典型結(jié)構(gòu)，工作過程，升壓式，降壓式電光Q

開關(guān)的優(yōu)缺點(diǎn)，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，達(dá)到控制諧振腔的損耗目的。電光調(diào)制器的典型結(jié)構(gòu)是用電光晶體制造的一個(gè)電壓控制的

1/4

或

1/2

波片。控制通過它的光束的偏振態(tài)的變化。電光

Q

開關(guān)的工作過程是當(dāng)入射光束被分解為

o

光和

e

光后，經(jīng)過電光晶體時(shí)，若電光晶體突然退壓，則光線方向偏離原來入射方向，Q

值突然增加，由此達(dá)到調(diào)

Q

目的。退壓

Q

開關(guān)的缺點(diǎn)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(chǎng)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)的比較？脈沖透射式

Q

開關(guān)（PTM）又稱腔倒空。發(fā)展腔倒空技術(shù)是為了進(jìn)一步壓縮

Q

開關(guān)脈沖和輸出更高的脈沖能量?？梢詫⑶粌?nèi)全部能量在一個(gè)振蕩周期內(nèi)倒出，提高脈沖峰功率一個(gè)數(shù)量級(jí)。激光是在高

Q

狀態(tài)振蕩輸出的，至少要振蕩幾個(gè)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%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(diǎn)，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(diǎn)。聲光調(diào)Q

的優(yōu)點(diǎn)？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(shí)會(huì)引起介質(zhì)的密度隨聲波周期性變化，進(jìn)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(huì)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(jì)成行波型和駐波型兩種結(jié)構(gòu)。行波型即超聲波沿光柵單方向傳播，而駐波型則可以看作沿兩個(gè)相反方向傳播的超聲波在光柵上的疊加。駐波型的驅(qū)動(dòng)功率比行波型低，但駐波超聲場(chǎng)在聲光介質(zhì)中不易迅速消除，因而開關(guān)時(shí)間較長(zhǎng)，故實(shí)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(duì)光的衍射實(shí)現(xiàn)諧振腔的

Q

值調(diào)節(jié)的。拉曼奈斯衍射是多級(jí)衍射，每一級(jí)的衍射效率低；布拉格衍射僅有正或負(fù)一級(jí)衍射，衍射效率比較高。聲光調(diào)

Q

的優(yōu)點(diǎn)：易于實(shí)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

)

最大值為

50%，當(dāng)=50%2、染料調(diào)

Q

的原理，優(yōu)缺點(diǎn)？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(shí)現(xiàn)調(diào)

Q。在光強(qiáng)強(qiáng)度比較低時(shí)，染料對(duì)激光的吸收大于損耗，激光不振蕩，處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)積累階段。當(dāng)積累到增益大于損耗時(shí)，脈沖開始振蕩，在振蕩過程中，由于脈沖前后沿的強(qiáng)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(diǎn):Q

開關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(diǎn):產(chǎn)生

Q脈沖的時(shí)刻有一定的隨機(jī)性,不能人為控制;染料易變質(zhì),需經(jīng)常更換.機(jī)械，聲光，電光調(diào)

Q

屬于主動(dòng)調(diào)

Q，染料調(diào)

Q

屬于被動(dòng)調(diào)

Q3、調(diào)

Q

技術(shù)的分類，主、被動(dòng)型？常見的調(diào)

Q

技術(shù)包括機(jī)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(dòng)調(diào)

Q

技術(shù)，而染料調(diào)Q

屬被動(dòng)調(diào)

Q。4、何謂鎖模？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(shí)質(zhì)上就是鎖各個(gè)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(dòng)、被動(dòng)和自鎖三種。主動(dòng)鎖模包括損耗調(diào)制和位相調(diào)制。染料鎖模是被動(dòng)鎖模的一種。能實(shí)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N鎖模脈沖寬度為m q m2

1 2

，其中

N

為允許起振的縱模的個(gè)數(shù)，調(diào)制脈沖周期為T

。2 20

0

c

cc m c 2 c m c 2其峰功率為未鎖模時(shí)的

N

倍。脈沖的間隔時(shí)間為

2L/C，為脈沖在諧振腔來回一次的時(shí)間，脈沖的重復(fù)率即為脈沖的間隔時(shí)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)

T0

T

sin(mt

2

)未受調(diào)制的電場(chǎng)表示為

E(t)

E0

sin(tc

c

)則經(jīng)過調(diào)制后，可以表示為e(t)

E(t)T

(t)

