光电子技术课后习题

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1、习题11.设在半径为Rc的圆盘中心法线上，距盘圆中心为l0处有一个辐射强度为Ie的点源S，如图所示。试计算该点源发射到盘圆的辐射功率。l0SRc第1题图，LeDAsDAcl0qsqc第2题图2.如图所示，设小面源的面积为DAs，辐射亮度为Le，面源法线与l0的夹角为qs；被照面的面积为DAc，到面源DAs的距离为l0。若qc为辐射在被照面DAc的入射角，试计算小面源在DAc上产生的辐射照度。用定义和求解。4.霓虹灯发的光是热辐射吗？不是热辐射。6.从黑体辐射曲线图可以看出，不同温度下的黑体辐射曲线的极大值处的波长

2、lm随温度T的升高而减小。试由普朗克热辐射公式导出。这一关系式称为维恩位移定律，其中常数为2.898´10-3m·K。普朗克热辐射公式求一阶导数，令其等于0，即可求的。9.常用的彩色胶卷一般分为日光型和灯光型。你知道这是按什么区分的吗？按色温区分。习题21.何为大气窗口，试分析光谱位于大气窗口内的光辐射的大气衰减因素。对某些特定的波长，大气呈现出极为强烈的吸收。光波几乎无法通过。根据大气的这种选择吸收特性，一般把近红外区分成八个区段，将透过率较高的波段称为大气窗口。2.何为大气湍流效应，大气湍流对光束的传播产生哪

3、些影响？是一种无规则的漩涡流动，流体质点的运动轨迹十分复杂，既有横向运动，又有纵向运动，空间每一点的运动速度围绕某一平均值随机起伏。这种湍流状态将使激光辐射在传播过程中随机地改变其光波参量，使光束质量受到严重影响，出现所谓光束截面内的强度闪烁、光束的弯曲和漂移（亦称方向抖动）、光束弥散畸变以及空间相干性退化等现象，统称为大气湍流效应。5.何为电光晶体的半波电压？半波电压由晶体的那些参数决定？当光波的两个垂直分量Ex¢，Ey¢的光程差为半个波长（相应的相位差为p）时所需要加的电压，称为半波电压。7.若取vs=616

4、m/s，n=2.35，fs=10MHz，l0=0.6328mm，试估算发生拉曼-纳斯衍射所允许的最大晶体长度Lmax=?由公式计算。10.一束线偏振光经过长L=25cm，直径D=1cm的实心玻璃，玻璃外绕N=250匝导线，通有电流I=5A。取韦尔德常数为V=0.25´10-5（¢）/cm·T，试计算光的旋转角q。由公式和计算。11.概括光纤弱导条件的意义。从理论上讲，光纤的弱导特性是光纤与微波圆波导之间的重要差别之一。实际使用的光纤，特别是单模光纤，其掺杂浓度都很小，使纤芯和包层只有很小的折射率差。所以弱导的基本

5、含义是指很小的折射率差就能构成良好的光纤波导结构，而且为制造提供了很大的方便。15.光波水下传输有那些特殊问题？主要是设法克服这种后向散射的影响。措施如下：⑴适当地选择滤光片和检偏器，以分辨无规则偏振的后向散射和有规则偏振的目标反射。⑵尽可能的分开发射光源和接收器。⑶采用如图2-28所示的距离选通技术。当光源发射的光脉冲朝向目标传播时，接收器的快门关闭，这时朝向接收器的连续后向散射光便无法进入接收器。当水下目标反射的光脉冲信号返回到接收器时，接收器的快门突然打开并记录接收到的目标信息。这样就能有效的克服水下后向散

6、射的影响。习题31.一纵向运用的KDP电光调制器，长为2cm，折射率n=2.5，工作频率为1000kHz。试求此时光在晶体中的渡越时间及引起的相位延迟。渡越时间为：td=nL/c相位延迟因子：2.在电光调制器中，为了得到线性调制，在调制器中插入一个l/4波片，波片的的轴向如何设置最好？若旋转l/4波片，它所提供的直流偏置有何变化？其快慢轴与晶体的主轴x成45°角，从而使和两个分量之间产生p/2的固定相位差。7.用PbMoO4晶体做成一个声光扫描器，取n=2.48，M2=37.75´10-15s3/kg，换能器宽度

7、H=0.5mm。声波沿光轴方向传播，声频fs=150MHz，声速vs=3.99´105cm/s，光束宽度d=0.85cm，光波长l=0.5mm。⑴证明此扫描器只能产生正常布喇格衍射；⑵为获得100%的衍射效率，声功Ps率应为多大？⑶若布喇格带宽Df=125MHz，衍射效率降低多少？⑷求可分辨点数N。⑴由公式证明不是拉曼-纳斯衍射。⑵，⑶若布喇格带宽Df=125MHz，衍射效率降低多少？，⑷用公式和计算。习题44.1比较光子探测器和光热探测器在作用机理、性能及应用特点等方面的差异。答：光子效应是指单个光子的性质对产

8、生的光电子起直接作用的一类光电效应。探测器吸收光子后，直接引起原子或分子的内部电子状态的改变。光子能量的大小，直接影响内部电子状态改变的大小。因为，光子能量是h，h是普朗克常数,是光波频率，所以，光子效应就对光波频率表现出选择性，在光子直接与电子相互作用的情况下，其响应速度一般比较快。光热效应和光子效应完全不同。探测元件吸收光辐射能量后，并不直接引起内部电子状态的改变，而