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1、1.什么是光?光波的频率和波长范围是多少?可见光的波长范围是什么?什么是电磁波波谱?光是电磁波谱中波长范围为 1nm1mm 或者频率在 3*1011Hz 3*1017Hz 范围的电磁辐射,是能量与信息的载体。可见光是波长为 380nm780nm 的电磁辐射真空中各种电磁波具有相同传播速度。将各种电磁波按照频率或波长的大小顺序排列起来,就形成了电磁波波谱。1什么是激光?其特点是什么?激光是受激辐射的光放大,是利用物质受激辐射原理和光放大过程产生出来的一种特殊光。1.方向性好 它发射出去的光,基本上是一条直的平行光束。2.单色性好 激光的颜色极纯3.高强度和高亮度 激光是当代最亮的光源,光功率极高
2、,能产生很高的温度4.相干性好、偏振性好 激光即便从各点发出的光,也如同从一个点发出的光一样,具有相同的频率、相位和振动方向。2什么是自发辐射?受激辐射?受激吸收?他们分别与何器件相对应?自发辐射:电子自发地透过释放光子从高能阶跃迁到较低能阶受激辐射:光子射入物质诱发电子从高能阶跃迁到低能阶,并释放光子。受激吸收:处于低能级的原子( El) ,受到外来光子的激励下,在满足能量恰好等于低、高两能级之差(E)时,该原子就吸收这部分能量,跃迁到高能级自发辐射 受激辐射半导体激光器 受激吸收光电检测器3激光器由那三个部分组成?简述其工作原理。(1)工作物质 (2)泵浦源 (3)谐振腔泵浦源,用一定的方
3、法去激励原子体系,使具有一定的能级结构的工作物质出现粒子数反转,谐振腔实现产生和维持光振荡,确定激光方向,选频,选偏振。5. 激光器如何分类的?(按工作物质)固体、气体、半导体、化学、染料等激光器1. 光纤由那几层构成,各层的主要作用是什么?1)纤芯,光信号的传输 2)包层,限制光信号溢出3)一次涂敷层(预涂层) ,保护光纤增加韧性 4)缓冲层,减少对光纤的压力5)二次涂敷层(套塑层) ,加强光纤的机械强度2. 光纤是怎样分类的?(按折射率分布、按波长)按材料可分为:石英系光纤、多组份玻璃光纤、塑料光纤、氟化物光纤、液芯光纤、掺杂光纤,如掺铒光纤。按照光纤横截面上折射率分布特征分为:阶跃型光纤
4、、渐变型光纤、W 型光纤 按光纤内的导模数分:多模光纤、单模光纤。按套塑的情况分:松套、紧套按工作波长分:短波长光纤:0.80.9m;长波长光纤: 1.01.7m ;超长波长光纤: 2m按用途分类:通信光纤、非通信光纤6. 光纤损耗产生的原因是什么?1、吸收:材料固有吸收 紫外吸收,红外吸收原子缺陷吸收杂质吸收 氢氧根离子吸收,过渡金属离子吸收2、散射:瑞利散射光纤结构不完善散射非线性效应散射3、弯曲损耗9. 光缆按缆芯特征、敷设方式、缆芯芯数是怎样分类的?按缆芯特征分:层绞式,束管式,叠带式,骨架式按敷设方式分:管道式,直埋式,架空,水底光缆,局内光缆缆芯芯数:单芯,多芯:2、4、6、8、1
5、2、10. 什么是光纤传感器?利用光导纤维的传光特性,把被测量转换为光特性(强度、相位、偏振态、频率、波长)改变的传感器。 12. 光纤图像传感器(内窥镜)由哪几部分组成?简述其工作原理。由物镜、传像束、传光束、目镜或图像显示器组成。光源发出的光通过传光束照射到待观测物体上,再由物镜对待观测物体成像,经传像束把待观测物体的各个像素传送到目镜或图像显示设备上,观察者便可对该图像进行分析处理。13. 图像传感器主要功能是什么?图像传感器的功能是把光学图像转换为电信号1、激光对生物体的作用有那几个方面?激光用于生物及医学上有什么优点? 试举例予以说明。光热作用、光音响(压电)作用、光化学作用(1)一
