光電子技術(shù)解題指導(dǎo)(已修改)
2025-04-05 07:25 本頁面
【正文】 習(xí) 題1 設(shè)在半徑為Rc的圓盤中心法線上，距盤圓中心為l0處有一個(gè)輻射強(qiáng)度為Ie的點(diǎn)源S，如圖所示。試計(jì)算該點(diǎn)源發(fā)射到盤圓的輻射功率。l0SRc第1題圖 解答：因?yàn)椋以诹Ⅲw角內(nèi)的輻射通量全部照在面元上。面元的 根據(jù)立體角定義可知：，這里的，代入上式，得到：解答完畢。 如圖所示，設(shè)小面源的面積為DAs，輻射亮度為Le，面源法線與l0的夾角為qs；被照面的面積為DAc，到面源DAs的距離為l0。若qc為輻射在被照面DAc的入射角，試計(jì)算小面源在DAc上產(chǎn)生的輻射照度。LeDAsDAcl0qsqc第2題圖解答：因?yàn)椋瞥觯河忠驗(yàn)橥瞥觯鹤詈蟾鶕?jù) 解答完畢。 從黑體輻射曲線圖可以看出，不同溫度下的黑體輻射曲線的極大值處的波長lm隨溫度T的升高而減小。試由普朗克熱輻射公式導(dǎo)出 。這一關(guān)系式稱為維恩位移定律，180。103mK。解答：在普朗克公式 中，為運(yùn)算簡便起見，令，則 將上述各量代入普朗克公式中，得到： 根據(jù)維恩位移定：推出，用近似法解此超越方程，得到：，代入數(shù)據(jù)可以求得等式右邊是常數(shù)，其值為解答完畢。 黑體輻射曲線下的面積等于在相應(yīng)溫度下黑體的輻射出射度。試由普朗克熱輻射公式導(dǎo)出與溫度的四次方成正比，即：解答：根據(jù)積分表可得：，代入到上式，推出：，其中的常數(shù)為 宇宙大爆炸遺留在宇宙空間的均勻背景熱輻射相當(dāng)于3k黑體輻射。求：此輻射的單色輻射出射度在什么波長下有極大值 地球表面接收到的此輻射的功率是多大？解答： 根據(jù)維恩位移公式得到：根據(jù)斯特藩波爾茲曼公式得到：，其中的R是地球半徑。解答完畢。 常用的彩色膠卷一般分為日光型和燈光型。你知道這是按什么區(qū)分的嗎？解答：按色溫區(qū)分。 長為1米的氦氖激光器中，其體溫度為。若工作波長時(shí)的小信號增益為，求提供此增益的反轉(zhuǎn)集居數(shù)密度。解答： 氦氖激光器的小信號增益系數(shù)為，查出時(shí)的自發(fā)輻射系數(shù)為，在此溫度下多普勒加寬公式為：（M為原子量）因?yàn)?，根?jù)貝爾公式（分貝），求出的分貝表示。代入以上數(shù)據(jù)，得到習(xí) 題2 何為大氣窗口，試分析光譜位于大氣窗口內(nèi)的光輻射的大氣衰減因素。對某些特定的波長，大氣呈現(xiàn)出極為強(qiáng)烈的吸收。光波幾乎無法通過。根據(jù)大氣的這種選擇吸收特性，一般把近紅外區(qū)分成八個(gè)區(qū)段，將透過率較高的波段稱為大氣窗口。衰減的原因是大氣分子的少量吸收和散射占主導(dǎo)地位的損耗，大氣溶膠的吸收和散射。 何為大氣湍流效應(yīng)，大氣湍流對光束的傳播產(chǎn)生哪些影響？是一種無規(guī)則的漩渦流動，流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡十分復(fù)雜，既有橫向運(yùn)動，又有縱向運(yùn)動，空間每一點(diǎn)的運(yùn)動速度圍繞某一平均值隨機(jī)起伏。這種湍流狀態(tài)將使激光輻射在傳播過程中隨機(jī)地改變其光波參量，使光束質(zhì)量受到嚴(yán)重影響，出現(xiàn)所謂光束截面內(nèi)的強(qiáng)度閃爍、光束的彎曲和漂移（亦稱方向抖動）、光束彌散畸變以及空間相干性退化等現(xiàn)象，統(tǒng)稱為大氣湍流效應(yīng)。,試求外場分別加在x,y和z軸方向的感應(yīng)主折射率及相應(yīng)的相位延遲。解答：當(dāng)晶體加入電場后，其折射率橢球就發(fā)生形變，橢球方程變?yōu)椋篖N晶體的系數(shù)變化與線性電光系數(shù)具有一定的關(guān)系，用矩陣表示如下： 作為LN晶體，其電光系數(shù)矩陣的形式為： 由此得到： 把以上各個(gè)量代入橢球方程，得到： 現(xiàn)在分析電場加在x,y,z軸的折射率及相位變化情況。 外加電場平行于Z軸： 此時(shí) 則橢球方程變?yōu)椋? 得出新的主折射率為：
規(guī)章制度相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1