第三章
1. 一纵向运用的KDP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：0.167nS
渡越时间为：?d=nL/c 相位延迟因子：
??(t)?
acn?tt??dE(t?)dt????0(1?e?i?m?di?m?d)ei?mt
2. 在电光调制器中，为了得到线性调制，在调制器中插入一个?/4波片，波片的的轴向如何设置最好？若旋转?/4波片，它所提供的直流偏置有何变化？
答：其快慢轴与晶体的主轴x成45?角，从而使Ex?和E两个分量之间产生?/2的固定相位差。
3．当电场反向施加时，晶体依次绕z轴旋转90度，或电场同样，则光轴重合。
y?4 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度调制？为什么？
解答：
不能得到强度调制。自然光通过电光调制器后，不能形成固定相位差。
5 一个PbMoO4声光调制器，对He-Ne激光进行调制。已知声功率Ps=1W，声光相互作用长度L=1.8mm，换能器宽度H=0.8mm，M2=36.3?10-15s3/kg，试求PbMoO4声光调制器的布喇格衍射效率？ 解答：
?s?I1I0??L?sin??2?2?M2Ps?H?L
计算可得71.1％
6 一个驻波超声场会对布喇格衍射光场产生什么影响？给出造成的频移和衍射方向。 解答：
新的光子沿着光的散射方向传播。根据动量守恒和能量守恒定律：
?ks?ki??kd?? ，即?ks?ki?kd?（动量守恒）
?d??s??i（能量守恒）
（能量守恒）——衍射级相对于入射光发生频率移动,根据光波矢量的定义，可以用矢量图来表示上述关系，如图所示
图中ks?2??s2?为声波矢量，ki?2????fs?c'?2??i?2??c'为入射光波矢量。
kd??d为衍射光波矢量。
因为???fs，fs在1010Hz以下，υ在1013Hz以上，所以衍射光的频率偏
移可以忽略不计。 则?d??s??i??i
?2kisin?B在上面的等腰三角形中ks布拉格条件：sin?B?
?i2?s
和书中推导的布拉格条件相同。入射光的布拉格角只由光波长，声波长决定。
7. 用PbMoO4晶体做成一个声光扫描器，取n=2.48，M2=37.75?10-15s3/kg，换能器宽度H=0.5mm。声波沿光轴方向传播，声频fs=150MHz，声速vs=3.99?105cm/s，光束宽度d=0.85cm，光波长?=0.5?m。
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Ps率应为多大？ ⑶若布喇格带宽?f=125MHz，衍射效率降低多少？ ⑷求可分辨点数N。
解：⑴由公式⑵
Is?L?L0?n?s24?0证明不是拉曼-纳斯衍射。
??cos?B2M2L222，
Ps?HLI?cos?B?H?2M222s???L?，答案功率为
0.195W。
?2nvs?fs⑶若布喇格带宽?f=125MHz，衍射效率降低多少？
?n7P22?sf0?f????vs??2?2?Ps??3??cos??H??B?? (???R??)N???B?，
⑷用公式
N????????????fsvsR和计算。答案：148。
第四章
1 比较光子探测器和光热探测器在作用机理、性能及应用特点等方面的差异。
答：光子效应是指单个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。探测器吸收光子后，直接引起原子或分子的内部电子状态的改变。光子能量的大小，直接影响内部电子状态改变的大小。因为，光子能量是h?，h是普朗克常数,?是光波频率，所以，光子效应就对光波频率表现出选择性，在光子直接与电子相互作用的情况下，其响应速度一般比较快。
光热效应和光子效应完全不同。探测元件吸收光辐射能量后，并不直接引起内部电子状态的改变，而是把吸收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升,温度上升的结果又使探测元件的电学性质或其他物理性质发生变化。所以，光热效应与单光子能量h?的大小没有直接关系。原则上，光热效应对光波频率没有选择性。只是在红外波段上，材料吸收率高，光热效应也就更强烈，所以广泛用于对红外线辐射的探测。因为温度升高是热积累的作用，所以光热效应的响应速度一般比较慢，而且容易受环境温度变化的影响。值得注意的是，以后将要介绍一种所谓热释电效应是响应于材料的温度变化率，比其他光热效应的响应速度要快得多，并已获得日益广泛的应用。
2 总结选用光电探测器的一般原则。
答：用于测光的光源光谱特性必须与光电探测器的光谱响应特性匹配；考虑时间响应特性；考虑光电探测器的线性特性等。 4 已知Si光电池光敏面积为5?10mm2，在1000W/m2光照下，开路电
i?12mA压u??0.55V,光电流?.
(1)在（200~700）W/m2光照下，保证线性电压输出的负载电阻和电压变化值；
（2）如果取反偏压V=0.3V，求负载电阻和电压变化值； （3）如果希望输出电压变化量为0.5V，怎么办？ 解答： （1）
RL?0.6uoci?，
uOC?uOC?2.6ln?P''P?
（2）在上面计算公式中，减去一个反偏电压再计算。 （3）增大负载电阻和扩大光照变化范围。
5 如果Si光电二极管灵敏度为10uA/uW，结电容为10pF，光照功率为5uW时，拐点电压为10V，偏压40V，光照信号功率P?t??5?2cos?t??W?，试求：
（1）线性最大输出功率条件下的负载电阻； （2）线性最大输出功率； （3）响应截止频率。 解答：
GP?SP?P0?2gu2V?u?''?''（1）（2）
PH??''?
uHM?SP?P0p?2?G
1''??g?
12GLuHMfc?2（3） 6证明
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