6、般情况下,激光治疗和测定对生物体的损害较少,与 X 射线相比,激光对生物体一般是无侵袭或低侵袭的。对生物体存在某种伤害可能的叫做有侵袭。(2)利用激光在大气中直线传播的特点,可非接触地对生物体作用,也可以利用光纤导入到生物体内部进行治疗。(3)激光的高聚光性能使微观的治疗和高空间分辨力的测定成为可能。6、试简述光动力学治疗的原理。光动力学治疗的优点是什么?某些光敏感性物质具有肿瘤亲和性,容易聚留在生物体内的肿瘤处。癌症患者静脉注射了这种光敏感性物质,经一定时间后,就可显示出病变部位,再照射激光,可以有选择地破坏癌细胞,1)创伤小避免手术造成的创伤和痛苦。 2)毒性低微 进入组织的光动力药物,只
7、有达到一定浓度并受到足量光辐照,才会引发光毒反应杀伤病灶细胞 3)选择性好 光动力治疗的主要攻击目标是光照区的病变组织 4)可重复治疗 病变细胞如 HPV 感染的细胞、癌细胞对光敏药物无耐药性,病人也不会因多次光动力治疗而增加毒性反应,因此可以重复治疗1.激光在军事上的主要应用是什么?举例说明。激光测距;激光雷达;激光制导和导航;光电对抗4.制导控制系统是如何分类的?制导控制系统通常可分为自主制导系统、非自主制导系统和复合制导系统。5.什么是惯性制导系统(INS)?惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)是自主式的空间基准保持系统6.什么是 GPS?其作用是
8、什么?全球定位系统的全称是导航全球定位系统。它是用导航卫星来进行计时和测距,从而确定用户准确位置的定位系统。也就是说,它是利用一组发布时间信息和轨道数据的人造卫星,对地球上任一时刻的任一地点进行连续定位的导航定位系统。(1)空间部分(导航卫星 )(2)地面支撑系统 (地面监控系统)(3)GPS 接收机:8.什么是光电对抗?按波段、平台和技术类型上它们如何分类?光电对抗武器装备的种类有那些?光电对抗是指敌我双方在光波段利用光电设备、器材或其他设施进行的电磁斗争。按波段分类,是指敌我双方在紫外线、可见光、红外光波段上,利用各种光电设备及采取多种措施进行的侦察与反侦察、干扰与反干扰、摧毁与反摧毁的斗
9、争。按平台分类,包括车载光电对抗装备、机载光电对抗装备、舰载光电对抗装备和星载光电对抗装备等按技术类型分类:(1)光电隐身技术。(2)光电干扰模拟和仿真技术。武器种类:光电侦察(被动、主动) 光电干扰(无源、有源) 光电反侦察 光电反干扰9.什么是光电干扰技术?常见的有那两种技术?光电干扰技术是通过光电手段,对敌方作战的光电武器与装备实施有效干扰的技术。技术:红外干扰技术 ;激光有源干扰技术 1.什么是激光加工的特点?激光加工作为一种非接触、无污染、低噪声、节省材料的绿色加工技术还具有信息时代的特点,便于实现智能控制,实现加工技术的高度柔性化和模块化,实现各种先进加工技术的集成。2.激光热加工
10、中,激光束与金属表面之间会产生何种相互作用过程,产生那些物理现象?1. 材料对激光的吸收 2. 材料的加热 3. 材料的熔化与气化 4. 激光等离子体屏蔽现象3、什么是激光表面改性技术,它包括哪些技术?激光改性是材料表面快速局部处理工艺的一种新技术,它包括激光淬火、激光表面熔凝、激光表面熔覆、激光冲击强化、激光表面毛化等。5.激光切割一般可以分为那几类(按机理分)?激光切割按其机理可分为气化切割、熔化切割、激光氧气切割和控制断裂切割。7. 激光快速成型传统的制造方法不同,这种高新制造技术采用逐渐增加材料的方法(如凝固、胶接、焊接、激光烧结、聚合或其他的化学反应)来形成所需的零件形状,故也称为增
11、材制造法 (Material Increase Manufacturing,简称 RMIM)。立体光造型 SLA(Stereolithography Apparatus);选择性激光烧结 SLS(Selective Laser Sintering);薄片叠层制造 LOM(Laminated Object Manufacturing);熔化沉积造型 FDM(Fused Deposition Modeling);三维印刷 3D Printing材料去除成形技术等。8 激光清洗的机理是什么?采用高能激光束照射工件表面,使表面的污物、颗粒、锈斑或者涂层等附着物发生瞬间蒸发或者剥离、从而达到洁净化的工艺
