光电子学作业

第一章

1．以一个三能级系统为例，说明激光器的基本构成和产生激光的基本原理。

2．分析四能级与三能级工作物质的能级结构特征，并说明四能级结构工作物质在产生激光中的优势。

3．什么是增益饱和现象，均匀加宽和非均匀加宽介质中的增益饱和有什么不同？

4．多普勒加宽的物理机制是什么？

5．工作物质实现能态集居数分布反转的条件是什么？

6．试画出TEM

12，TEM

03 模的光强分布。

7.波长为入的高斯光束入射到位于z= l处的透镜上，为了使出射光束的束腰刚好落在样品表面上，透镜的焦距f应为多少？W1W0I I

8 .稳定腔的两块反射镜，曲率半径分别为R

1 = 40cm, R

2= 100cm，求腔长取值范围。

9. 某单横模He—Ne激光器，采用平凹腔，腔长L= 0.3m，凹面R= 1m,

平面镜输出，求输出镜面的光斑尺寸及光束的发散角。一束光通过长度为1m的均匀激活工作物质。如果出射光强是入射光强的2倍,求该物质的增益系数

G。

10. 设氦氖激光器的0.6328 谱线在增益曲线的G( v

0)/2处有一烧孔，增益曲线的半宽度为150MHz。计算与烧孔相对应的粒子速率有多大？

11. 叙述激光器的的模式、纵模、横膜的定义及形成机理

第二章

1．均匀加宽和非均匀加宽介质对激光器所能形成的激光振荡模式有何影响。

2．激光选模技术分几类？

3．常用的调Q 方法有几种，分别简述之。

4．分别简述几种常见的激光锁模的实现方法。

5. He—Ne激光器反射镜间距为0.2m,求最靠近632.8nm的纵模阶数，纵模频率间隔。如增益曲线宽度为1.5 x 109Hz则可能引起的纵模总数为多少？

6. 在红宝石调Q激光器中，有可能将几乎全部Cr3+离子激发到激光上能级并产生激光巨脉冲，设红宝石棒直径1cm长度

7.5cmCr3+离子浓度为

2x 1013/cm31脉冲宽度为10ns求输出激光的最大能量和脉冲功率。

第三章

1. 激光器按工作物质划分为几类,一类各举一个典型激光器,并给出典型波长转换效率及典型优点。

2. 为什么双异质结可以降低器件的阈值功率密度

3. 如何实现半导体激光器的单纵模振荡

4. 简述半导体激光器的主要特点及其如何产生激光的原理

第五章

思考题：

1. 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？

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如何变化。

作业：

1. 什么是声光调制，分哪几种类型，其判据是什么。

2. 一KDP晶体，l=3cm, d=1cm,在波长为0.5 m 时n

o=1.51, n

e=1.47, Y

63=10.5 x 10-12m/V试比较该晶体分别纵向应用和横向应用、相位延迟为

/2时，外加电压的大小。

3. 声光介质中，激励声波的频率为500MHz,声速为3x 105cm/s求波长为0.5 m的光波由该声光介质产生Bragg衍射时的入射角

B。

4. 一钼酸铅声光调制器，对He-Ne激光进行声光调制，已知声功率Ps=1W 声光作用长度l=1.8mm,压电换能器宽度H=0.8mm,品质因数M2=36.2 x 10-15s3/Kg求这种声光调制器的布拉格衍射的效率。

5. 试述如下图所示的，由电光晶体和双折射晶体组合成的二进制数字式偏转器的工作原理。

入射光

光轴0 a

电光晶体xx晶体e

o d

第七章

1．光探测器分哪几类，简述工作原理。

2．光辐射探测哪些静态参数，为何引入归一化探测度3．光辐射探测的噪声有哪些。

4.简述CCD的工作原理。