2011硕士研究生光电复试答案

2011光电子技术复试答案

一、选择题

1.D

2.A

3.C

4.C

5.A

6.D

7.B

8.C

9.D 10.D

二、简答题

1. 试阐述弹光效应的物理机制。

答：晶体在应力的作用下发生形变时，分子间的相互作用力发生改变，导致介电常数ε(及折射率n)的改变，从而影响光波在晶体中的传播特性。

2.试定性阐述声光衍射。

答：在晶体中传播的超声波，会造成晶体的局部压缩或伸长，这种由于机械应力引起的弹光效应使晶体的介电常量发生变化，因而折射率也发生变化，于是，在介质中形成了周期性的有不同折射率的间隔层，这些层以声速运动，层间保持声波波长一半的距离，当通过这种分层结构时，就发生衍射，引起光强度,频率和方向随超声场的变化，声光调制器与偏转器正是利用声致光衍射的这些性质来实现的。

3.写出电磁场的边界公式。

答：

12121212()0

()()()0

s

s n E E n H H J n D D n B B ρ⨯-=⨯-=∙-=∙-=

4.试阐述温差电效应。

答：当两种不同的导体或半导体材料两端并联熔接时，在接点处可产生电动势，这种电动势的大小和方向与该接点处两种不同材料的性质和接点处的温差有关，如果把这两种不同材料连接成回路，当两接头温度不同时，回路中即产生电流，这种现象称为温差电效应，又称塞贝克效应。

5.试阐述什么是子午光线和斜光线。

答：子午光线：当入射光线通过光纤轴线，且入射角大于临界角时，光线将在柱体界面上不断发生全发射，形成曲折光路，而且传导光线的轨迹始终在光纤的主截面内。这种光线称为子午光线。

斜光线:当入射光线不通过光纤轴线时，传导光线将不在一个平面内，这种光线称为斜光线。

6.试举例激光稳频常用的几种方法。

答：兰姆凹陷稳频，赛曼稳频，饱和吸收稳频，无源腔稳频。

兰姆凹陷似大海，

赛曼刚强过傲慢，

饱和吸收心不虚，

无源腔者最受益。

7.试说明红外成像制导系统的特点。

答：①灵敏度高。②抗干扰能力强。③具有“智能”可实现“发射后不管”。④具有准全天候功能。⑤具有很强的适应性。

灵敏度高；抗干扰强；智能性好；准全天候；适应性强

三、计算和论述题（任选4题，每题10分，共40分）

1.将50uW 的光功率注入到300m 长的光纤中，如果另一端接收到的功率为38uW ，试问光纤的损耗为多少dB/km ？如果光纤长5km ，输出光功率将是多少？

解：衰减系数为

【有个10，损耗！】 输出的光功率为：

/10 3.975/10o 1050100.518L i

P P uW α--⨯=⨯=⨯= 2.有一光电阴极在波长520nm 的光照射下，光电子的最大动能为0.67eV ，求此光电阴极的逸出功。

3.已知高斯光束λ=10.6um ，w 0=1.14mm ，求与光腰相距30cm ，10m ，

1000m 处的光斑半径w 和波前曲率半径R 。

解：高斯光束的共焦参数为22

2033.14 1.14 3.851010.610w f πλ-⨯==

=⨯⨯mm 在z 处的光斑半径是 w w =

在z 处的波前曲率半径是 2f R z z =+ 所以与光腰相距30cm 的光斑半径是1.45mm ，波前曲率半径是79.4cm 。 所以与光腰相距10m 的光斑半径是29.6mm ，波前曲率半径是10.01m 。 所以与光腰相距1000m 的光斑半径是2.96m ，波前曲率半径是1000m 。

4.论述在磁光效应的克尔效应和法拉第效应。

（1）克尔效应：克尔效应是线偏振光从强的磁极反射时，其偏振面发生旋转的现象。相对于磁化的上，下方向其偏振面有左，右旋之分。故由反射光的偏振面能反映出磁极的磁化方向（如磁光盘的记录信息）。当光的传播方向与磁化方向一致时，克尔效应最大。

（2）法拉第效应

法拉第效应是光沿强的磁场透射时，其偏振面发生旋转的现象。偏转角为

式中，为比例常数，也称verdet常数，与物质种类，波长和温度有关；L为透明物质厚度；H为磁场强度。

5. 试简要论述TN－LCD 和STN－LCD 的特点。

答：TN－LCD 利用了扭曲向列相液晶的旋光特性，液晶分子的扭曲角为90º，它的电光特性曲线不够陡峻，由于交叉效应，在采用无源矩阵驱动时，限制了其多路驱动能力。

STN-LCD的扭曲角在180º—240º范围内，曲线陡度的提高允许器件工作在较多的扫描行数下，利用了超扭曲和双折射两个效应，是基于光学干涉的显示器件。

STN-LCD 所用的液晶材料是在特定的TN 材料中添加少量手征性液晶以增加它的扭曲程度，盒厚较薄，一般5-7μm。

STN-LCD 的工艺流程基本上和TN-LCD 类似，但由于STN-LCD 是基于光干涉效应的显示器件，对盒厚的不均匀性要求＜0.05μm(TN-LCD

只要求＜0.5μm)，否则就会出底色不均匀，预倾角要求达到3º～8º，电极精细，器件尺寸较大，因此其规模生产难度较TN-LCD 大许多。

【盒厚】