发布时间 : 星期六 文章光电（第二版）习题答案1-9章 - 图文更新完毕开始阅读
z向电场时，在新主轴坐标系x'y'z'中，折射率椭球方程变为
(B10?2?63E3)x'2?(B20?2?63E3)y'2?B30z'2?1
根据Bl与n的关系，并考虑线性电光效应引起的折射率引起的折射率变化相对于原折射率应是一个无穷小量，可近似得：
nx'?n0?n02n0233?63E3
ny'?n0?nz'?ne
?63E3
外加电场方向沿Z轴方向，晶体的主轴x,y轴也将旋转450至x'，y'方向，入射光沿y'轴方向入射并与z轴垂直，偏振方向如图所示，沿x轴。
设入射光经起偏片后强度为E02， 于是 E'(0)?Ez(0?)x22E0
经过长l的晶体后，x'，z两偏振分量间有相位延迟?，于是 E(l)?2Ee?jk0nx'l?2Eej?1
x'2020 E(l)?2Eej?1e?j?
z20再经过?4波片，又引入?2的相位延迟 E(l,?)?2Eej(?1??2) '0x42?j(??) E(l,?)?2Eej(?1??2)e2 z0?42于是检偏器出射光总场强为Ex'(l,)、Ez(l,)沿 垂直于x方向分量的总和
4??4 E(l)?2E(l,?)?2E(l,?)?1Eej(?1??2)(e?j??1)
''02z42x42出射光强
Io?EE*?E2sin02???2?1E2[1?cos(???)] 0222于是出射光强Io与入射光强Ii之比为
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IoIi?12[1?cos(???2)]?12(1?sin?)
又
3no???'??'?k0(n?n)l?k0[n(o??6E?)nel]33xzx'z'2 3k0lnoV?k0(no?ne)l??6V?kn(?nl)??e30o2dV? V??2?k0n?o3d63l
将此式代入上式，得：
IoIi?12{1?sin[k0(no?ne)l??VV?)]}
在KDP晶体横向调制器中，自然双折射的影响会导致调制光发生畸变，甚至使调制器
不能正常工作。在实际应用中，主要采用一种“组合调制器”的结构予以补偿。例如：两块晶体的z轴和y'轴互相反相平行排列，中间放臵
?2波片。当线偏振光沿y'轴方向入
射第一块晶体时，电矢量分解为沿z轴方向的e1光和沿x'方向的o1光两个分量，当它们经过第一块晶体后，两束光的相位差：
??1??'??z?x2??(no?ne?13no?63Ez)l 2经过
?2波片后，两束光的偏振方向各旋转900，经过第二块晶体后，原来的e1光变成了o2光，o1光变成了e2光，则它们经过第二块晶体后，其相位差
??2??z??'?x2??(ne?no?13no?63Ez)l 22?3no?63l于是，通过两块晶体之后的总相位差为：?????1???2?Vd?
因此，若两块晶体的尺寸、性能及受外界影响完全相同，则自然的双折射影响即可得到补偿。根据上式，当????时，半波电压为V?将此式代入上式，得：
IoIi?12??3dk0no?63l
[1?sin(?VV?)]
由于调制电压幅值一般远小于半波电压，即V
?V?，因而上式可近似为
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IoIi?12(1??VV?)
V?Vmsin?t设输入电压为正弦调制电压，即
式中，Vm为调制电压幅值，?为调制频率，于是有
IoIi?12(1??VmV?sin?t)
画出
IoIi与V的关系曲线参看教材附图。
?63?5.5?10?1215. 某晶体在550nm时的
V??m/V，无外场时的主折射率为1.58，求其半波电压。
?k0n?633o??02n?633o?12676.5V
316. 一个拉曼－奈斯声光调制器，晶体折射率为n=1.46，声波速度V?5.95?10m/s,频率为
??10MHz，光波波长??1.55?m，证明最大声光耦合长度为
Lmax?nV222???，并求该晶
体的最大声光耦合长度。 由拉曼－奈斯衍射判断依据得，L?V1?2?2，故最大耦合长度
Lmax1???2?2?1?2()n2?nV222??
将数据代入得：Lmax?nV222???1.46?(5.95?10)2?1.55?10?6322?(10)7?0.1667m
注：此题解答中与题目证明结果不一样。
17. 有一声光偏转器，以重火石玻璃为声光介质，声波中心频率为100MHz，带宽是40MHz，
3入射光束直径是1cm，查得声速V?3.1?10m/s，求偏转器的偏转时间?和分辨点数N。
???0V?1?10?233.1?10?3.2?10?6s
N??????3.2?10?6?40?10?1286
注：此题没有用上中心频率为100MHz条件。
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第六章 光电探测技术
1. ⒈列出光探测器的基本参数并说明其含义。
①量子效率，又称量子产率，是指一个入射光子所释放的平均电子数。它与入射光子能量（即入射光波长）有关。其表达式为??e?Ich?，式中P是入射到探测器上的光功率，PePh?IcIc是入射光产生的平均光电流大小，Ph?是单位时间内入射光子平均数，Ice是单位时间产
生的光电子平均数，e是电子电荷。
②响应度R，为探测器输出信号电压Vs与输入光功率P之比
R?VsP 单位为VW。
③灵敏度S，为探测器输出信号电流Is与输入光功率P之比
S?IsP R和S均用来描述探测器输出电信号与输入光功率的关系，均是波长?的函数。
入射光波长一定，则响应度与灵敏度确定。
④光谱响应，就是表征R（或S）随波长?变化的特性参数。光谱响应中还有一个重要参量，称为响应峰值波长，它指相对光谱响应曲线中对应于最高响应率的辐射波长。
⑤噪声等效功率，定义为相应于单位的信噪比的入射光功率，用来表征探测器探测能力，定义式为NEP?PVsVn NEP越小，探测能力越强。
⑥探测度D，是NEP的倒数，即单位辐射功率相应的信噪比
D?1NEP?1Vs() PVn 通常归一化探测度D*比前述D更能体现探测器性能。D*表示单位探测
1(Ad?f)2Vs() 式中，Ad为探测器器面积、单位带宽的探测度，定义式为D?D(Ad?f)?PVn*21面积，?f为放大器带宽。
⑦频率响应R(f)，是描述光探测器响应度在入射光波长不变时，随入射光调制频率f变化的特性参数。它是光探测器对加在光载波上的电调制信号的响应能力的反映，是表征光探
测器频率特性的重要参数。
除了以上7个基本参数以外，在使用探测器时还会遇到一下参数：
Ⅰ 暗电流，指没有信号和背景辐射时通过探测器的电流；
Ⅱ 工作温度，对于非冷却型探测器指环境温度，对于冷却型探测器指冷却源标称温度；
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