(整理)浙大光学工程复试题目.pdf

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1、精品文档-浙江大学 光学工程复试参考题目1、激光的全称，其特性和应用激光一词在英文中是“Laser”，是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”的缩写，意为“受激发射的辐射光放大”。特性：（1）单色性：指光强按频率的分布状况，激光的频谱宽度非常窄；（2）相干性：时间相干性和空间相干性都很好；（3）方向性：普通光源向四面八方辐射，而激光基本沿某一直线传播，激光束的发散角很小；（4）高亮度：在单位面积、单位立体角内的输出功率特别大；激光与普通光的根本不同在于激光是一种光子简并度很高的光。应用：光电技术、激光医疗与光子生物学、

2、激光加工技术、激光检测与计量技术、激光全息技术、激光光谱分析技术、非线性光学、激光化学、量子光学、激光雷达、激光制导、激光分离同位素、激光可控核聚变、激光武器等。2、望远镜的物镜直径选择根据公式知望远镜物镜的直径影响到一下因素：分辨率、景深直径大则分辨率高，反之则分辨率低；直径大景深小，反之则景深大；3、几何光学的 7 种误差.单色像差：球差、彗差、场曲、像散、畸变复色像差：位置色差、倍率色差4、全息技术、成像原理、用处全息术是利用“干涉记录、衍射再现”原理的两步无透镜成像法，把从三维物体来的光波前记录在感光材料上（称此为全息图），再按照需要照明此全息图，使原先记录的物光波的波前再现的一种新的

3、照相技术，它是一种三维立体成像技术。特点：（1）能够记录物体光波振幅和相位的全部信息，并能把他再现出来，应用全息术可以获得与原物相同的立体像；（2）实质上是一种干涉和衍射现象；（3）全息图的任何局部都能再现原物的基本形状。用处：（1）制作全息光学元件。全息光学元件实际上是一张用感光记录介质制作的全息图，它具有普通光学元件的成像、分光、滤波、偏转等功能，并有重量轻、制作方便等优点，广泛应用于激光技术、传感器、光通信和光学信息处理等领域；（2）全息显示利用全息术能够再现物体的真实三维图像的特点，是全息术最基本的应用之一；（3）全息干涉计量，例如可用于各种材料的无损检测，非抛光表面和形状复杂表面的检

4、验，研究物体的微小变形、振动和高速运动等；（4）全息存储是一种存储容量大、数据传输速率高和随机存取时间短且能进行并行处理的信息存储方式。5、空间频率？傅立叶变换的频谱和光波频谱有什么区别？傅立叶频谱和光学波长的频率？空间频率是把一个在空间呈正弦或余弦分布的物理量在某个方向上单位长度内重复的次数成为该方向上的空间频率。傅里叶变换是运用傅里叶变换的方法将一个复杂的光学图片的光学信息分解为具有不同权重、连续空间频率的基元信息（或者基元周期结构）的线性叠加，这些连续的空间频率就构成傅里叶变换的频谱；而光波的频谱是由光的连续频率构成的，没有经过任何变换；光学波长的频率是指单位时间内通过的波数。6、光线W

5、DM将发光点发出的光抽象为许多携带能量并带有方向的几何线，即为光线，光线的方向代表光的传播方向。精品文档精品文档WDM：Wavelength Division Multiplexing波分复用，是将两种或多种不同波长的光载波信号（携带各种信息）在发送端经复用器（亦称合波器，Multiplexer）汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器（亦称分波器，Demultiplexer）将各种不同波长的光载波分离，然后由光接收机做进一步处理以恢复原信号。7、模电、数电、D/A、A/D模电：Analog Circuit 模拟电路，处理模拟信号的电子线路；模拟信号：时间和

6、幅度都连续的信号；数电：数字电路，用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路；D/A：数模转换，将数字信号转换为模拟信号；A/D：模数转换，将模拟信号转换为数字信号。8、CCDCCD：Charge-Coupled Device电荷耦合器件，是一种光电成像器件，其功能是把光学图像转换为电信号，即把入射到传感器光敏面上的按空间分布的光强信息（可见光、红外辐射等），转换为按时序串行输出的电信号-视频信号，而视频信号能再现入射的光辐射图像。CCD 的基本功能是电荷存储和电荷转移，其工作过程就是信号电荷的产生、存储、传输和检测的过程，电荷耦合摄像器件信号电荷的产生是依靠半导体的光电特性，用光注入

