物理学与高新技术I(10-11学年第二学期)

1、什么是光子晶体？光子晶体是指具有光子带隙特性的人造周期性电介质结构，有时也称为PBG光子晶体结构。

2、什么是光子晶体光纤？光子晶体光纤又被称为微结构光纤，它的横截面上有较复杂的折射率分布，通常含有不同排列形式的气孔，这些气孔的尺度与光波波长大致在同一量级且贯穿器件的整个长度，光波可以被限制在光纤芯区传播。光子晶体光纤有很多奇特的性质

3、光子晶体中结构尺度是多大？0.5μm

4、能够用微波方法研究光子晶体吗？若能，根据的是什么原理？若不能，为什么？能，使用能带理论和布拉格衍射

5、什么是光子导带，什么是光子禁带？所谓的光子带隙是指某一频率范围的波不能在此周期性结构中传播，即这种结构本身存在“禁带”

6、光子晶体是用什么理论描述的？电磁理论，晶体理论，能带理论

7、光子晶体理论的最成功应用，是什么？光子晶体光纤

8、光子晶体方面我国973首席科学家是谁？赵修松

生物医学光子学1、光在生物组织中传播时通常分为哪三种类型?光子在组织内部发生散射、反射、透射2、OCT是那三个英文单词的缩写? 光学相干CT —断层扫描成像新技术（Optical Coherence Tomography,简称OCT）3、OCT的核心部件是什么?迈克尔逊干涉仪4、为什么采用低相干光源?对于OCT成像系统而言相干长度也就是成像系统的纵向分辨率，因此为了提高纵向分辨率必须选用低相干性光源

5、为什么采用红外光源？一是由于近红外光激发，故对活细胞的损伤大大减小；二是在组织中由于近红外光比可见光的透光率高，因此可观测样品中更深层的荧光成像；三是许多用在可见区甚至紫区的荧光探剂照样可以使用

6、参考臂和样品臂的光的频率是否相同?如何实现光外差测量?不相同，使用两个激光器，输出光波之间的频率差为所需微波信号的频率，两个光波同时被一个光电探测器接收，在光电探测器上差频，输出的电信号就是所需要的微波信号

7、OCT空间分辨率的量级为多少？空间分辨率可达微米的量级

光折变晶体及其应用1.光折变材料的特性参量有哪些？(1)响应时间τsc (2)光折变灵敏度S 和品质因数(3)稳态相位栅衍射效率η(4)二波耦合增益系数Γ (5)稳态折射率变化∆n 2.列举五种光折变材料。1.铁电晶体LiNbO3和LiTaO3 2．硅铋族非铁电氧化物BSO （Bi12SiO20）3．有机高分子材料4．半导体材料5.PLZT压电陶瓷(Pb1-xLax(ZryTi1-y)O3) 3.简述利用光折变效应形成的体相位栅的特性。(1)弱光光学特性。(2)非局域响应。(3)可重复写擦及实时性。(4)光栅读出选择性。

4.光折变体全息存储器具有哪些优点？（1）大容量（2）并行性（3）实时性（4）可循环使用（5）选择性（6）可接受的暗存储时间

5.利用光折变晶体中进行双光束耦合有哪些实际应用？1. 体全息在共焦显微镜中的应用2.体全息望远镜系统3 非同时打开条件下两波耦合增益对时间变化规律4 两束记录光是不同偏振方向的条件下写入光栅5 光孤子

6.光折变体全息存储中目前存在的主要问题有哪些？（1）响应时间长（2）读出过程中的擦洗（3）动量失配光栅引起的信噪比降低（4）扇形效应引起的噪音

照明技术[1] 光谱相同的光源，光通量、色度和显色指数相同吗？不相同

[2] 把254nm的紫外光变为555nm可见光的最高效率是多少？总的转换效率约为28%

3.可见光的波长范围是多少？可见光波长一般在380-780nm之间

[4] 明亮环境下人的视觉对555nm的绿光最灵敏，在这个波长上，1W光能能够产生多少lm 的光度？波长555 nm处1W的辐射通量产生683 lm光通量

[5] 彩色电视用三基色体系，彩色印刷用4基色体系，彩色印刷能够重现的色彩范围比彩色电视大吗？能，用两种基色，能够得到色度图上两个基色的色坐标连线上的所有颜色；用三种或三种以上基色可以得到这些基色连线形成的多边形内的所有颜色。多边形面积越大，能再现的色彩就越丰富

