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张永林第二版光电子技术课后习题答案VIP免费

张永林第二版光电子技术课后习题答案_第1页
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张永林第二版光电子技术课后习题答案_第2页
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张永林第二版光电子技术课后习题答案_第3页
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--..--word可编辑.1.1可见光的波长、频率和光子的能量范围分别是多少?波长:380~780nm400~760nm频率:385T~790THz400T~750THz能量:1.6~3.2eV1.2辐射度量与光度量的根本区别是什么?为什么量子流速率的计算公式中不能出现光度量?为了定量分析光与物质相互作用所产生的光电效应,分析光电敏感器件的光电特性,以及用光电敏感器件进行光谱、光度的定量计算,常需要对光辐射给出相应的计量参数和量纲。辐射度量与光度量是光辐射的两种不同的度量方法。根本区别在于:前者是物理(或客观)的计量方法,称为辐射度量学计量方法或辐射度参数,它适用于整个电磁辐射谱区,对辐射量进行物理的计量;后者是生理(或主观)的计量方法,是以人眼所能看见的光对大脑的刺激程度来对光进行计算,称为光度参数。因为光度参数只适用于0.38~0.78um的可见光谱区域,是对光强度的主观评价,超过这个谱区,光度参数没有任何意义。而量子流是在整个电磁辐射,所以量子流速率的计算公式中不能出现光度量.光源在给定波长λ处,将λ~λ+dλ范围内发射的辐射通量dΦe,除以该波长λ的光子能量hν,就得到光源在λ处每秒发射的光子数,称为光谱量子流速率。1.3一只白炽灯,假设各向发光均匀,悬挂在离地面1.5m的高处,用照度计测得正下方地面的照度为30lx,求出该灯的光通量。Φ=L*4πR^2=30*4*3.14*1.5^2=848.23lx1.4一支氦-氖激光器(波长为632.8nm)发出激光的功率为2mW。该激光束的平面发散角为1mrad,激光器的放电毛细管为1mm。求出该激光束的光通量、发光强度、光亮度、光出射度。若激光束投射在10m远的白色漫反射屏上,该漫反射屏的发射比为0.85,求该屏上的光亮度。32251122()()()6830.2652100.362()()22(1cos)()0.3621.15102(1cos)2(1cos0.001)1.4610/coscoscos0()0.3vmevvvvvvvvvvvKVlmdIdSRhRRIcddIIILcdmdSSrdMdS522624.610/0.0005lmm'2'''222''2'2'100.0005(6)0.850.850.85cos0.85155/cos2vvvvvvvvlmrmPdrMELdSlrLddMlLcdmddSd--..--word可编辑.1.6从黑体辐射曲线图可以看书,不同温度下的黑体辐射曲线的极大值处的波长随温度T的升高而减小。试用普朗克热辐射公式导出常数Tm式这一关系式称为维恩位移定律中,常数为-。普朗克热辐射公式求一阶导数,令其等于0,即可求的。教材P82.1什么是光辐射的调制?有哪些调制的方法?它们有什么特点和应用?光辐射的调制是用数字或模拟信号改变光波波形的幅度、频率或相位的过程。光辐射的调制方法有内调制和外调制。内调制:直接调制技术具有简单、经济、容易实现等优点。但存在波长(频率)的抖动。LD、LED外调制:调制系统比较复杂、消光比高、插损较大、驱动电压较高、难以与光源集成、偏振敏感、损耗大、而且造价也高。但谱线宽度窄。机械调制、电光调制、声光调制、磁光调制2.2说明利用泡克尔斯效应的横向电光调制的原理。画出横向电光调制的装置图,说明其中各个器件的作用。若在KDP晶体上加调制电压U=Um,U在线性区内,请写出输出光通量的表达式。Pockels效应:折射率的改变与外加电场成正比的电光效应。也称线性电光效应。光传播方向与电场施加的方向垂直,这种电光效应称为横向电光效应。2.3说明利用声光布拉格衍射调制光通量的原理。超声功率Ps的大小决定于什么?在石英晶体上应加怎样的电信号才能实现光通量的调制?该信号的频率和振幅分别起着什么作用?当超声波在介质中传播时,将引起介质的弹性应变作时间上和空间上的周期性的变化,并且导致介质的折射率也发生相应的变化。当光束通过有超声波的介质后就会产生衍射现象,这就是声光效应。声光介质在超声波的作用下,就变成了一个等效的相位光栅,当光通过有超声波作用的介质时,相位就要受到调制,其结果如同它通过一个衍射光栅,光栅间距等于声波波长,光束通过这个光栅时就要产生衍射,这就是声光效应。布拉格衍射是在超声波频率较高,声光作用区较长,光线与超声波波面有一定角度斜入射时发生的。2.4说明利用法拉第电磁旋光效应进行磁光强度调制的原理。磁场使晶体产生光各向异性,称为磁光效应。法拉第效应:光波通过磁光介质、平行于磁场方向传播时,线偏振光的偏振面发生旋转的现象。...

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