7、的办法产生。CCD 的基本单元是 MOS（金属-氧化物-半导体）电容器，能够存储电荷。当光敏区的光敏元接收到光信号后会将产生的电子传输到CCD 的 MOS 单元，每个 MOS 单元中的电荷按照顺序依次转移串行输出，将光信号转化为电信号传输，最后再按照电信号恢复原始信号。CCD 的应用主要是固体成像、信号处理和大容量储存这三方面。CCD(Charge-Coupled Device)is an optical imaging device.The purpose is to turn the opticalimage into electrical signals which can carry

8、out the reproduction of the incident light radiationimage.The basic function of CCD is the storage and transfer of charge.The course of its work is theproduce,storage,transfer and detect of charge while the produce of charge is depended on opticaland electrical characteristics of semiconductor.The b

9、asic unit of CCD is the MOS capacitor which can storage charge.These units will outputtheir charges that are transferred from the Photosensitive,thus optical signal is turned intoelectrical signal.At last,carry out the reproduction of original signal.Solid imaging,signal processing,mass storage are

10、main applications of CCD.9、空间相干、时间相干空间相干：给定一个光源尺寸，就限制着一个相干空间，这就是空间相干问题，也就是说，若通过光波场横方向上两点的光在空间相遇时能够发生干涉，则称通过空间这两点的光具有空间相干性。时间相干：光波在一定的光程差下能够发生干涉的事实表明了光波的时间相干性，我们把光通过相干长度所需的时间称为相干时间；显然，若同一光源在相干时间t 内不同时刻发出的光经过不同的路径相遇时能够发生干涉，则称光的这种相干性为时间相干性。10、望远镜的物镜孔径是不是越大越好？瑞利判据是啥？望远镜的物镜孔径越大分辨率越高，但是景深也变小，故要根据需要选择物镜孔径大

11、小；瑞利判据是指两个相邻像点之间的间隔等于艾里斑的半径时，则能被光学系统分辨开。11、什么是 4f 系统，什么是频谱面？激光通过狭缝后在频谱面上的现象？如果狭缝变窄，频谱如何变化？空间频率的含义？4f 系统是在进行相干光学处理时，采用的两个透镜成共焦组合放大率为-1 的双透镜成像系精品文档精品文档统；频谱面是指物光波在经过第一个透镜的傅里叶变换后将其分解为连续空间频率的傅里叶频谱所在的平面，在 4f 系统中对应两个透镜的共焦面；激光通过狭缝，狭缝的透射系数是矩形函数rect(x)，经过第一个透镜的傅里叶变换后傅里叶频谱为sinc(x)函数，所以在频谱面上是sinc(x)函数的图像；因为傅里叶变

12、换frect()d sinc(ud)，所以当狭缝变窄时，相当于 d 减小，所以频谱面上的sinc(x)函数的图像的强度将变弱，另外光谱还会展宽。把一个在空间呈正弦或余弦分布的物理量在某个方向上单位长度内重复的次数称为该方向上的空间频率。12、什么是粒子数反转，解释一下粒子数反转：Population Inversion，是激光产生的前提。在通常情况下，处于低能级的粒子数大于处于高能级的粒子数，采用泵浦的方式将低能级上的粒子抽运到高能级上，实现高能级的粒子数多于低能级的粒子数的现象叫做粒子数反转。13、如果能级宽度变大，那么跃迁后发出的光向红光还是蓝光方向移动xdh 6.62610根据辐射公式E

13、 h当能级宽度变大，则 E 变大，h 是普朗克常数，34js，则发出的光波的频率变大，那么跃迁后发出的光向蓝光方向移动。14、如果接受器和光源相对运动方向是互相接近的，那么接受器的光谱向哪个方向频移当它们相互接近时，接收器在单位时间内接收到的光波数增多，相当于探测到的光波频率变大，那么接收器的光谱往蓝光方向频移。15、色散、频率和色散的关系.光在物质中传播时其折射率（传播速度）随光波频率（波长）而变的现象叫做色散；频率和色散的关系分为正常色散和反常色散两种情况。其中正常色散是指折射率随波长增大而减小的色散，也即折射率随频率减小而减小，正常色散有科希公式n AB2C4；反常色散是指折射率随波长增

