长春理工大学激光技术习题
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
试设计一种实验装置，如何检验出入射光的偏振态(线偏振 光、椭圆偏振光、自然光)，并指出是根据什么现象？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 光强调制？为什么？
答案：
(1) 为了使晶体对入射的偏振光的两个分量的相位延迟
皆有相同的符号，则把晶体x和y轴逐块旋转90度安置，z
轴方向一致（如下图），
光子数变化和上能级粒子数的变化情况。
实现调Q对激光器的要求是什么？
调Q激光器的基本理论 小结
有一红宝石阶跃式调Q激光器，棒长等于腔长L=10cm，截 面积S=0.75cm2，Cr的浓度为N=1.58*1019cm-3，n=1.76，输 出镜反射率R=0.5，内部散射损耗δ=0.01cm-1。已知反转粒 子数Δni=0.22N，阈值反转粒子数Δnt=0.1N，求调Q巨脉冲 的峰值功率Pm，脉冲能量E和脉宽Δt。
x
z
x
x
z x
z
y
y
z y
y
(2)四块晶体叠加后，每块晶体的电压为：
V 2 ' 1 4V 21 4 23 0n 6 31 4 2 1 .5 0 .6 3 1 2 2 1 .6 3 -8 1 0 6 1 0 29V 66
而单块晶体的半波电压为：
0.6218-06
V 223 0n6321.531 2.6 31 0 1238V 64
答案参见教科书例题。
电光调Q 小结
脉冲透射式(PTM)调Q具有什么优势？它与脉冲反射式 (PRM)调Q有何不同？
试分析下图所示电光调Q激光器的工作过程。并计算当 电光晶体l=25mm，no=ne=1.05，γ63=23.6*10-17m/V时， 电光晶体上的1/4波长电压值。
2.2 调Q激光器的基本理论2.23.41.1带调偏2制振.2晶.器1 体调的材Q电的料光速的调率选Q方择器程件
2.3 电光调Q
2.23.43.3脉对冲2激透.2光.射2 工速式作率(P物方TM质程)的的调要求Q求解
2.4 设计电光调Q激光器应考虑的问题
2.62..15.可1 声饱光和调吸Q收的染基料本的原调理Q原理
望？
第1章 激光调制与偏转技术
1.1 调制的基本概念
1.1.1 振幅调制 1.1.2 频率调制和相位调制
1.2 电光调制
1.2.1 电光1调.1.制3 强的度物调理制基础
1.3 声光调制
1.2.2 1.3.1
电声光光1强调.1.度制4 脉调的冲制物调理制基础
1.2.3 1.3.2
电声光光1相互.1.位作5 脉调用冲制的编两码种调类制型
(2) 自然光得不到调制。原因是自然光没有固定的偏 振方向，当它通过电光晶体后没有固定的位相差；因而不 能进行调制。
声光调制 小结
声光调制的物理基础是什么？ 声光互作用的两种类型是什么？各自具有怎样的特点？ 设光波波长为500nm，水的折射率n=1.33,声波频率为500MHz，
声速为1.5km/s，试求解水中的声光布拉格衍射角度。 一钼酸铅(PbMoO4)声光调制器，对He-Ne激光进行调制。已知
激光技术 习题
长春理工大学 电子科学与技术系
绪论 小结
什么是激光？激光的英文表达形式及缩写分别是什么？ 激光具备哪些特点？根据这些特点可以实现哪些应用？
试列举出3个。 世界上第一台激光器是什么激光器？输出波长是多少？ 学习本课程的方法和意义是什么？ 你喜欢什么样的讲授方式？对课堂教学有什么要求和期
制系数和调幅波的频谱情况。
什么是脉冲调制？脉冲调制的类型包括哪些？
电光调制 小结
电光调制的物理基础是什么？什么是泡克尔斯效应？什么 是克尔效应？
什么是纵向电光调制？什么是横向电光调制？二者各自的 特点是什么？
为了降低电光调制器的半波电压，采用4块z切割的KDP晶 体连接(光路串联、电路并联)成纵向串联式结构。试问， (1)为了使4块晶体的电光效应逐块叠加，各晶体的x和y轴 取向应如何？(2)若波长为628nm，no=1.51，γ63=23.6*1012m/V，计算其半波电压，并与单块晶体调制器进行比较。