12、过程。6. 激光存储如何分类?(1)按数据存取方式可分为光打点式存储和页面并行存储;(2)按存储介质的厚度可分为二维存储和三维存储;(3)按鉴别存储数据的方式可分为位置选择存储和频率选择存储等等。7. 光存储技术与传统的磁存储技术相比有何特点?(1)数据存储密度高、容量大。理论估计光储存的面密度为 12。( 其中入是用于光存储的波长)的数量级,存储的体密度可达 13。(2)寿命长。磁存储的信息一般只能保留 23 年。而光存储只要其介质稳定,寿命一般在 10 年以上。(3)非接触式读写和擦。用光读写不会磨损和划伤存储介质,这不仅延长了存储寿命,而且使存储介质易于更换、移动,从而更易实现海量存储。
13、(4)信息位价格低。由于光存储密度高,其信息位价格可比磁记录的低几十倍。8. 激光光盘有那些类型?按读写功能划分:(1)只读存储(Read only memory)光盘(2)一次写入光盘(3)可擦重写光盘(4) 直接重写光盘3、什么是光纤通信?光纤通信有哪些优缺点?光纤通信:以光波为载波,以光导纤维为传输媒质的一种通信方式。优点:一、传输频带宽、通信容量大;二、传输损耗低,无中继距离长,且误码小;三、抗电磁干扰能力强,抗化学腐蚀四、光纤通信串话小,保密性强,使用安全;五、重量轻,体积小,便于运输与敷设;六、节约有色金属和能源,原材料资源丰富;缺点:1、光纤弯曲半径不宜过小 2、光纤的切断和连接
14、操作技术要求十分娴熟 3、分路、耦合操作繁琐4、光纤通信使用的波长和频率在什么范围?光纤通信采用的三个窗口是那三个?波长范围是在近红外区内,即波长 为: 0.81.8m ;频率 f 为 : (3.751.67)1014Hz三个窗口:短波长段: 0.85m ,长波长段: 1.31m 和 1.55m 5、激光的特点是什么?1、能量高度集中 2、频率单一 3、方向性好4、相干性好(频率、相位、偏振方向、传播方向一致)6、光纤通信系统主要由哪几部分组成?简述各部分的主要作用。信息源 电发射机 电接收机光接收机光发射机 信息宿基本光纤传输系统电信号输入 光信号输出光信号输入电信号输出光纤线路光中继器备用
15、系统 辅助系统1、电发射机:A/D,合并多个用户信号,进行复用。方法:脉冲编码调制(PCM)方式,即进行抽样、量化、编码,抽样频率2f(模拟信号的频带宽度 )。2、光发射机:E/O, 将电发射机送来的电信号转变成适合于光纤传输的光信号,并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。3、光纤线路:把来自光发射机的光信号,以尽可能小的崎变(失真)和衰减传输到光接收机.4、光中继器:也称光放大器,对光纤传送的光信号进行放大处理。 5、光接收机:O/E, 将光纤传送来的光信号转变成电信号,送入电接收机进行信号处理。6、电接收机:D/A,将信号送给各用户。 7、辅助系统:包括监控管理系统、告警处理系统、电
16、源供给系统、公务通信系统、区间通信系统、自动倒换系统,即辅助信号的传输方式的考虑等。8、备用系统:包括光端机、光缆、光中继部分的备用系统,电端机一般无备用系统。7、光源的作用是什么?通信用的光源有哪些?光源器件是光纤通信设备的核心,作用是将电信号转换成光信号光源:1、半导体发光二极管LED 2、单纵模半导体激光器LD8、光电检测器的作用是什么?常用的有哪些?接收光信号,完成光信号转变为电信号的一种有源器件常用的有:(1) 、光电二极管 PD (2) 、改进型光电二极管 PIN (3)、雪崩光电二极管APD12. 耦合器的结构类型有那三种?答:T 形,星形,定向,波分13. 光衰减器的工作机理有那三种?耦合型光衰减器;反射型光衰减器;吸收型光衰减器14. 光纤放大器的主要功能是什么?(1)超长距离、超大容量的光纤通信系统,特别是适合于陆地长干线和海下系统(2)光孤子通信,以在线光放大器延伸