14、大而增大的色散，也即折射率随频率增大而增大。16、老师会请你用英文进行自我介绍、主要包括：在大学四年中你学了哪些课程；你的兴趣爱好；你希望在后续的研究等I come from the UESTC,the University of Electronic Science and Technology of China.I havegraduated from that school for nearly 3 years.I majored in optical engineering and opticalcommunication.My major courses are these belo

15、w:Calculus;AutoCAD;Basics of Software;Circuit Analysis;Analog Circuit;Digital Circuit;Signals and Systems;Quantum Mechanics;Semiconductor Physics;Physical Optics;Geometrical Optics;Laser Principles;Laser Technologyand some of others.I like optic especially optical communication.The two years after m

16、ygraduation I have worked in an optical communication company as a R&D engineer of opticaldevices.In the follow-up study,I still want to go on with optical communication.Thank you!17、MTF 和 OTF 是什么的缩写?含义是什么?具体器件如透镜的传递函数是什么?MTF：Modulation Transfer Function 调制传递函数，表示各种不同频率的正弦强度分布函数经光学系统成像后，其对比度（即振幅）的衰减

17、程度。OTF：Optical Transfer Function 光学传递函数，表示非相干成像系统空间频率域中的成像特精品文档精品文档性。透镜相当于出瞳是圆孔的非相干成像系统，其传递函数根据【H(,)=两个错开出瞳的重叠面积/出瞳总面积】计算出，具体计算过程在工程光学书P395。18、光电转换器件举例激光器是电信号转光信号；CCD 是光信号转电信号。19、在 4f 系统中物体的放大或者旋转将引起像如何变化?在 4f 系统中，由于物经过透镜的两次傅里叶变换，物和像的复振幅分布满足E(x,y)E(x,y)，这表明输入图像与输出图像完全相同，只是变成了倒像。所以如果物体放大，则像也将变大，物体旋转，

18、像往相反的方向旋转。20、LED 和 LD 分别是什么的缩写?是什么意思?LED：Light Emitting Diode 发光二极管，其实际上是一个半导体PN 结，在此 PN 结上加正向偏置电压时会发光；LD：Laser Diode 半导体激光器。21、关于棱镜的色散，即一束白光通过棱镜后发生什么变化?白光是复色光，通过棱镜时由于棱镜对不同频率成分的光的折射率不同，对频率高的光折射率大，故偏折也更显著，所以不同频率成分的光分离产生色散现象，且由红到紫依次排列，紫光一端在偏折严重的一方。22、为什么那个望远镜孔径越大,分辨率越高?方法一：直接根据公式小，故分辨率高；方法二：根据圆孔衍射，Air

19、y 斑的半径r01.22f1.22，孔径大意味着可分辨的最近的两个物点对望远镜的张角DD，所以当孔径大时，Airy 斑半径小，根据 Reyleigh（瑞利）判据“两像点之间的距离等于 Airy 斑半径时，两物点对望远镜的张角为分辨极限”，故当Airy 半径小则像点距离小，则物点相对于望远镜的张角小，所以分辨率高。23、在一架朝你飞来的飞机上有一个光源，那么你接受到的光速是c？大于 c？还是小于 c?根据多普勒（Doppler）效应：当光源与观察者有相对运动时，观察者接收到的频率会改变。当它们相向运动时，在单位时间内观察者接收到的完全波的个数会增多，即接收到的频率增大，波长减小，这就是所谓的蓝移

20、现象；当它们相背运动时，在单位时间内观察者接收到的完全波的个数会减少，即接收到的频率较小，波长增大，这就是所谓的红移现象；而在这个过程中波速 c 是不变的，变的只是频率而已。24、红移现象是由频率的变化还是波长的变化引起的?上题已经解释了红移现象，说明红移是由频率的变化引起的。25、微分和积分的几何意义?微分的几何意义：对于曲线y f(x)上一点M(x0,f(x0)，当其横坐标x0有增量x时，对应纵坐标上的增量为y，dy是对应的M(x0,f(x0)处切线的增量；当x很小时，ydy比y小得多，则在M(x0,f(x0)的邻近，我们可以用切线段来近似代替曲线段。且函数y f(x)在精品文档精品文档x