E0[T0

T

sin(mt

2

)]sin(tc

)c

E0T0

[1

m

sin(mt

2

)]sin(tc

c

)

E

T

sin(t

)

mE0T0

sin[(

)t

]

mE0T0

sin[(

)t

]上式表明，正弦調(diào)幅波可以用頻率分別為0，0-m，0+m

的三個(gè)平面波的迭加合成。由于這三個(gè)平面波位相相同，所以它們相干疊加可以輸出一個(gè)巨脈沖。相位調(diào)制是指激光的初始相位受到調(diào)制信號(hào)的調(diào)制而隨信號(hào)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(dòng)過程？位相調(diào)制是指激光的初始相位受到調(diào)制信號(hào)的調(diào)制而隨信號(hào)變化。設(shè)初始相位0

受到一相位增量調(diào)制：m

(t)

msint則相位調(diào)制信號(hào)為e(t)

A0cos[0t

(0

m(t)]

A0cos[0t

(0

msinmt)]

A0cos[0t

msinmt0

)]該式可以用貝塞爾函數(shù)展開成多級(jí)，若

m

<<1，則最后可以簡(jiǎn)化為0 0 02 20 m 0 0 m 0e(t)

Acos(

t)

A0m

cos[(

)t)]

A0m

cos[(

)t

)]上式類似于調(diào)頻的結(jié)果，弱調(diào)相只產(chǎn)生一級(jí)上下邊頻，強(qiáng)調(diào)相可產(chǎn)生多級(jí)高階上下邊頻。鎖模啟動(dòng)的過程即：當(dāng)強(qiáng)激光受到調(diào)制時(shí)，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)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(dòng)放在共振腔內(nèi)的那只主動(dòng)調(diào)制器工作，同時(shí)讓最靠近增益峰值頻率

vm

的模開始激光振蕩．受調(diào)制器的作用，這個(gè)模的電磁場(chǎng)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(dòng)頻率

fi

等于兩個(gè)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(zhǎng)），那么，vm

帶將通過兩個(gè)邊帶的“搭橋”與和它相鄰近的兩個(gè)模發(fā)生耦合，三者建立了振蕩相位關(guān)系．當(dāng)頻率

vm±fi

的邊帶通過調(diào)制器時(shí)，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(shí)已被鎖定，激光器進(jìn)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(yuǎn)離端鏡的位置行否？鎖模實(shí)質(zhì)上就是鎖各個(gè)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(hào)的時(shí)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(yuǎn)離端鏡，假設(shè)放在諧振腔中部，則相當(dāng)于每次光要走到中部才能受到激勵(lì)，這是受到激勵(lì)的頻率就不是

c/2l

而變成了

c/l3、染料被動(dòng)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缘乩斫鉃橹芷谛該p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(gè)階段。線性吸收階段。此階段主要是增益積累。非線性吸收階段。高增益模開始振蕩，受到染料的調(diào)制。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(jìn)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(dāng)強(qiáng)的激光通過時(shí)，就會(huì)引起增益介質(zhì)的折射率變化:n(I

)

n0

n2I進(jìn)而調(diào)制激光的相位2

2nL

2Ln

I這種由光脈沖強(qiáng)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(huì)引起頻譜展寬，展寬量為：

d

2Ln

dIdt

2

dt所以，自相位調(diào)制使光波的頻譜展寬為一個(gè)連續(xù)帶，而連續(xù)帶中僅有與諧振腔允許的縱模頻率相同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，dI/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(jìn)而更大dI/dt，這種正反饋過程繼續(xù)，直至達(dá)到一個(gè)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(qiáng)度調(diào)制？?jī)?nèi)調(diào)制：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(gè)參數(shù)隨調(diào)制信號(hào)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(gè)參數(shù)，使其隨調(diào)制信號(hào)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(qiáng)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(qiáng)度調(diào)制即使激光束的偏振電場(chǎng)振幅，頻率，相位，強(qiáng)度隨調(diào)制信號(hào)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(hào)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(duì)連續(xù)信號(hào)的采樣頻率大于被采樣信號(hào)帶寬的

2

倍，就可以根據(jù)采樣脈沖系列恢復(fù)連續(xù)信號(hào)?；谶@一原理，沒有必要傳輸連續(xù)信號(hào)的所有信息，所以發(fā)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(hào)轉(zhuǎn)換為某一字長(zhǎng)的數(shù)字信號(hào)。然后再逐位調(diào)制光載波的某個(gè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)信息光傳輸。顯然，PCM

