光電子學試卷B卷答案

1、西安郵電學院2011- 2012學年第2學期試題卷標準答案課程：光電子學B 類型：卷 專業(yè)、年級：電子科學與技術專業(yè)09級題號二三四五六七八九總分得分一、填空題（每空2分，共30分）外腔、半外腔基質(zhì)材料、摻雜粒子、紅寶石激光器,6943A, 1.06pm增益開關、腔倒空、鎖模熱探測器，光電導探測器，光伏探測器，光電子發(fā)射探測器紙用專案答準標卷題試院學電郵安西高度方向性、高度單色性、高度相干性、高亮度6.布拉格，L=A /9b=2A 2/X二、名詞解釋s（每題、4分，共16分）對于非均勻加寬單模激光器，當振蕩模頻率恰好等于放大介質(zhì)的共振躍遷中心頻率v 0時， 沿正反兩方向的光與同一組原子相互作用

2、，增益曲線將只能形成/ 0處的一個燒孔，在v 0處輸出功率出現(xiàn)一個局部極小值，這個局部凹陷稱為蘭姆凹陷。光學諧振腔內(nèi)可能存在的光頻電磁場的本征振動方式或本征態(tài)為諧振腔的模式。沿腔軸方 向的場的分布模式為縱模，由腔長決定。沿垂直與腔軸的橫截面內(nèi)場的分布模式為橫模， 是由腔鏡的衍射形成。在激光器中各模間呈現(xiàn)競爭反轉(zhuǎn)原子使優(yōu)勢模光強更大，其他模式光強減小甚至增益小于 損耗而停止振蕩。多普勒加寬是一種非均勻加寬機制，介質(zhì)中不同原子由于運動速度不同，而具有不同的中 心頻率從而造成譜線的非均勻加寬。三回答問題（每題6分，共42）DFB或DBR（光柵，也可認為是短腔法）引起光譜線加寬的物理因素對介質(zhì)中的每個

3、發(fā)光原子都是相同的，因而所有工作原子 自發(fā)輻射譜線都具有相同的中心頻率、線型函數(shù)及線寬，且與整個介質(zhì)的線型一致。洛倫 茲線型；引起光譜線加寬的物理因素對介質(zhì)中的每個發(fā)光原子而言不一定相同，發(fā)光介質(zhì) 中不同的原子可具有不同的中心頻率、線型函數(shù)及線寬，每個原子的線型與整個介質(zhì)不同。 高斯線型；說明：1。標準答案務必要正確無誤。3 . （1）泵浦激勵過程使工作物質(zhì)中工作原子的特定激光上、下能級間實現(xiàn)原子 集居數(shù)密度的反轉(zhuǎn)分布。（2）工作物質(zhì)原子激光上、下能級間的自發(fā)輻射越遷提 供自激振蕩所必須的初始激勵光子（3）激活介質(zhì)中的受激輻射光放大是激光形成 的最重要物理過程。（4）光學諧振腔的光學正反饋和對

4、腔內(nèi)振蕩光波模式的限制 與約束。（5）自激振蕩形成的閾值條件（6）激活介質(zhì)中的增益飽和與穩(wěn)態(tài)振蕩的 形成。沒加電壓時,，入射光平行于xl,出射光與檢偏器方向垂直，輸出無光。當加 電壓后，晶體的兩個特許振動方向旋轉(zhuǎn)4 5。，為xl 和x2,若所加電壓為半 波電壓，則輸出偏振方向旋轉(zhuǎn)90，輸出光等于輸入光，從而起到光開關的作用。5.（b）四能級卷黃如圖，四能級中激光的下能級近似為空，而三能級激光的下能級為基態(tài)，所以四能 級更容易產(chǎn)生反轉(zhuǎn)。MOS電容在金屬電極上加正電壓，當電壓大到一定程度后，使半導體反型，電極下形成 少子勢阱，可存儲少數(shù)載流子，這些載流子由光或電激發(fā)，通過控制各像素元上的電極電 壓

5、，是信號電荷包在半導體表面或體內(nèi)作定向運動，從而實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)移。輸出端為一個 二極管和一個控制柵極，在柵極上加一個比轉(zhuǎn)移電壓更大的電壓，造成更深的勢阱，可把 信號全部收齊。Q開光關閉時，激光器處于高腔損耗低Q值狀態(tài)，因腔損耗大于增益，激光振蕩不能 形成，這時激光放大物質(zhì)中處于低能級的原子不斷地被泵浦抽運到激光上能級，反轉(zhuǎn)原子 數(shù)密度被積累，能量被存儲存于放大物質(zhì)的原子系統(tǒng)中。當Q開關被打開，腔損耗減小， 振蕩閾值降低，激光器處于低損耗高Q值狀態(tài)，激光器以極快的速度在腔內(nèi)建立起腔的激 光振蕩。激光上能級積累的大量反轉(zhuǎn)原子在極短的時間內(nèi)通過受激輻射躍遷到下能級，原 子系統(tǒng)中儲存的大量能量快速釋放，激光器輸出一個巨脈沖。2.將每道大題得分和總分填入得分欄中。四、計算題（共22分）/兀 Li = sin2_M2P = 70.7%iB一 ( TT A/ - 一 、/ -一 、0 1 - 1 - 1(0，40cm) (l00cm, 140cm)I31) Av =C =3x108Hz q 2qLM =VoF =40