光电子技术安毓英习题答案（完整版）

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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑光电子技术安毓英习题答案（完整版） 光电子技术题库及答案 (完整版) 第一章 2. 如下图，设小面源的面积为?As，辐射亮度为Le，面源法线与l0 的夹角为?s；被照面的面积为?Ac，到面源?As的距离为l0。若?c为辐射在被照面?Ac的入射角，试计算小面源在?Ac上产生的辐射照度。 dIe?Arcos?r 解：亮度定义: d?强度定义:Ie?e d?可得辐射通量：d?e?Le?Ascos?sd? Le?s Le ?As ?Ac l0 第1.2题图 ?c 在给定方向上立体角为： d?Accos?c 2l0那么在小面源在?Ac上辐射照度为：Ee?d?eLe?A

2、scos?scos?c ?2dAl03.假使有一个按朗伯余弦定律放射辐射的大扩展源（如红外装置面对 的天空背景），其各处的辐亮度Le均一致，试计算该扩展源在面积为Ad的探测器外观上产生的辐照度。 答：由Le?Acos?d?得d?Led?dAcos?，且d?d 22d?dAcos?l?r?那么辐照度：Ee?Le?0l?2rdr?l2?r220?2?d?Le 7.黑体辐射曲线下的面积等于等于在相应温度下黑体的辐射出射度M。试有普朗克的辐射公式导出M与温度T的四次方成正比，即 M=常数?T4。这一关系式称斯特藩-波耳兹曼定律，其中常数为5.6710-8W/m2K4 解答：教材P9，对公式Me?(T)

3、? 其次章 3对于3m晶体LiNbO3，试求外场分别加在x,y和z轴方向的感应主折射率及相应的相位延迟（这里只求外场加在x方向上） 解：铌酸锂晶体是负单轴晶体，即nx=ny=n0、nzne 。它所属的三方晶 C11C2?e5举行积分即可证明。 ?1?T系3m点群电光系数有四个，即22、13、33、51。电光系数矩阵为： ?0?0?0?ij?0?51?22?22?220?13?13?33?5100?由此可得铌酸锂晶体在外加电场后的折射率椭?0?0?球方程为： (111222?E?E)x?(?E?E)y?(?E)z?2?51(Ezyz?Exxz)?2?22Exxy?122y15z22y13z33z

4、221n0n0ne （1） 通常处境下，铌酸锂晶体采用450z切割，沿x轴或y轴加压，z轴方向通光，即有Ez=Ey=0,且Ex0。晶体主轴x,y要发生旋转，上式变为： x2y2z2?2?2?2?51Exxz?2?22Exxy?1 （2） 2nxnynz因?51Ex?1，且光传播方向平行于z轴，故对应项可为零。将坐标轴绕z轴旋转角度得到新坐标轴，使椭圆方程不含交错项，新坐标轴取为 ?x?cos?sin?x?y?sin?cos?y?，z=z （3） ?将上式代入2式，取?45o消释交错项，得新坐标轴下的椭球方程为： ?1?2?1?2z2?n2?22Ex?x?n2?22Ex?y?n2?1 （4） e?0?0?可求出三个感应主轴x、y、z（仍在z方向上）上的主折射率变成： nx?n0?13n0?22Ex213ny?n0?n0?22Ex （5） 2nz?ne可见，在x方向电场作用下，铌酸锂晶体变为双轴晶体，其折射率椭球z轴的方向和长度根本保持不变，而x,y截面由半径为n0变为椭圆，椭圆的长短轴方向x y相对原来的x y轴旋转了450，转角的大小与外加电场的大小无关，而椭圆的长度nx，ny的大小与外加电场Ex成线性关系。 当光沿晶体光轴z方向传播时，经过长度为l的晶体后，由于晶体的横向电光效应（x-z），两个正交的偏振分量将产生位相差： 3