[6] 为什么在色度相同的光源照射下同一物体的颜色看起来可能不同？同分异构光源照明

的物体可能产生不同的色觉[7] 为什么用高压钠灯用作街道照明的光源而不用来做室内照明？几乎是单色的黄光，过于耗能，需要一个强的开启电压

[8] 用于制作蓝色发光二极管的半导体材料和制作红色发光二极管的材料禁带宽度有什么

不同？蓝光的AlInGaN 红色的AlGaAs

[9] 举出几种获得白光的方法1) 白色多芯片(MC)LED 2) 荧光粉转换(PC)LED

10.观察：在你活动的环境中，能够看到哪些种类的照明器件？日光灯，高压钠灯，白炽灯，

led灯

高温超导的现状和存在的问题

1. 什么是超导？许多金属和合金都具有低温下失去电阻的特性，由于它的特殊导电性能，

称之为超导态。

2.超导材料的分类1. 常规超导材料，第I类超导材料第II类超导材料2. 高温铜氧化物

超导材料3. 其它（重费米子超导材料、有机超导材料、碳60、硼化镁等）

3.BCS超导理论

库柏对两电子间通过·有效引力形成束缚电子对。库柏对的能量低于两个正常电子的能量之和。两电子·动量等大反向、自旋相反（k↑, -k↓）库柏对的空间距离约为10－6m许多库柏对互相重叠交叉地分布在同一空间范围，两个电子不像正常电子那样互不相关地独立运动，而是彼此关联。关联效应的空间尺度被称为相干长度

能隙库柏对的形成导致超导体能谱的改变，为了激发处于超导态的电子系统，至少要破坏一个库柏对，即至少需要一份等于库柏对结合能的能量。于是，在费米能级EF附近出现了一个半宽度为△的能量间隔，在这个能量间隔内不能有电子存在，人们把这个△称为超导能隙。

3.Josephsen效应1962年，年仅20多岁的剑桥大学实验物理研究生约瑟夫逊在著名科学

家安德森指导下研究超导体能隙性质，他提出在超导结中，电子对可以通过氧化层形成无阻的超导电流，这个现象称作直流约瑟夫逊效应。当外加直流电压为V时，除直流超导电流之外，还存在交流电流，这个现象称作交流约瑟夫逊效应。

4.磁悬浮列车等超导列车是在车上安装强大的超导磁体，地上安放一系列金属环状线圈。

当车辆行进时，车上的磁体在地上的线圈中感应起相反的磁极，使两者的斥力将车子浮出地面。车辆在电机牵引下无摩擦地前进，时速可高达500千米

一.请举出五种给你印象最深的高新技术武器：激光武器、高能微波武器，电磁炮、隐形与

反隐形技术，精确制导与反制导

二.举出三种现代战争的主要特点：作战方式发生变化，信息战越来越重要，战争消耗

越来越大三.激光武器属于定向能武器类型的武器；其基本原理是利用高能激光束直接杀伤或摧毁目标。其技术关是大功率激光器，光电导向器，精确的搜索跟踪系统。机载激光武器的特点是快速、灵活、抗干扰、命中率高、摧毁力强等优点四.电磁炮属于动能武器类型的武器，其基本原理是超大电流、超强磁场、超大磁力的获得；其技术关键是提高速度。其主要的特是无声、无红外辐射、无大气污染；设备简单、成本低、可连续发射多枚。五.列举三种由于电磁学的发展给军事技术带来的响: 电子通讯，远程控制，全球定位，电子对抗，导航，雷达，制导，微博武器，电磁推进六.列举三种激光技术的发展给军事技术带来的影响: 激光