光电子技术基础课后答案

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1、.《光电子技术》参考答案第三章1.一纵向运用的KD*P电光调制器，长为2cm，折射率n=2.5，工作频率为1000kHz。试求此时光在晶体中的渡越时间及引起的相位延迟。解：渡越时间为：LnL=2.5210-=c´´2m=1.67´10-10st=dc/n3´10m/s8在本题中光在晶体中的渡越引起的相位延迟量为：wt=2p´106Hz´1.67´10-10=1.05´10-3<<1md对相位的影响在千分之一级别。3.为了降低电光调制器的半波电压,采用4块z切割的KD*P晶体连接(光路串联,电路并联)成纵向串联式结构。试问:(

2、1)为了使4块晶体的电光效应逐块叠加,各晶体x和y轴取向应如何?(2)若l=0.628mm,n0=1.51,g=6323.610m/V,计算其半波电压,并与单块晶体调制器比较之.。´-12答：⑴用与x轴或y轴成45夹角（为45°-z切割）晶体，横向电光调制，沿z轴方向加电场，通光方向垂直于z轴，形成(光路串联,电路并联)的纵向串联式结构。为消除双折射效应，采用“组合调制器”的结构予以补偿，将两块尺寸、性能完全相同的晶体的光轴互成90串联排列，即一块晶体的y'和z轴分别与另一块晶体的z和y'平行，形成一组调制器。4块z切割的K

3、DP晶体连接成*二组纵向串联式调制器。（P96）(2)于是，通过四块晶体之后的总相位差为2pLplLdDf=2´ln3or63V=4n3orV63d相应的半波电压是1ld=1r63L41.510.62810-´6md1VdLV=p=´0.773´1044no33´23.610-´12m/VL4=0.193´104VdL该半波电压是单块横向晶体调制器半波电压的四分之一倍，是单块纵向晶体调制器半波电压的1/(2L/d)倍。另一种方法： ...⑴用z切割的KDP晶体作纵向电光调制，沿z轴方向加电场，通光方向平行于z轴，形成*光路串

4、联,电路并联的纵向串联式结构。具体电路和光路参见下图+-考虑到电压的配置情况，相邻的KDP晶体的x和y轴要转90°，即每个晶体依次转90°。4块z切割的KDP晶体连接成纵向串联式调制器。*(2)于是，通过四块晶体之后的总相位差为2pwDf=4´ln3or63V=4cn3orV63相应的半波电压是1l=10.62810-´6m1=´0.387´10V4m/V4V=p42no3r63421.51´3´23.610-´12=0.968´103V该半波电压是是单块纵向晶体调制器半波电压的1/4倍。该答案可视为符合出题者本意的标准答案

5、。5.一钼酸铅(PbMoO)声光调制器,对He-Ne激光器进行调制。已知声功率P=1W,声光互作4s用长度L=1.8mm,换能器宽度H=0.8mmM=,36.3´10-15s3·kg-1,试求钼酸铅声光调制器2的布拉格衍射效率。答：光调制器的布拉格衍射效率（2-65）：=sinéMP2sùh=IpL12êëúûs2lIHiHe-Ne激光器发出激光的波长是632.8nm。数值计算 ...éêëùúûpLh=sins2MP2s2lHé´kgm2s-ùp1.8´36.310-=sin2´15s3kg-13êúû20.632810-

6、6m0.8´´ë1=sin2[]=0.7087.用PbMoO晶体做成一个声光扫描器，取n=2.48，M=37.75´10s/kg，换能器宽度-15342H=0.5mm。声波沿光轴方向传播，声频f=150MHz，声速v=3.99´105cm/s，光（声）束宽度d=0.85cm，ss光波长l=0.5mm。⑴证明此扫描器只能产生正常布喇格衍射；⑵为获得100%的衍射效率，声功率P应为多大？s⑶若布喇格带宽Df=125MHz，衍射效率降低多少？⑷求可分辨点数N。答：⑴由（2-55）拉曼-纳斯衍射判定式知道2.48´(3.9910nl

7、2s=4l0´/1.510´)2m382L0»4´0.5´10m-6´(3.99/1.524´0.5)´10m=-4=2.488.7710m0.877mm´=-4换能器的声光作用长度L>L，就可以产生正常布喇格衍射。在本题中，根据题意，声光晶体作扫0描器（偏转器）使用，所以声束的宽度应该大于换能器的光束宽度，即：声光作用长度>L=0.85cm=8.5mm，比L大一个数量级。可见，此扫描器只能产生正常布喇格衍射。0éêëùpL2LQh=sinMP=1,lMP=1，2s2⑵ús2l2sHHûPs=l2H=(0.5´10-6´)

8、2´0.5´=(0.5)´3´10-12´2LM22´8.537.7510-152´8.50.377510-13=0.195W（注：（3-53）式中的角度因子在实际工作中不起作用，取值为1就可以了）l1l=1(2-59)Qsinq=2nls=B2nls21l2nls11læö÷øsinq