中的每個(gè)脈沖只代表一數(shù)字化信號(hào)中的一個(gè)位，而一個(gè)位可能為

0

或

1，所以只要用“強(qiáng)”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(shí)際意義，這就是

PCM

能抗噪聲干擾的原因。然而，PCM的強(qiáng)抗干擾能力是以犧牲傳輸速率為代價(jià)的。例如

A/D

為

8

位，那么就要8

個(gè)脈沖才能代表一個(gè)狀態(tài)。同樣傳輸帶寬的有效數(shù)據(jù)傳輸速率就只有模擬傳輸?shù)?/p>

1/8，或者反過來，要保持兩者相同的有效數(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(qiáng)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(diǎn)，缺點(diǎn)？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(gè)參數(shù)隨信號(hào)變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)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，接受者就不能區(qū)分這種變化是信號(hào)或是噪聲，所以，模擬調(diào)制的抗干擾能力差。為此，發(fā)展脈沖編碼調(diào)制技術(shù)，它是數(shù)字調(diào)制。具有強(qiáng)的抗噪聲干擾能力。但是，它的強(qiáng)抗干擾能力是以犧牲傳輸速率為代價(jià)的。4、雙折射現(xiàn)象、主平面、主截面？O、e

光的偏振態(tài)？雙折射現(xiàn)象：當(dāng)一束光折射進(jìn)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

o

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(chǎng)矢量

E

之間通過電介張量聯(lián)系起來，即：D

[ji

]E通過選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系

XYZ，可以實(shí)現(xiàn)電介張量[ij]的對(duì)角化，即ji

i

(i)(i

j)1 2 31

0(i

j)稱這樣的

XYZ

坐標(biāo)軸為介電主軸。在介電主軸坐標(biāo)系中，光率體為一橢球，橢球方程為：x2

y2

z2

因c上式即為在主坐標(biāo)系中的雙折射晶體的折射率橢球方程。nx，ny，

nz

分別為沿

X，Y，Z

方向的主折射率。雙折射晶體中，任一波矢量對(duì)應(yīng)兩個(gè)相互正交偏振的電位移分量

D1

和

D2，過折射率橢球中心做與垂直的平面，此平面與橢球相交形成一橢圓，則、D1

與

D2

分別平行于相交橢圓的長(zhǎng)、短軸方向。、沿

D1

和

D2

偏振的兩個(gè)分量的折射率分別等于對(duì)應(yīng)的橢圓主軸的半長(zhǎng)度。6、線性電光效應(yīng)及其計(jì)算？線性電光效應(yīng)指晶體的折射率隨外加電場(chǎng)一階變化的效應(yīng)。計(jì)算見下題第十二章1、線性電光效應(yīng)的計(jì)算，電光調(diào)制器設(shè)計(jì)，半波電壓、1/4

波長(zhǎng)電壓，縱、橫向電光調(diào)制？線性電光效應(yīng)的計(jì)算：a

首先先確定折射率橢球的表達(dá)式b

然后確定該晶體的電光張量和外加電場(chǎng)情況c

然后寫出在主軸坐標(biāo)系下，外加電場(chǎng)下的折射率橢球方程d

合并同類項(xiàng)，再將新的折射率橢球方程寫成未加電場(chǎng)時(shí)的折射率橢球的形式，從而導(dǎo)出新的折射率表達(dá)式e

根據(jù)題目給定的電場(chǎng)方向，求出位相差，進(jìn)而可得半波電壓。電光調(diào)制器的設(shè)計(jì)調(diào)制應(yīng)該隨外電場(chǎng)的變化比較明顯，一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。半波電壓即與光波傳播方向垂直的兩個(gè)偏振態(tài)產(chǎn)生的相位差為時(shí)所對(duì)應(yīng)的電壓1/4

波長(zhǎng)電壓即與光波傳播方向垂直的兩個(gè)偏振態(tài)產(chǎn)生的相位差為/2

時(shí)所對(duì)應(yīng)的電壓縱，橫向電光調(diào)制即當(dāng)光波傳播方向與加電壓的方向一致時(shí)為縱向調(diào)制，垂直時(shí)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(qiáng)度、相位調(diào)制器？線性工作點(diǎn)的設(shè)置？強(qiáng)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(duì)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(qiáng)的大小，至此達(dá)到了強(qiáng)度調(diào)制。而相位調(diào)制器則只有起偏器，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)制正比于偏振方向的光的折射率的變化。4、電光調(diào)制器的渡越時(shí)間和帶寬，高頻電光調(diào)制的阻抗匹配？電光調(diào)制器的度越時(shí)間是指光通過晶體所需要的時(shí)間，調(diào)制器的最高工作頻率為