21、0处的微分在几何上表示曲线y f(x)在对应点M(x0,f(x0)处切线的纵坐标该变量。积分的几何意义：如果在a,b上f(x)0时，定积分baf(x)dx的值等于曲线y f(x)与直线x a,x b及x轴围成的去边梯形的面积，这就是定积分的几何意义。26、三角形小孔的衍射光斑?对夫琅禾费衍射，可以用傅里叶变换来求出其衍射光斑。以三角状函数(x)1 xx 12为例，其傅里叶变换为函数sinc(u)（其图像为中0其他2心亮斑，还有一些次级大但都比较弱），根据傅里叶变换的相似定理，其他形状的三角形小孔的衍射光斑也与sinc(u)类似，只是会有一些缩放变化而已。27、英文作文：你为什么报考浙大光电系？

22、I come from the UESTC,the University of Electronic Science and Technology of China.I havegraduated from that school for nearly three years.I majored in optical engineering and opticalcommunication.And for the past two years,I have worked in an optical communication companyas a R&D engineer for the o

23、ptical devices.I contacted optical communication have been fouryears,I like it very much.In the follow-up study,I still want to go on with the opticalcommunication.Otherwise,the specialty of optical engineering in Zhejiang University is the bestone in our country.It can provide me the best condition

24、 of study.So I want to study there with thebest teachers and students very much.Thank you!28、CMOSCMOS：Complementary Metal-Oxide-Semiconductor互补金属氧化物半导体图像传感器。其像素结构分为无源像素型（PPS）和有源像素型（APS）两种。CMOS 摄像器件的总体结构框图如下所示，一般由像素（光敏单元）阵列、行选通逻辑、列选通逻辑、定时和控制电路、模拟信号处理器（ASP）和 A/D 变换等部分组成。其工作过程为：外界光照射像素阵列，产生信号电荷，行选通逻辑单元

25、根据需要选通相应的行像素单元，行像素内的信号电荷通过各自所在的列的信号总线传输到对应的模拟信号处理器（ASP）及 A/D 变换器，转换成相应的数字图像信号输出。行选通单元可以对像素阵列逐行扫描，也可以隔行扫描。隔行扫描可以提高图像的场频，但会降低图像的清晰度。行选精品文档精品文档通逻辑单元和列选通逻辑单元配合，可以实现图像的窗口提取功能，读出感兴趣窗口内像元的图像信息。其与 CCD 比较，优点在于CMOS 可以将光电摄像器件阵列、驱动和控制电路、信号处理电路、模/数转换器、全数字接口电路等完全集成在一起，可以实现单芯片成像系统，且耗电量小，而 CCD 则不具备这样的能力；缺点在于图像噪声较大、

26、信噪比较小、光电灵敏度不高等，亟待解决。29、用英语介绍我们学校给美国客人Nice to meet you!My dear American guests,I am a student of this school.Now Ill tell yousomething about our university.Its called the UESTC,the full name is the University ofElectronic Science and Technology of China.It is well known by its electronic technology.T

27、hereare more than ten institutes,such as the Communication Institute,the Electronic EngineeringInstitute,the Optoelectronic Information Institute,and so on.For the past years from its establishment in 1956,our school is located in the place that is near thecenter of Chengdu.With the completion of th

28、e new campus last year in the suburbs,mostinstitutes have moved to there leaving only two remained.You can see that the new campus ismuch larger than the old one,and it s surrounded by countless ginkgos.It is so beautiful that youneed to appreciate personally.Thank you!30、激光三能级系统与四能级系统，以及二者的比较三能级系统：

29、包括基级、高能级、亚稳态能级。基态能级上的电子吸收能量跃迁到高能级，但是在高能级上的寿命很短，因为迅速无辐射跃迁到亚稳态能级，在亚稳态能级上的寿命较长，可以聚集较多的电子，因而能形成集居数反转。这样的激光器发射的激光频率由基级和亚稳态能级的能量差决定。典型的是红宝石激光器。四能级系统：包括基级、高能级、亚稳态能级、比基级稍高一点处于基级与亚稳态能级之间的能级。基态能级上的电子吸收能量跃迁到高能级，然后几乎全部迅速地无辐射跃迁到亚稳态能级上，实现集居数反转。最后亚稳态能级上的电子跃迁到比基级稍高一点的能级上发射激光。两者比较：由于四能级系统的激光下能级不是基态能级，其上基本没有粒子，只需很低的泵

