答案整理：光与现代科技讲座2015

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1、1.什么是光？光波的频率和波长范围是多少？可见光的波长范围是什么？什么是电磁波波谱？光是电磁波谱中波长范围为1nm~1mm或者频率在3*1011Hz~3*1017Hz范围的电磁辐射，是能量与信息的载体。可见光是波长为380nm~780nm的电磁辐射真空中各种电磁波具有相同传播速度。将各种电磁波按照频率或波长的大小顺序排列起来，就形成了电磁波波谱。1．什么是激光？其特点是什么？激光是受激辐射的光放大，是利用物质受激辐射原理和光放大过程产生出来的一种特殊光。1.方向性好它发射出去的光，基本上是一条直的平行光束。2.单色性好激光的颜色极纯3.高强度和高亮度激光是当代最亮的光源，光功率极高

2、，能产生很高的温度4.相干性好、偏振性好激光即便从各点发出的光，也如同从一个点发出的光一样，具有相同的频率、相位和振动方向。2．什么是自发辐射？受激辐射？受激吸收？他们分别与何器件相对应？自发辐射：电子自发地透过释放光子从高能阶跃迁到较低能阶受激辐射：光子射入物质诱发电子从高能阶跃迁到低能阶，并释放光子。受激吸收:处于低能级的原子（El），受到外来光子的激励下，在满足能量恰好等于低、高两能级之差（△E）时，该原子就吸收这部分能量，跃迁到高能级自发辐射——受激辐射——半导体激光器受激吸收——光电检测器3．激光器由那三个部分组成？简述其工作原理。（1）工作物质（2）泵浦源（3）谐振腔泵

3、浦源，用一定的方法去激励原子体系，使具有一定的能级结构的工作物质出现粒子数反转，谐振腔实现产生和维持光振荡，确定激光方向，选频，选偏振。5.激光器如何分类的？（按工作物质）固体、气体、半导体、化学、染料等激光器1.光纤由那几层构成，各层的主要作用是什么？1）纤芯，光信号的传输2）包层，限制光信号溢出3）一次涂敷层（预涂层），保护光纤增加韧性4）缓冲层，减少对光纤的压力5）二次涂敷层（套塑层），加强光纤的机械强度2.光纤是怎样分类的？（按折射率分布、按波长）按材料可分为：石英系光纤、多组份玻璃光纤、塑料光纤、氟化物光纤、液芯光纤、掺杂光纤，如掺铒光纤。按照光纤横截面上折射率分布特征分

4、为：阶跃型光纤、渐变型光纤、W型光纤按光纤内的导模数分：多模光纤、单模光纤。按套塑的情况分：松套、紧套按工作波长分：短波长光纤：0.8～0.9µm；长波长光纤：1.0～1.7µm；超长波长光纤：>2µm按用途分类：通信光纤、非通信光纤6.光纤损耗产生的原因是什么？1、吸收：材料固有吸收紫外吸收，红外吸收原子缺陷吸收杂质吸收氢氧根离子吸收，过渡金属离子吸收2、散射：瑞利散射光纤结构不完善散射非线性效应散射3、弯曲损耗9.光缆按缆芯特征、敷设方式、缆芯芯数是怎样分类的？按缆芯特征分：层绞式，束管式，叠带式，骨架式按敷设方式分：管道式，直埋式，架空，水底光缆，局内光缆缆芯芯数：单芯，多芯

5、：2、4、6、8、12、…10.什么是光纤传感器？利用光导纤维的传光特性，把被测量转换为光特性(强度、相位、偏振态、频率、波长)改变的传感器。12.光纤图像传感器（内窥镜）由哪几部分组成？简述其工作原理。由物镜、传像束、传光束、目镜或图像显示器组成。光源发出的光通过传光束照射到待观测物体上，再由物镜对待观测物体成像，经传像束把待观测物体的各个像素传送到目镜或图像显示设备上，观察者便可对该图像进行分析处理。13.图像传感器主要功能是什么？图像传感器的功能是把光学图像转换为电信号1、激光对生物体的作用有那几个方面?激光用于生物及医学上有什么优点?试举例予以说明。光热作用、光音响（压电）

6、作用、光化学作用(1)一般情况下，激光治疗和测定对生物体的损害较少，与X射线相比，激光对生物体一般是无侵袭或低侵袭的。对生物体存在某种伤害可能的叫做有侵袭。(2)利用激光在大气中直线传播的特点，可非接触地对生物体作用，也可以利用光纤导入到生物体内部进行治疗。(3)激光的高聚光性能使微观的治疗和高空间分辨力的测定成为可能。6、试简述光动力学治疗的原理。光动力学治疗的优点是什么?某些光敏感性物质具有肿瘤亲和性，容易聚留在生物体内的肿瘤处。癌症患者静脉注射了这种光敏感性物质，经一定时间后，就可显示出病变部位，再照射激光，可以有选择地破坏癌细胞，1）创伤小　避免手术造成的创伤和痛苦。2）毒

7、性低微进入组织的光动力药物，只有达到一定浓度并受到足量光辐照，才会引发光毒反应杀伤病灶细胞3）选择性好光动力治疗的主要攻击目标是光照区的病变组织4）可重复治疗　病变细胞如HPV感染的细胞、癌细胞对光敏药物无耐药性，病人也不会因多次光动力治疗而增加毒性反应，因此可以重复治疗1.激光在军事上的主要应用是什么？举例说明。激光测距；激光雷达；激光制导和导航；光电对抗4.制导控制系统是如何分类的？制导控制系统通常可分为自主制导系统、非自主制导系统和复合制导系统。5.什么是惯性制