声功率Ps=1W，声光互作用长度L=1.8m，换能器宽度 H=0.8mm, M2=36.3*10-15s3/kg，试求钼酸铅声光调制器的布拉 格衍射效率。 设计声光调制器应该注意哪些问题？如何选择声光材料？
答案： siB n2 n sv fs2 1 0 .3 .5 3 1 1 .5 6 0 130 50 10 60 0 .062
2.5 声光调Q
2.62..35.染2 声料光调调Q激Q器光件器的及结其构输及出设特计性
2.6 被动式可饱和吸收调Q
调Q激光器绪论部分 小结
试列举出3个调Q技术的应用。 什么是驰豫振荡现象？ 说明利用调Q技术获得高峰值功率巨脉冲的原理，并简单
说明调Q脉冲形成过程中个参量随时间的变化。 试根据下图所示的泵浦速率和腔损耗情况画出相应的腔内
1.2.7 设计电光调制器应考虑的问题
wk.baidu.com
1.3.3 声光体调制器
1.3.6 设计声光调制器应考虑的事项
调制的基本概念 小结
什么是调制？什么是激光调制？如何进行激光调制？
根据调制的性质，可将调制分为哪几类？
试以振幅调制为例，分析
载 波 信 号 ： ec(t)A(t)情cos况(c下t的c)调
调 制 信 号 ： a(t)A0cosmt
B0.0r6ad 3.4o
答案：
s sin2
2
L H
M2Ps
sin2
2632.8109
sin231.77.9%
1.8 0.8103
36.310151
第2章 调Q（Q2开.1.1关脉冲）固技体激术光器的输出特性
2.1 概述
2.1.2 调Q的基本原理 2.1.3 实现调Q对激光器的基本要求
与前者相差4倍。
答案：
(1) 实验装置：偏振片和白色屏幕。
a. 在光路上放置偏振片和白色屏幕，转动偏振片一周， 假如有两次消光现象，则为线偏振光。
b. 在光路上放置偏振片和白色屏幕，转动偏振片一周， 假如光强有两次强弱变化，但无消光现象发生，则为椭圆 偏振光。
c. 在光路上放置偏振片和白色屏幕，转动偏振片一周， 假如光强没有变化；则为自然光或圆偏振光。再在偏振片 前放置一个1/4波片，如果其为圆偏振光，则会变为线偏 振光，转动偏振片一周，就可出现a的现象；若不出现a现 象，则说明其为自然光。
答案：
(1) 为了使晶体对入射的偏振光的两个分量的相位延迟
皆有相同的符号，则把晶体x和y轴逐块旋转90度安置，z
轴方向一致（如下图），
光子数变化和上能级粒子数的变化情况。
实现调Q对激光器的要求是什么？
调Q激光器的基本理论 小结
有一红宝石阶跃式调Q激光器，棒长等于腔长L=10cm，截 面积S=0.75cm2，Cr的浓度为N=1.58*1019cm-3，n=1.76，输 出镜反射率R=0.5，内部散射损耗δ=0.01cm-1。已知反转粒 子数Δni=0.22N，阈值反转粒子数Δnt=0.1N，求调Q巨脉冲 的峰值功率Pm，脉冲能量E和脉宽Δt。
x
z
x
x
z x
z
y
y
z y
y
(2)四块晶体叠加后，每块晶体的电压为：
V 2 ' 1 4V 21 4 23 0n 6 31 4 2 1 .5 0 .6 3 1 2 2 1 .6 3 -8 1 0 6 1 0 29V 66
而单块晶体的半波电压为：
0.6218-06
V 223 0n6321.531 2.6 31 0 1238V 64
答案参见教科书例题。
电光调Q 小结
脉冲透射式(PTM)调Q具有什么优势？它与脉冲反射式 (PRM)调Q有何不同？
试分析下图所示电光调Q激光器的工作过程。并计算当 电光晶体l=25mm，no=ne=1.05，γ63=23.6*10-17m/V时， 电光晶体上的1/4波长电压值。
2.2 调Q激光器的基本理论2.23.41.1带调偏2制振.2晶.器1 体调的材Q电的料光速的调率选Q方择器程件
2.3 电光调Q
2.23.43.3脉对冲2激透.2光.射2 工速式作率(P物方TM质程)的的调要求Q求解
2.4 设计电光调Q激光器应考虑的问题
2.62..15.可1 声饱光和调吸Q收的染基料本的原调理Q原理
望？
