光电子技术课后答案第三版

3.0 文小白 2023-09-15 65 0 489KB 8 页 10文币

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光电子习题解答

习题1

1. 设在半径为 Rc的圆盘中心法线上，距盘圆中心为 l0处有一个辐射强度为 Ie的点源

S，如图所示。试计算该点源发射到盘圆的辐射功率。

，

2. 如图所示，设小面源的面积为As，辐射亮度为 Le，面源法线与 l0的夹角为



s；被照

面的面积为Ac，到面源As的距离为 l0。若



c为辐射在被照面Ac的入射角，试计算小面源

在Ac上产生的辐射照度。

用定义和求解。

4. 霓虹灯发的光是热辐射吗？

不是热辐射。

6. 从黑体辐射曲线图可以看出，不同温度下的黑体辐射曲线的极大值处的波长



m随温

度T的升高而减小。试由普朗克热辐射公式导出

。

这一关系式称为维恩位移定律，其中常数为 2.89810-3mK。

普朗克热辐射公式求一阶导数，令其等于 0，即可求的。

9. 常用的彩色胶卷一般分为日光型和灯光型。你知道这是按什么区分的吗？

按色温区分。

习题2

1. 何为大气窗口，试分析光谱位于大气窗口内的光辐射的大气衰减因素。

对某些特定的波长，大气呈现出极为强烈的吸收。光波几乎无法通过。根据大气的这种

第1题图

As

Ac



第2题图

光电子习题解答

选择吸收特性，一般把近红外区分成八个区段，将透过率较高的波段称为大气窗口。

2. 何为大气湍流效应，大气湍流对光束的传播产生哪些影响？

是一种无规则的漩涡流动，流体质点的运动轨迹十分复杂，既有横向运动，又有纵向

运动，空间每一点的运动速度围绕某一平均值随机起伏。这种湍流状态将使激光辐射在传

播过程中随机地改变其光波参量，使光束质量受到严重影响，出现所谓光束截面内的强度

闪烁、光束的弯曲和漂移（亦称方向抖动）、光束弥散畸变以及空间相干性退化等现象，统

称为大气湍流效应。

5. 何为电光晶体的半波电压？半波电压由晶体的那些参数决定？

当光波的两个垂直分量 Ex，Ey的光程差为半个波长（相应的相位差为



）时所需要加

的电压，称为半波电压。

7. 若取vs=616m/s，n=2.35， fs=10MHz，



0=0.6328m，试估算发生拉曼-纳斯衍射所允

许的最大晶体长度 Lmax=?

由公式计算，得到

。

10. 一束线偏振光经过长 L=25cm，直径 D=1cm 的实心玻璃，玻璃外绕 N=250 匝导线，

通有电流 I=5A。取韦尔德常数为 V=0.2510-5（）/cmT，试计算光的旋转角



。

由公式、和计算，得到。

11. 概括光纤弱导条件的意义。

从理论上讲，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。实际使用的

光纤，特别是单模光纤，其掺杂浓度都很小，使纤芯和包层只有很小的折射率差。所以弱

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。

15. 光波水下传输有那些特殊问题？

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。

光电子习题解答

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。

习题3

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。

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？

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。

7. 用PbMoO4晶体做成一个声光扫描器，取n=2.48，M2=37.7510-15s3/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=3.99105cm/s ，光束宽度

d=0.85cm，光波长



=0.5m。

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。

⑴ 由公式证明不是拉曼-纳斯衍射。

⑵ ，

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摘要：

光电子习题解答习题11.设在半径为Rc的圆盘中心法线上，距盘圆中心为l0处有一个辐射强度为Ie的点源S，如图所示。试计算该点源发射到盘圆的辐射功率。，2.如图所示，设小面源的面积为As，辐射亮度为Le，面源法线与l0的夹角为s；被照面的面积为Ac，到面源As的距离为l0。若c为辐射在被照面Ac的入射角，试计算小面源在Ac上产生的辐射照度。用定义和求解。4.霓虹灯发的光是热辐射吗？不是热辐射。6.从黑体辐射曲线图可以看出，不同温度下的黑体辐射曲线的极大值处的波长m随温度T的升高而减小。试由普朗克热辐射公式导出。这一关系式称为维恩位移定律，其中常数为2.89810-3mK。普朗...

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