激光技术蓝信巨.doc

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1、第一章作业（激光技术••蓝信鉅，66页）答案2.在电光调制器屮，为了得到线性调制，在调制器屮插入一个1/4波片，（1）它的轴向应如何设置为佳?（2）若旋转1/4波片，它所提供的育流偏置有何变化？答：（1）•其快、慢轴与晶体主轴x轴成45°角（即快、慢轴分别与疋、y，轴平行）。此时，它所提供的直流偏置相当于在电光晶体上附加了一个V“4的固定偏压（&・和耳•的附加位相差为90°）；使得调制器在透过率T=50%的丁•作点上。（2）.若旋转1/4波片，会导致盼和Ey的附加位相差不再是90°；因而它所提供的直流偏置也不再是V1/4o当然调制器的工作点也偏离了透过率*50%的位置。3.为了降低电

2、光调制器的半波电压，采用4块z切割的KDP晶体连接（光路串联、电路并联）成纵向串联式结构。试问：⑴为了使4块晶体的电光效应逐块叠加，各晶体的x和y轴取向应如何？（2）若＞0.628pim,no=1.51,y63=23.6xl0~12m/V,计算其半波电压，并与单块晶体调制器比较Z。解：（1）为了使晶体对入射的偏振光的两个分量的相位延迟皆有相同的符号，则把晶体x和y轴逐块旋转90安置,z轴方向一致（如下图）,（2）.四块晶体叠加后，每块品体的电压为:2=966v1w1A10.628x1O'64Vr^X^=4X2xl.5Px23.6xl0-2而单块晶体得半波电爪为:=3864vV_2_0

3、.628x10'

4、一211抚3一2x1.59x23.6x10-2与前者相差4倍。4.试设计一种实验装置，如何检验出入射光的偏振态（线偏光、椭圆偏光和H然光），并指出是根据什么现象？如杲一个纵向电光调制器没有起偏器，入射的自然光能否得到光强调制?为什么？解：（1）实验装置：偏振片和白色屏幕。a.在光路上放置偏振片和白色屏幕，转动偏振片一周，假如有两次消光现彖，则为线偏振光。b.在光路上放置偏振片和白色屏幕，转动偏振片一周，假如光强有两次强弱变化（但无消光现象发生）；则为椭圆偏振光。c.在光路上放置偏振片和白色屏幕，转动偏振片一周，假如光强没有变化；则为自然光（或圆偏振光）。区分二者也不

5、难，只需在偏振片前放置一个四分Z—波片（可使圆偏振光变为线偏振光，可出现a的现象）即可。（这里自然光却不能变成线侃振光）（2）白然光得不到调制。原因是H然光没有固定的偏振方向，当它通过电光晶体后没有固定的位相差;因而不能进行调制。第2章作业（激光技术••蓝信鉅，103页）1.说明利用调Q技术获得高峰值功率巨脉冲的原理，并简单说明调Q脉冲形成过程屮各参量随时间的变化。答：(1)利用调Q技术获得高峰值功率巨脉冲的原理：因为激光物质上能级最大粒子反转数受到激光器阈值的限制，为使丄能级积累大量的粒子，就可以在激光器开始泵浦初期，设法将激光器的阈值调的很高，抑制激光振荡的产牛，使激光上能级的反

6、转粒子数大量积累，当粒子数达到最大吋，然后突然调低阈值，这样，积累在上能级的粒子便雪崩式的跃迁到低能级，在极短的时间内将能量释放出来，就获得峰值功率极咼的口-脉冲。(2)脉冲形成过程小各参量随时间的变化：以腔内损耗突变时记为t=0,在此之前只是准备了初始粒子数密度「0时，泵浦功率将耗尽，粒子反转数达到最大值受激光子数为零，即①=◎=(),经过--段吋间受激辐射占优势时，雪崩过程开始形成，①开始急剧增长，开始剧减，这一过程一•直持续到△m(阈值)，此时腔内光子数达到最大值①吋光子在腔内的寿命为如每个光子的能量为hv,则激光的峰值功率Pm=hvOm/2tCo(此题画出各参数随吋间变化示意

7、图然后分析各参数变化亦可)3.有一带偏振棱镜的电光调QYAG激光器，试回答或计算下列问题：(1)画出调Q激光器的结构示意图，并标出偏振镜的偏振轴和电光晶体各主轴的相对方向。(2)怎样调整偏振棱镜的起偏方向和晶体的相对位置才能得到理想的开关效果？(3)计算1/4波长电压Va/4(/=25mm,no=ne=l.O5,Y63=23.6xl0-,2<,m/V)o解:(1)调Q激光器的结构示意图透反镜範灯偏振器电光晶体全反镜XAy偏振镜的偏振轴和电光晶体各主轴的相对方I诃(2)欲使偏振器的电光调Q器件得到理想开关效果的关键是必须严格使棱镜的起偏方向与电光晶体的x轴或y轴方向一致,这样才可以保证

8、起偏方向与电光调制晶体的感应主轴x，轴或y'轴方向成45度角。在电光晶体加电压的情况下，调节棱镜和晶体的和对方位，直到激光不能振荡为止。(3)两偏振光出射吋的相位差,△0耳®%t令MS2得到—1.06x10“4®》634xl.053x23.6xl0-12=9.69987xlO3(V)2.当频率A40MHz的超声波在熔凝石英声光介质(n=1.54)屮建立起超声场(vs=5.96XlO’cm/s)时，试计算波长为入=1.06屮n的入射光满足彳

9、j拉格条件的入射