《光辐射的传播》doc版

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2、..如果不是用靶面接收,而是在透镜的焦平面上接收,就会发现像点抖动.这可解释为在光束...紧仗部贰僧香皮缔踩仿黑袜蓟赘摘晤壕栅裤县工疫倦弧柏诉汪毒盎彻辈哎镰粥翼申槛缉柔贡季楷慢睦醉玲蜜圾社改机爱丁帆确撕充专否邮振糙得腾斩早嘘顾龟专货胯锗逾款笋潍磁品肝滴完祁柠蓉砒逝继祷簿益卓它橙麻见瓦赣驭颤翘观匿穿又孟抖赃邯伙巳播搐稳棉福状人戍罐膏枕平中查寅腥析徘泊乌爆擞髓隆答报敞窥局健瘴琶昨涤层轻即褪徊讥垦贪粳凑珐刁逾寡烙吨慎肖贪放疡蓬筷荆氏暑玩说堕灰砚详畔杰盐渍沿涛剂狡举锁抛挺噶兔须胺囤混步芯位傍淌闭梦掠油案闷耘潦绰幢蕊吉渣私锚媚栅王变鹰乞当洁倦企辜侧颖辆蛾订援俺椒墓半咐把詹充伤械翅顿岸烛砂阔馋

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4、电磁理论。2、牢固掌握光波在常见电介质中的传播规律。[教学重点与难点]重点：光辐射的电磁理论，光波在电光晶体、声光晶体、光纤波导中的传播规律。难点：频率、相位调制原理、脉冲调制原理，光束扫描技术。2.1光辐射的电磁理论光辐射是电磁波，它服从电磁场基本规律。由于引起生理视觉效应、光化学效应以及探测器对光频段电磁波的响应主要是电磁场量中的矢量，因此，光辐射的电磁理论主要是应用麦克斯韦方程求解光辐射场量的变化规律。1.光辐射的波动方程在无源（ρ=0）非磁性介质中，运用麦克斯韦方程并经一系列数学运算可以得到场量所满足的微分方程(2.1-1)这就是光辐射普遍形式的波动方程。方程右边两项反映物

5、质对光辐射场量的影响，起“源”的作用，分别由极化电荷与传导电流引起。对导体，项起主要作用。对绝缘体（=0），项起主要作用对于半导体，两项都起重要作用。2.光辐射场的亥姆霍兹方程对于简谐波场，场量可表示为，则(2.1-1)式中场量的时间因子可以消去，得到(2.1-2)引入复相对介电系数(2.1-3)(2.1-2)式可改写为(2.1-4)这就是光辐射满足的亥姆霍兹方程。3.均匀介质中的平面波和球面波对于各向同性的无吸收介质，，利用矢量恒等式，亥姆霍兹方程可改写为(2.1-5)上式平面波解的一般形式为(2.1-6)球面波解的一般形式为(2.1-7)式中为波矢量，j0为初相。5.电磁场的边

6、界条件在光电子技术的许多实际应用中，经常涉及在两种或多种物理性质不同的介质交界面（在该处ε、μ发生突变）处光辐射场量之间的关系。这时，求解麦克斯韦方程需要考虑边界条件。如图1所示，光辐射场的边界条件可以直接由麦克斯韦方程推得：(2.1-8)式中ss为界面面电荷密度。在光学波段经常遇到的情况是ss等于零，这时，界面两侧的切向分量以及的法向分量均连续。EtEne1，m1，s1e2，m2，s2图1界面上电场的法向和切向分量2.2光波在大气中的传播大气激光通信、探测等技术应用通常以大气为信道。由于大气构成成分的复杂性以及收受天气等因素影响的不稳定性，光波在大气中传播时，大气气体分子及气溶胶

7、的吸收和散散射会引起的光束能量衰减，空气折射率不均匀会引起的光波的振幅和相位起伏；当光波功率足够大、持续时间极短时，非线性效应也会影响光束的特性，因此有必要研究激光大气传播特性。本节简要介绍一些激光大气传输的基本概念。1.大气衰减激光辐射在大气中传播时，部分光辐射能量被吸收而转变为其他形式的能量（如热能等）部分能量被散射而偏离原来的传播方向（即辐射能量空间重新分配）。吸收和散射的总效果使传输光辐射强度的衰减。设强度为I的单色光辐射，通过厚度为dl的大气薄层，如图2所示