【精品】激光技术_答案.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、慢轴与晶体主轴x轴成45°角（即快、慢轴分别与X，、y，轴平行）。此吋，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（E，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V“4。当然调制器的工作点也偏离了透过率T=50%的位置。3.

2、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,n。=1.51,763=23.6x10-3“/V,计算其半波电压，并与单块晶体调制器比较之。解：（1）为了使晶体対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），X（2）•四块晶休叠加后，每块晶休的电压为:=966v1“1210.628xlO'6V——v=——x=——x

3、4y42n；/6342xl.513x23.6x

4、l0_,2而单块晶体得半波电压为:2=3864v0.628x10-62xl.513x23.6xl0-12与前者相差4倍。4.试设计一种实验装直，如何检验出入射光的偏振态（线偏光、椭圆偏光和自然光），并指出是根据什么现象？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？W（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

5、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。（这里白然光却不能变成线偏振光）（2）白然光得不到调制。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：利用光电效应将佶息加载于激光的-•种物理过程称之为电光调制。激光通过加有电场的晶休,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、相位变化体现出來。b.声光调制：利用声电效应将信息加载于激光的一•种物理过程称之为声光调制。调制信号是以电信号

6、（调耦）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吋，山于声光作用，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，山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d.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）,从而获得己调制信号。山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

7、用化调制方法。e.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（xy）=A（）T（xyy）］或者是形成随坐标变化的相位分A（x,y）=A（）Texp［i^（x,y）ll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

8、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口脉冲。（2）脉冲形成过程中各参量随时间的变化：以腔内损耗突变时记为t=0,在此Z前只是准备了初始粒子数密度匸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=0=0,经过一段时间受激辐射占优势时，雪崩过程开始形成，①开始急剧增长，X