第1章 激光调制与偏转技术
1.1 调制的基本概念
1.1.1 振幅调制 1.1.2 频率调制和相位调制
1.2 电光调制
1.2.1 电光1调.1.制3 强的度物调理制基础
1.3 声光调制
1.2.2 1.3.1
电声光光1强调.1.度制4 脉调的冲制物调理制基础
1.2.3 1.3.2
电声光光1相互.1.位作5 脉调用冲制的编两码种调类制型
(2) 自然光得不到调制。原因是自然光没有固定的偏 振方向，当它通过电光晶体后没有固定的位相差；因而不 能进行调制。
声光调制 小结
声光调制的物理基础是什么？ 声光互作用的两种类型是什么？各自具有怎样的特点？ 设光波波长为500nm，水的折射率n=1.33,声波频率为500MHz，
声速为1.5km/s，试求解水中的声光布拉格衍射角度。 一钼酸铅(PbMoO4)声光调制器，对He-Ne激光进行调制。已知
激光技术 习题
长春理工大学 电子科学与技术系
绪论 小结
什么是激光？激光的英文表达形式及缩写分别是什么？ 激光具备哪些特点？根据这些特点可以实现哪些应用？
试列举出3个。 世界上第一台激光器是什么激光器？输出波长是多少？ 学习本课程的方法和意义是什么？ 你喜欢什么样的讲授方式？对课堂教学有什么要求和期
制系数和调幅波的频谱情况。
什么是脉冲调制？脉冲调制的类型包括哪些？
电光调制 小结
电光调制的物理基础是什么？什么是泡克尔斯效应？什么 是克尔效应？
什么是纵向电光调制？什么是横向电光调制？二者各自的 特点是什么？
为了降低电光调制器的半波电压，采用4块z切割的KDP晶 体连接(光路串联、电路并联)成纵向串联式结构。试问， (1)为了使4块晶体的电光效应逐块叠加，各晶体的x和y轴 取向应如何？(2)若波长为628nm，no=1.51，γ63=23.6*1012m/V，计算其半波电压，并与单块晶体调制器进行比较。
声功率Ps=1W，声光互作用长度L=1.8m，换能器宽度 H=0.8mm, M2=36.3*10-15s3/kg，试求钼酸铅声光调制器的布拉 格衍射效率。 设计声光调制器应该注意哪些问题？如何选择声光材料？
答案： siB n2 n sv fs2 1 0 .3 .5 3 1 1 .5 6 0 130 50 10 60 0 .062
2.5 声光调Q
2.62..35.染2 声料光调调Q激Q器光件器的及结其构输及出设特计性
2.6 被动式可饱和吸收调Q
调Q激光器绪论部分 小结
试列举出3个调Q技术的应用。 什么是驰豫振荡现象？ 说明利用调Q技术获得高峰值功率巨脉冲的原理，并简单
说明调Q脉冲形成过程中个参量随时间的变化。 试根据下图所示的泵浦速率和腔损耗情况画出相应的腔内
1.2.7 设计电光调制器应考虑的问题
wk.baidu.com
1.3.3 声光体调制器
1.3.6 设计声光调制器应考虑的事项
调制的基本概念 小结
什么是调制？什么是激光调制？如何进行激光调制？
根据调制的性质，可将调制分为哪几类？
试以振幅调制为例，分析
载 波 信 号 ： ec(t)A(t)情cos况(c下t的c)调
调 制 信 号 ： a(t)A0cosmt
B0.0r6ad 3.4o
答案：
s sin2
2
L H
M2Ps
sin2
2632.8109
sin231.77.9%
1.8 0.8103
36.310151
第2章 调Q（Q2开.1.1关脉冲）固技体激术光器的输出特性
2.1 概述
2.1.2 调Q的基本原理 2.1.3 实现调Q对激光器的基本要求
与前者相差4倍。
答案：
(1) 实验装置：偏振片和白色屏幕。
a. 在光路上放置偏振片和白色屏幕，转动偏振片一周， 假如有两次消光现象，则为线偏振光。
b. 在光路上放置偏振片和白色屏幕，转动偏振片一周， 假如光强有两次强弱变化，但无消光现象发生，则为椭圆 偏振光。
c. 在光路上放置偏振片和白色屏幕，转动偏振片一周， 假如光强没有变化；则为自然光或圆偏振光。再在偏振片 前放置一个1/4波片，如果其为圆偏振光，则会变为线偏 振光，转动偏振片一周，就可出现a的现象；若不出现a现 象，则说明其为自然光。