光电子技术解题指导（页）.docx

光电子技术解题指导（页）.docx,距盘I员I中心为A)处冇一个辐射强度为的点源S,如图所示。试计算该点源发射到盘圆的辐射功率。解答:因为哄,且在立体角内的辐射通量全部照在而元上。d/2而元的d①°=ZedQ=>Oe=Jdp,=Ie\d^e/Jcone(y根据立体角定义可知:dG=:,这里的= 代入上式,得到:= 字解答完毕。,设小而源的而积为△/,,辐射亮度为而源法线与厶的夹角为去被照而的而积为A/t,至师源△儿的距离为厶。若0为辐射在被照面“的入射角,试计算小面源在"上产生的辐射照度。解答:因为Le=dle =—5—,推Hh<,=^dscosO44、cos又因为/=咚=>〃①=°dG" " 5叭=乙AA$.cos0jdG=£AA$.cos&$$:嘗推出: °LA/ .cos0r vs •>c c最后根据—曲d①e &•。?霓虹灯是离子发光,不是热辐射。,不同温度下的黑体辐射1111线的极人值处的波长九随温度门沟升高而减小。试由普朗克热辐射公式导出=常数。这一关系式称为维恩位移定律,:在普朗克公式M品中,为运算简便起见,令5=2曲,x=则dx=—=-^Tx2d^k8^The将上述各蜃代入普朗克公式屮,得到:[:严—-叫型晋匸區推出5『—x訂-5=0,用近似法解此超越方程,得到:x=—^―==>九T= “、,代入数据可以求得等式右边是常数,k仏“T 』(加・K)解答完毕。。试由普朗克热辐射公式导出M与温度T的四次方成正比,即:M=oT4解答::dx=,代入到上式,推出:M=^-T4=oT4,其小的常数为<t='。求:此辐射的单色辐射出射度在什么波长下冇极大值地球表面接收到的此辐射的功率是多人?解答:根据维恩位移公式得到:AmT==>九=“n根据斯特藩-波尔兹曼公式得到:.d① (J> r,""'京二亦"'*”其中的R是地球半径。解答完毕。。伤〈知道这是按什么区分的吗?解答:按色温区分。,其体温度为T=400Ko若工作波长A=?时的小信号增益为30dB,求提供此增益的反转集居数密度。解答:氧毎激光器的小倍号增益系数为G<,(vo)=A,?o\vD='7vo(M为原子量)查出2=“〃时的自发辐射系数为A2I=-1,在此温度下多普勒加宽公式为:因为I=IQeG,,ML,根据贝尔公式N=lgZ=101g/s”=30(分贝),求出‘0G°(v0)的分贝表示。代入以上数据,得到△如=,〃",试分析光谱位于大气窗口内的光辐射的大气衰减因素。对某些特定的波长,人气呈现出极为强烈的吸收。光波几乎无法通过。根据人气的这种选样吸收特性,一般把近红外区分成八个区段,将透过率较高的波段称为人气窗口。衰减的原因是大气分子的少量吸收和散射占主导地位的损耗,人气溶胶的吸收和散射。,大气湍流对光束的传播产生哪些影响?是一种无规则的漩涡流动,流体质点的运动轨迹I•分复杂,既侑横向运动,又有纵向运动,空间每一点的运动速度围绕某一平均值随机起伏。这种湍流状态将便激光辐射在传播过程中随机地改变其光波参量,使光束质量受到严重影响,出现所谓光束截而内的强度闪烁、光束的弯曲和漂移(亦称方向抖动)、光束弥散畸变以及空间相干性退化等现彖,统称为大气湍流效应。、,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。解答:当晶体加入电场后,其折射率椭球就发生形变,椭球方程变为:)2+GH八亦+(占卜+船xy=16LN晶体的系数变化与线性电光系数具冇一定的关系,用矩阵表示如下:A厂22A5厂32厂42厂52厂62ExEy作为IN晶体,•其电光系数矩阵的形式为:0000—r22 厂13厂22厂13° r33厂51 000r0 0由此得到:"/22 +7\3^Z733722 +/l3^Z7sxEyX把以上各个量代入椭球方程,得到:/+2+了22®+/l3^Z2+佔1町 丿已 丿(代 )z2+2*1Eyz+2y5lExxz-2y22Exxy=1现在分析电场加在x,y,z轴的折射率及相位变化