激光技术 答案.doc

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1、考试时间：12月17日19:00—21:00考试地点：思源楼411,412,座位安排：学号03211138-05231022在411教室，05231144—06292044在412教室第一章作业（激光技术••蓝信鉅，66页）答案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，它所提供的直流偏置有何变化？答（1）.其快、慢轴与品体主轴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Ey的附加位相差为90°）；使得调制器在透过率T=50%的工作点

2、上。（2）.若旋转1/4波片，会导致&•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Vi/,当然调制益的工作点也偏离了透过率T=50%的位置。3.为了降低电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:（1）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X=0.628pm,n0=1.51,Y63=23.6xl0_,2m/V,计算其半波电压，并与单块晶体调制器比较之。解：（1）为了使品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），⑵.四块晶

3、体叠加后,每块晶体的电圧为:V；=-V2=-x-4-.2^2而单块晶体得半波电压为:0.628xlO'614'2哈63~42xl.513x23.6xl0'12=966v,2I2n(>63=3864v0.628xIQ62xl.513x23.6xl0_,2与前者相差4倍。4.试设计一种实验装置，如何检验岀入射光的偏振态（线偏光、椭圆偏光和自然光），并指岀是根据什么现象？如果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，假如有两次消光现象，则为线偏振光。b.在光路上放置偏振片和白色屏幕，转动

4、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）。区分二者也不难，只需在偏振片前放置一个四分之一波片（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偏振光）（2）自然光得不到调制。原因是自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。第一章补充作业：a.电光调制：利用光电效应将信息加载于激光的一种物理过程称之为电光调制。激光通过加有电场的品体,使一个随时间变化的电信号转变成光信号。即使传递的（电）信息通过光波的强度、相位

5、变化体现出来。b.声光调制：利用声电效应将信息加载于激光的一种物理过程称Z为声光调制n调制信号是以电信号（调辐）形式作用于电声换能器上而转化为以电信号形式变化的超声场，当光波通过声光介质时，由于声光作用，使光载波受到调制而成为“携带''信息的强度调制波。C.磁光调制：利用磁光效应把欲传递的信息转换成光载波的强度（振幅）等参量随时间的变化。与电光调制、声光调制所不同的是，磁光调制是将电信号先转换成与之对应的交变磁场，由磁光效应改变在介质中传输的光波的偏振态，从而达到改变光强度等参量的目的a.直接调制：是把要传递的信息转变为电流信号注入半导体光源（激光二极管LD或半导体二极管LED）,从而获得已

6、调制信号。由于它是在光源内部进行的，因此又称为内调制，它是目前光纤通信系统普通使用的实用化调制方法。b.空间光调制器：可以形成随xj坐标变化的振幅（或强度）透过率［A（x,y）=A（）T（xyy）］或者是形成随坐标变化的相位分布［A（xiy）=A0Texp［i或者是形成随坐标变化的不同的散射状态。顾名思义，这是一种对光波的空间分布进行调制的器件。它的英文名称是SpatialLightModulator（SLM）o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脉冲形成过程中齐参量随时间的变化。答（1）利用调Q技术获得高峰值功率巨脉冲的原

7、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，为使上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，抑制激光振荡的产生，使激光上能级的反转粒子数大量积累，当粒子数达到最大时，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，就获得峰值功率极高的巨脉冲。（2）脉冲形成过程屮各参量随时间的变化：以腔内损耗突变吋记为t=0,在此之