光电子技术基础——总结课件.ppt

《光电子技术基础——总结课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、光电子技术基础总结电磁波的性质：（1）电场E和磁场H与传播方向两两垂直，右螺旋关系.（2）偏振——电场E和磁场H。（3）空间各点的电场E和磁场H同相位地周期性变化。（4）同一点的电场E和磁场H数值：（5）电磁波波速（光速）：1.1电磁波谱与光辐射光电子技术基础光辐射1.2辐射度学与光度学基本知识辐射度光度适用范围整个电磁波段可见光基本量辐射能（焦耳）或辐射功率（瓦特）发光强度（坎德拉）1.3热辐射基本定律在规定两波长处具有与热辐射光源的辐射比率相同的黑体的温度。黑体辐射的三个公式：维恩位移定律概念：色温（度）——所发光的光色性质。高——蓝绿。瑞利

2、-琼斯、维恩、普朗克。1.4激光原理一、光辐射的三种跃迁：自发辐射、受激吸收、受激辐射爱因斯坦系数基本关系：自发跃迁、受激辐射、受激吸收二、激光产生的条件三、激光器的组成3个-P17泵浦源、光放大器、光学谐振腔（作用？）必要条件：粒子数反转分布、减少振荡模式充分条件：起振、稳定振荡固体激光器气体激光器半导体激光器光纤激光器（手术）1.5典型激光器（红宝石、钛宝石、钕）（He-Ne、CO2、Ar+）（双异质结、量子阱）1.6光频电磁波的基本理论和定律1、麦克斯韦方程组2、由上推导各向同性介质中电磁波的波动方程。（课本中有错）3、求出波动方程的平面波

3、解。第一章作业：P52——1.21,1.22第2章光辐射的传播2.1光波在大气中的传播一、大气衰减1、大气分子的吸收2、大气分子散射3、大气气溶胶的衰减二.大气湍流效应1、大气闪烁2、光束的弯曲和漂移3、空间相位起伏光波在介质中的传播规律受到介质折射率分布的制约，而折射率的分布又与其介电常量密切相关。一、电致折射率变化二、电光相位延迟（纵向、横向）2.2光波在电光晶体中的传播声波是一种弹性波(纵向应力波)，使介质产生相应的弹性形变，激起各质点沿声波的传播方向振动，引起介质的密度呈疏密相间的交替变化。介质的折射率也随着发生相应的周期性变化。超声场作用

4、的这部分如同一个光学的“相位光栅”，该光栅间距(光栅常数)等于声波波长s。当光波通过此介质时，就会产生光的衍射。其衍射光的强度、频率、方向等都随着超声场的变化而变化。一、声光栅2.3光波在声光晶体中的传播声波传播方向入射波0级1级1级2级2级拉曼－纳斯衍射声波传播方向入射波衍射波聚焦布喇格衍射只出现0级和+l级(或-1级)(视入射光的方向而定)声波频率声光作用长度入射方向当光波通过磁化的物体时，其传播特性发生变化——磁光效应。主要有——法拉第旋转效应——一束线偏振光在外加磁场作用下的介质中传播时，其偏振方向发生旋转，其旋转角度的大小与沿光束方向

5、的磁场强H和光在介质中传播的长度L之积成正比，即＝VHL。式中，V称为韦尔德(verdet)常数，它表示在单位磁场强度下线偏振光通过单位长度的磁光介质后偏振方向旋转的角度。2.4光波在磁光介质中的传播一、光纤波导的结构及弱导性光纤是一种能够传输光频电磁波的介质波导，它由纤芯、包层和护套三部分组成。当满足一定的入射条件时，光波就能沿着纤芯向前传播。护套包层纤芯2a2.5光波在光纤波导中的传播1、光纤的分类按折射率分布的方式分类：阶跃折射率光纤和梯度折射率光纤。按传输的模式数量分类：单模光纤和多模光纤。波导的性质由纤芯和包层的折射率分布决定，工程上定

6、义为纤芯和包层间的相对折射率差(1)(2)此即为光纤波导的弱导条件。2、光纤的弱导性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。弱导的基本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。当光照射物质时，光波电磁场将对物质中的电子产生作用，介质原子成为电偶极子。电偶极子将随光波的电磁场的变化产生振荡。++－原子的电极化：负电荷中心与正电荷中心产生偏离的状态。2.6光波在非线性介质中的传播电偶极子产生极化场，极化场发出次级辐射。激光具有能显示介质非线性所需的高强度辐射场。（1）激光倍频技术当入射到介质中的光波E=

7、E0cosωt很强时，强光将在晶体中感生电极化强度P电极化强度中除有频率为零的直流成分外，还有频率为ω的基频成分以及频率为2ω的倍频成分（二次谐波信号）。2ωω2ωω非线性晶体滤光片光电倍增管激光θ两个频率为ω的光子与某些物质相互作用，可产生一个频率为2ω的光子。二次谐波（2）光混频现象当一束强光和一束弱光同时进入非线性介质时，可形成三波混频效应，产生和频与差频。当入射光波为两种不同频率的光E=E01cosωt+E02cosωt时，电极化强度P的二次项为上式各项中，除了有零频项（直流项）和倍频项外，还有和频项以及差频项。这些极化波再辐射，产生相应的

8、零频光、倍频光、和频光、差频光。波在水中传播时，纵波的衰减最小，而横波的衰减一般很严重。但光波是例外。一、传播光束的衰减特