光电子技术(2 )上篇："激光技术”习题
2、 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舂 加，各晶体 x 和 y 轴取向应如何孑⑵若 A = 0.628/血,坯=1.51,/63 = 23.6x 10"%/V,计算其半波电压，并与单块晶体调 制器比较之.
3、 试设计一种装置,如何检验出入射光的偏振态(线偏光椭圆偏光和自然光)，并 指出是根据什么现象?如果一个纵向电光调制器没有起偏器，入射的自然光能 否得到光强调制?为什么？
4、 一铝酸铅(PhMoO,)声光调制器，对He-Ne激光器进行调制。已知声功率 Ps = 1W,声光互作用长度控制电脑L = \.8mm，换能器宽度 H = 0.8讪,= 36.3X 10川芒• kg"，试求铝酸铅声光调制器的布拉格衍射效 率。
5、 在锁模激光器中，工作物质为YAG,2 = 1.06/^/棒尺寸0)4x50〃〃”,腔长
L = 0.75//?, fm = 选择熔凝石英(n二1.46)作声光介质，声速和颂传媒旗下艺人
匕=5.95 x105c/»/5,采用布拉格衍射，驻波形式，设计声光锁模调制器的尺寸, 并求出布拉格角。
6、 有一带偏振棱镜的电光调Q YAG激光器，试回答或计算下列问题：
(1)画出调Q激光器的结构示意图，并标出偏振镜的偏振轴和电光晶体各主轴的 相对方向。
哈尼克孜被土豪弄进医院⑵怎样调整偏振棱镜的起偏方向和晶体的相对位置才能得到理想的开关效果？ (3)计算 1/4 波长电压V2/4(/ = 25mmjta = ne = 1.05,/63 = 23.6xlO~l7m/V).
7、 声光调Q为什么运转于行波工作状态，一般只适用于连续激光器的高重复频 率运行?加到电声换能器上的高频信号还要用频率为f的脉冲电压进行调制？
8、 当频率人=40MHz的超声波在熔凝石英声光介质(n二1.54)中建立起超声场 (v, = 5.96 x lOS/s)时，试计算波长为2 = 1.06“〃的入射光满足布拉格条件的 入射角&。
9、 一个声光调Q器件(L = 50〃?〃?, H = 5mm)是用熔融石英材料做成，用于连续
YAG激光器调Q。已知激光器的单程增益为0.3,声光器件的电声转换效率为
40%,求：
(1)声光器件的驱动功率人应为多大？
(2)声光器件要工作于布拉格衍射区，其声场频率应为多少？
10、 在红宝石调Q激光器中，利用KDP纵向运用型式,KDP晶体 /63=10.3xl0-,2/n/V,no= 1.512,求出匕。如 果采用 LN 横向运 甩徐娇cos”2=3・4x10-S/u, ® =2.286,求出当选取什么样的尺寸比例〔时丄N的
d
半波电压是KDP半波电压的1/2 ?［〃-晶体加压方向尺寸〃-通光方向尺寸］
11、 考虑一多纵模激光器，在频域可用一分布函数代替各纵模等振幅的条件， 用积分近
似求和方法得到的输出光脉冲在时域上是高斯分布。求证在频域上 它的频谱也是高斯分布，并求出线宽Au (频谱半功率点的全宽)与脉宽(光强 半功率点的全宽)的关系。
12、 掺妆辂铝石榴石激光器，线宽△人=120GHz ,腔内插入覩酸锂调制器，尺 寸是5mmx5mmx20mm ,腔长50cm,腔的总损耗为0.05。当晶体上加有效 值200V的正弦调制电压时，晶体X轴通光,z向加电压，问光的电矢量振动 方向沿y轴和沿Z轴方向时,锁模脉宽各为多少？
巨力集团杨子爷爷是谁13、 有一多纵模激光器纵模数是1千个，激光器的腔长1.5m,输出的平均功 率为1W ,认为各纵模振幅相等。
(1)试求在锁模情况下,光脉冲的周期、宽度和峰值功率各是多少？
⑵采用声光损耗调制元件锁模时，调制器上加电压V(/) = V„_ Cos(comt),试问电 压的频率是多大？，
14、 有一掺妆铅铝石榴石激光器,振荡线宽(荧光谱线中能产生激光振荡的范 ffl)A^. = 12xlOlo/7z ,腔长L二0.5m ,试计算激光器的参量:⑴ 纵模频率 间隔;(2) △入内可容纳纵模的
数目；(3)假设各纵模振幅相等,求锁模后 脉冲的宽度和周期；(4)锁模脉冲及脉冲间隔占有的空间距离。
15、 掺妆铅铝石榴石激光器，采用KDP晶体损耗调制锁模,z轴加电压z轴通 光，调制电压的有效值是200V,若腔长L二60cm。
(1)试画出腔内调制元件的放置方法,并标出KDP晶体的主轴坐标。
(2)试求调制电压的周期和晶体的单程相位延迟。
16、 在谐振腔中部L/2处放置一损耗调制器,要获得锁模光脉冲,调制器的损 耗周期T应为多大？每个脉冲的能量与调制器放在紧靠端镜处的情况有何 差别？
17、 WS铝石榴石激光器的光学长度为40cg单程总损耗系数3=0.1,由损 耗调制锁模，调制深度m二02已知增益线宽190GH乙试求相应的锁模脉 宽。
18、 _台锁模激光器，腔长L二lm,假设超过阈值的所有纵模被锁定,
(1)若工作物质是红宝石,棒长z =10cm, n=1.76, △血=0.5nm,
2=694.3nmo
⑵若工作物质是妆玻璃,棒长？二10cm, n=1.83, =28nm, 2二1.06““。
(3)若是 He-Ne 激光器,2100cm, =2xlO_3nw, 2=632.8nmo 分别求
A
出输出的脉冲宽度，脉冲间隔及模式数？从计算的结果可以得出什么结 论？
(4)如果采用KDP纵向运用，试求出在振幅、相位两种调制型式时，夕卜加调制
信号的频率是多少？并画出结构原理图。
19、一台Nd:YAG锁模激光器,腔长L二1.5g图习题3-1所示的结构是否处
于最佳理想运转状态？一台理想的锁模激光器，输出的激光具有什么特 点？调制信号:V = V„_ cos(^,„r), 6y„,=2^x5xlO7 , LN 横向运用 f X 向加 场，z向通光,P//x(y)。
20、一台Nd:YAG锁模激光器,KDP纵向运用，偏振器的振动方向与KDP晶 体的感应主轴*$)平行，加在晶体上的调制信号V = Viitsin^lllt),调制频 率为55x106Hz ,腔长L二1.5m,,其结构如图习题3-2所示。试判定上述 结构是否合理？为什么?三体电影被国家停了
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