【2017年整理】光电子技术基础课后答案.doc

《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： L nL ? 2.5 2 10? ? c ? ? 2 m ?1.67?10?10s ? ? d c / n 3?10 m / s 8 在本题中光在晶体中的渡越引起的相位延迟量为： ? ? ? 2? ?10 6Hz?1.67?10?10 ?1.05?10?3 ??1 m d 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:(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 ? ? 0.628?m,n0 ?1.51,? ? 63 23.6 10 m/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 KD P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 2? L ? ? L d ?? ? 2? ? n 3 o r63V ? 4 n 3 o r V 63 d 相应的半波电压是 1 ? d ? 1 r63 L 4 1.51 0.628 10? ? 6 m d 1 V d L V ? ? ? ?0.773?10 4 4 no 3 3 ? 23.6 10? ? 12 m /V L 4 ? 0.193?10 4 V d L 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/(2 L/d)倍。 另一种方法：  ⑴用 z切割的 KD P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 KD P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 2? ? ?? ? 4? ? n 3 o r63V ? 4 c n 3 o r V 63 相应的半波电压是 1 ? ? 1 0.628 10? ? 6 m 1 ? ?0.387?10 V 4 m /V 4 V ? ? 4 2no 3 r63 4 2 1.51 ? 3 ? 23.6 10? ? 12 ? 0.968?10 3 V 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。 5.一钼酸铅(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 4 s 用长度 L ?1.8mm ,换能器宽度 H ? 0.8mm M ? , 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）： ? sin ? M P 2 s ? ? ? I ? L 1 2 ? ? ? ? s 2? I H i He-Ne激光器发出激光的波长是 632.8nm。 数值计算  ? ? ? ? ? ? ? L ? ? sin s 2 M P 2 s 2? H ? ? kgm2s? ? ? 1.8 ?36.3 10? ? sin2 ? 15 s 3 kg ? 1 3 ? ? ? 2 0.6328 10?6m 0.8 ? ? ? 1 ? sin2? ? ? 0.708 7.用 PbMoO晶体做成一个声光扫描器，取 n=2.48，M =37.75?10 s /kg，换能器宽度 -15 3 4 2 H=0.5mm。声波沿光轴方向传播，声频 f =150MHz，声速 v =3.99?10 5 cm/s，光（声）束宽度 d=0.85cm， s s 光波长?=0.5?m。 ⑴证明此扫描器只能产生正常布