DOCX《第一章》

而带宽特性是在频域中的表现形式,在频域中对于调制信号而言,光纤可以看作是一个低通滤波器,当调制信号的高频分量通过光纤时,就会受到严重衰减,如图所示. 通常把调制信号经过光纤传播后,光功率下降一半(即3dB)时的频率(fc)的大小,定义为光纤的带宽(B).由于它是光功率下降3dB对应的频率,故也称为3dB光带宽.可用下式表示. 光功率总是要用光电子器件来检测,而光检测器输出的电流正比于被检测的光功率,于是: 从上式中可以看出,3dB光带宽对应于6dB电带宽. 15. 光波水下传输有那些特殊问题? 答: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射的影响.

第三章 1. 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. 解:0.167nS 渡越时间为:d=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/4波片,波片的的轴向如何设置最好?若旋转/4波片,它所提供的直流偏置有何变化? 答: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/2的固定相位差. 3.当电场反向施加时,晶体依次绕z轴旋转90度,或电场同样,则光轴重合.

4 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度调制?为什么? 解答: 不能得到强度调制.自然光通过电光调制器后,不能形成固定相位差.

5 一个PbMoO4声光调制器,对He-Ne激光进行调制.已知声功率Ps=1W,声光相互作用长度L=1.8mm,换能器宽度H=0.8mm,M2=36.3?10-15s3/kg,试求PbMoO4声光调制器的布喇格衍射效率? 解答: 计算可得71.1%

6 一个驻波超声场会对布喇格衍射光场产生什么影响?给出造成的频移和衍射方向. 解答: 新的光子沿着光的散射方向传播.根据动量守恒和能量守恒定律: ,即 (动量守恒) (能量守恒) (能量守恒)――衍射级相对于入射光发生频率移动,根据光波矢量的定义,可以用矢量图来表示上述关系,如图所示 图中为声波矢量, 为入射光波矢量. 为衍射光波矢量. 因为,fs 在1010Hz以下,υ在1013Hz以上,所以衍射光的频率偏移可以忽略不计. 则 在上面的等腰三角形中 布拉格条件: 和书中推导的布拉格条件相同.入射光的布拉格角只由光波长,声波长决定. 7. 用PbMoO4晶体做成一个声光扫描器,取n=2.48,M2=37.7510-15s3/kg,换能器宽度H=0.5mm.声波沿光轴方向传播,声频fs=150MHz,声速vs=3.99105cm/s,光束宽度d=0.85cm,光波长=0.5m. 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f=125MHz,衍射效率降低多少? ⑷ 求可分辨点数N. 解:⑴ 由公式证明不是拉曼-纳斯衍射. ⑵ ,,

答案功率为0.195W. ⑶ 若布喇格带宽f=125MHz,衍射效率降低多少?, ⑷ 用公式和计算.答案:148.

第四章

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........