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1、王XX整理北工大光电子课程复习讲义概念题：一、激光器三要素、受激汲取、受激辐射、自发辐射二、电光效应、电光调制、折射率椭球、普克尔效应、克尔效应、半波电压、横向电光效应、纵向电光效应、声光效应、声光调制、布拉格衍射、声光光/磁光调制三、各项同性晶体、各项异性晶体、对称操作、坐标变换四、激光器的调Q技术、 PRM 和PTM两种调Q技术的区分、可饱和汲取体被动调Q技术五、锁模技术、可饱和汲取、用可饱和汲取体被动锁模脉冲的形成过程、被动锁模、脉冲宽度、频谱宽度、峰值功率六、横模、单横模、单纵模、稳频技术、频率稳定性的定义、兰姆下陷、塞曼效应、兰姆下陷稳频原理七、损耗、色散、单模光纤、多模光纤、单模输
2、出条件、3dB带宽、材料色散、延迟时间、脉冲展宽八、光纤激光器、增益光纤、双包层光纤、保偏光纤九、非线性光学效应、倍频、和频、差频、相位匹配条件、角度相位匹配、走离效应、耦合波方程、正单轴晶体、负单轴晶体、一类相位匹配、二类相位匹配简答题：一、电光调制原理 二、声光调制原理三、调Q基本原理 四、锁模基本原理五、稳频原理 六、选单模方法七、光纤传输基本原理 八、倍频基本原理九、光纤激光器基本原理绪论的作业：1 光电子学的定义是什么？有几方面内容？光学与电子学相结合形成的技术学科。探讨光频电磁波场与物质相互作用过程中的能量相互转换。包括：激光与红外物理学，非线性光学；波导光学；半导体光电子学；傅里
3、叶光学等。2 举例写出几种光电子学应用实例。激光矫正近视手术、飞秒激光器、光子晶体3 描述一下激光器的组成、特性、分类。特性：单色性、相干性、方向性、高亮度4.人眼平安波段是多少？小于400nm，大于1400nm。5.激光的时间相干和空间相干特性确定激光器的什么光学特性？单色性；高亮度。其次章作业：1、调制有几种？a) 依据调制器和激光器的相对关系：内调制、外调制。b) 依据调制波的振荡形式：模拟式调制、脉冲调制c) 依据激光被调制的性质：调幅、调频、调相、强度调制、脉冲调制d)依据调制的光信号：声光、磁光、电光调制。2、什么叫电光调制？调制晶体在外加电场作用下，其折射率发生变更，当光波通过介
4、质时，传输特性受到影响而变更。3、晶体的折射率通常用什么方程描述？请写出KDP晶体加电压和不加电压时的晶体折射率方程。折射率椭球方程（1）无外加电场：（2）有外加电场：得：4、请推导KDP晶体沿Z轴加电压时不含交叉项的折射率方程，并写出三个主轴的折射率表达式。若E|Z，则 （1）设坐标变更为： 代入（1），得另角度为45度，则令，得5、试设计一种电光调制试验装置，如何检验入射光的偏振态（线偏振光、椭圆偏振光、自然光）。假如一个纵向电光调制器没有起偏器，入射的自然光能否得到光强调制？为什么？6、某电光晶体，工作波长1.06 微米，n0=1.76， r63 12.310-12m/V，求非线性晶体上
5、的半波电压。7、请证明KDP纵向（ r63 ）电光调制装置中加入四分之一波片后的透过率近似为：8、什么是声光调制效应？声波是一种弹性波（纵向应力波），在介质中传播时介质产生弹性形变，激起介质中的质点沿着声波传播方向振动，使介质呈现的疏密相间的交替变更，即使得介质的折射率也随着发生相应的周期变更。这种疏密相间的变更，即形象的描述了一种光学元件光栅。该光栅常数等于声波波长。再当光波通过介质时，光产生衍射。其衍射光的强度、方向、频率将随着加在介质上的声波场的变更而变更。9、一钼酸铅声光调制器，对He-Ne激光进行调制，已知声功率为1W，声光互作用长度为1.8mm，换能器宽度H=0.8mm，M2=36
6、.3*10-15 S3.Kg-1, 试求钼酸铅声光调制器的布拉格衍射效率。Ps超声驱动功率、M2是品质因数、L长度、H为换能器宽度、为光波波长。10、一束线偏振光通过长25cm，直径1cm的实心玻璃棒，外绕250匝导线，通电流5A，韦尔代常数V=0.5分/G ，计算光的旋转角。=VBL=VuNILL=VuNI第三章作业：1、晶体分为几大晶系，分别是什么？七大晶系：立方、三方、四方、六方、正交、单斜、三斜2、晶体的对称性如何定义？对称操作有哪几种？对称要素：对称中心、对称面、旋转轴、旋转倒反轴(复合3、什么叫张量？二阶张量和三阶张量的区分是什么？描述作用物理量与感生物理量关系的系数矩阵。二阶张量
7、有9个重量，三阶有27个。4、在本章中，坐标变换的意义是什么？坐标变换可以简化系数矩阵，消退交叉项。5、已知对称操作的变换矩阵是Ac，四次旋转轴操作的变换矩阵是AL4， 求四次旋转倒反轴操作的变换矩阵。6、推导KDP电光晶体的电光系数矩阵的简化矩阵。（KDP为四方晶系，4_2m点群） Homework 1：1. Please illustrate the physical processes involved in the formation of relaxation oscillation in solid-state lasers。请阐述固体激光器形成驰豫振荡的物理过程。产生持豫振荡的主
8、要机理：1) 当激光工作物质被泵浦，激光上能级的反转粒子数密度超过域值条件时，腔内光子数密度增加，放射激光。2) 随着激光的输出，激光上能级的反转粒子数大量消耗，导致粒子反转数下降，当低于域值时，激光振荡停止。3) 由于光泵的接着抽运，上能级粒子数反转数重新积累，当再次超过域值时，又产生其次个脉冲，4) 如此不断重复，直至泵浦结束。2. In Q-switching, we have two approaches to achieve energy storage: by the gain medium and by photons in the cavity. Please describe
9、 their principles and differences.调Q技术有增益介质储能和光子储能，请简述它们的原理和区分。a.激活介质储能当光泵的能量被激光介质汲取后，使激活离子贮存在激活介质的高能态上（该能级有肯定的寿命）。不产生激光辐射，从而使反转粒子数达到最大值。实现这一过程，满意的条件：Gd。Dn达到最大值，增益达到最大，而d很大，阈值高，满意Gmaxd,Q值低,激光不振荡。b.光子储能：激活介质谐振腔组合储能先使反转粒子数达到最大值 ,但满意Gmaxd。然后使GmaxPRM PRM振荡与输出同时进行，PTM先振荡，腔内储存光能后再输出。脉冲宽度：PTMPRM储能方式：PRM工作物
10、质(激活介质)储能，PTM谐振腔内光子储能。Homework 3:1. The oscillation linewidth（震荡线宽） of a mode-locked laser is Dl=40 nm at FWHM. The cavity length（腔长） of this laser is 1.87 m. The laser outputs laser pulses at a center wavelength of （中心波长）0=800 nm with an average power（平均功率） of 1 W. (1) Please calculate the period o
11、f the output pulse train（脉冲序列周期）, the pulse width（脉冲宽度） and the peak power of a single pulse（单脉冲峰值功率）.(2) Using active mode-locking by acouto-optical modulation and assuming the modulation of the electric field applied o, please find the value of wm.(Hint: for Gaussian pulses the product between the pulse width and frequency bandwidth