，4nl其帶寬的量級(jí)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(gè)電容和電阻的并聯(lián)，

其阻抗為2

n

1，所以，光率體可寫為：

x y zn2 n2 n2x2 y2 z212C

2

R2R 1CZ

。當(dāng)頻率為高頻時(shí)，其阻抗值近似為

Z

，小于信號(hào)源內(nèi)阻，則大部

分

功

率

將

消

耗

在

無

用

的

地

方

。

因

此

需

要

并

聯(lián)

一

個(gè)

電

感

L

，

其

阻

抗

變

為R22

L212C

2R2R 12CZ

，取

L

時(shí)，阻抗最大，從而調(diào)制功率能有效的加載到晶體上。第十三章1、行波調(diào)制器結(jié)構(gòu)，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(chǎng)沿電極傳播，盡量與光波的傳播匹配，這樣就不會(huì)受到c度越時(shí)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4nl(1

c

/

ncm

)，為非行波型的1(1

c

/

ncm

)倍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(shí)，將造成折射率的分布隨聲波的強(qiáng)度變化。當(dāng)光照射在介質(zhì)上時(shí)就會(huì)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(jìn)行行波調(diào)制，衍射光的強(qiáng)度極大值隨時(shí)間變化；而駐波型可以分解為兩個(gè)相反方向的行波的疊加，衍射光強(qiáng)極大值不隨時(shí)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(dāng)光柵厚度較薄時(shí)，一般發(fā)生拉曼奈斯衍射，即聲光衍射是多級(jí)的；而當(dāng)光柵較厚時(shí)，滿足布拉格衍射條件則發(fā)生布拉格衍射，即聲光衍射僅有正或負(fù)一級(jí)。他們主要通過參數(shù)

G

和

L0s f2L2

cos02來區(qū)分，其中G

，L

s當(dāng) G≤時(shí)，為拉曼-奈斯衍射當(dāng) G≥4時(shí)，為布拉格衍射若

G處于兩值之間，則屬于混合型，既有拉曼衍射，又有布拉格衍射。當(dāng)

L≤

L0

/2，為拉曼奈斯衍射當(dāng)

L≥2

L0

，為布拉格衍射若

L

處于兩值之間，則屬于混合型，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(diǎn)，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(chǎng)作用，產(chǎn)生塞曼分裂，使得原來簡(jiǎn)并的能級(jí)分裂。自旋分裂后，材料的消光系數(shù)對(duì)左右旋圓偏振光的吸收峰分裂，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(dāng)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(gè)偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的線偏振光。磁光旋光的特點(diǎn)是偏振面旋轉(zhuǎn)方向與光傳播方向無關(guān)，只與磁場(chǎng)強(qiáng)度方向有關(guān)。磁場(chǎng)方向不變時(shí)，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(jī)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)，能達(dá)到偏轉(zhuǎn)軌跡上的任何點(diǎn)，主要用于顯示技術(shù)。數(shù)字偏轉(zhuǎn)即：光束只能到達(dá)偏轉(zhuǎn)軌跡上的某些離散點(diǎn)，主要用于光存儲(chǔ)。2、機(jī)械偏轉(zhuǎn)技術(shù)的原理、特點(diǎn)？機(jī)械偏轉(zhuǎn)利用反射鏡或棱鏡等光學(xué)元件的旋轉(zhuǎn)或振動(dòng)，改變反射光或折射光的方向而實(shí)現(xiàn)光束偏轉(zhuǎn)。它的優(yōu)點(diǎn)是偏轉(zhuǎn)角大，光譜范圍寬，光損耗小，溫度影響??；其缺點(diǎn)為掃描速度慢。3、電光偏轉(zhuǎn)技術(shù)的原理、特點(diǎn)？典型模擬和數(shù)字偏轉(zhuǎn)期結(jié)構(gòu)？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)制器的幾何結(jié)構(gòu)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(shí)，光線為

o

光，在經(jīng)過檢偏器時(shí)不發(fā)生彎曲；在調(diào)制器上加電壓時(shí)，光線為

e光，經(jīng)過檢偏器時(shí)發(fā)生彎曲，從而達(dá)到了通過加電壓與否控制光束位置的

0,1

狀態(tài)的效果。4、聲光偏轉(zhuǎn)技術(shù)的原理、特點(diǎn)？