30、浦能量就能实现激光振荡，这是四能级系统相对于三能级系统的优点。31、英语【Cube】n.立方体、立方【cubic meter】立方米【decimeter】n.分米【Centimeter】n.厘米【millimeter】n.毫米【micron】n.微米【nanometer】n.纳米32、谈一下光通信的优点（1）通信容量大（2）中继距离长（3）保密性好（4）抗干扰能力强（5）体积小、重量轻，便于施工维护（6）原材料（二氧化硅）来源丰富，价格低廉33、用一个实验证明光的波粒二象性（用单光子的杨氏干涉实验证明）精品文档精品文档光子按照一定的几率落在接收屏上的不同位置，一段时间的累积就会出现干涉条纹。但

31、是单光子是怎么获得的？这是个问题。34、激光的工作原理激光器主要由泵浦源、工作物质、谐振腔三部分构成。在泵浦源的作用下，工作物质中电子吸收能量从基态跃迁到激发态，形成粒子数反转，使高能级上的电子多于低能级的电子；然后这些处于高能级的电子在受到一定能量光子的激发下能从高能级跃迁到低能级，并发射一个与激励光子相同状态的光子，如此不断激励就形成相干性很强的激光；这里谐振腔的作用在于选模、限制输出光束方向和形成正反馈。35、近红外的波长范围780nm 1.5103nm36、半导体的能带结构对于半导体来说，电子填满了一些能量较低的能带，称为满带，最上面的满带称为价带；价带上面有一系列空带，最下面的空带称

32、为导带。价带和导带有带隙，称为带隙宽度表示价带顶和导带底的能量间隙。对于本征半导体在绝对零度没有激发的情况下，价带被电子填满，导带没有电子。在一般温度，由于热激发，有少量电子从价带跃迁到导带，使导带有少量电子，而在价带留下少量空穴，这种激发就是本征激发。半导体的导电就是依靠导带底的少量电子和价带顶的少量空穴完成的。37、固体激光器和气体激光器哪种比较好，问什么好？固体激光器通常以绝缘晶体或玻璃为工作物质，少量的过渡金属离子或稀土离子掺入晶体或玻璃，经光泵激励后产生受激辐射作用。气体激光器通常以气体或金属蒸汽为工作物质。由于气态工作物质的光学均匀性远好于固体，谱线宽度远小于固体，因而气体激光器光

33、束的方向性好、单色性好。但气体的激活粒子密度远小于固体，需要较大体积的工作物质才能获得足够的输出功率，因此气体激光器的体积一般比较大。38、透镜折射率与哪些参数有关？透镜材料入射光波频率39、提高显微镜的放大率，目镜和物镜的焦距如何变化？由于显微镜的视觉放大率公式为 (250mm)，要提高放大率只需将目镜和物镜的焦f0fe距都减小。40、显微镜的分辨率与那些有关？根据 Reyleigh（瑞利）判断：两相邻像点之间的间隔等于 Airy 斑半径时能被系统分辨。显微镜的分辨率为0.61。NA0.5。NA根据 DaWes（道威）判断：两相邻像点之间的间隔等于Airy 斑半径的 0.85 倍时能被系统分

34、辨。显微镜的分辨率为按照以上两种判断方式知，显微镜的分辨率与物镜的数值孔径、入射光波长有关。41、光纤的折射率如何分布的阶跃折射率（SI,step-index）光纤：其折射率满足纤芯折射率为一定值，且大于包层折射率。精品文档精品文档渐变折射率（GRIN,graded-index）光纤：其纤芯折射率从光纤中心随着径向距离的增加而连续减小，直到纤芯边缘处与包层的折射率相等。42、当光纤纤芯直径小于光线波长时，能不能传输该光线，为什么？可以传输因为光波的传输需满足大于截止波长、实现全反射、满足模式本征方程；与光波长和纤芯直径的大小关系无关。模式本征方程是在光波在光纤横向一周期内相位的变化为2的整数倍

35、（这样的光波才能沿轴向不减弱的传播）的条件下得出的关系式。43、普朗克常数是多少？单位是什么？h6.626 1034j s44、有哪些光电转换器件？各自的原理是什么？灵敏度哪个高哪个低？CCD 和 CMOS原理上述已经讲清楚了灵敏度：在一定光谱范围内，单位曝光量的输出信号电压（电流）。曝光量：光强与光照时间之积。对于 CCD 和 CMOS，灵敏度 CCD 要更高。45、各种传感器的反应时间比较，CCD 的为多少？46、倍增管的二次发射原理是什么？光电倍增管（photomultiplier）：可将微弱光信号通过光电效应转换成电信号并利用二次发射电极转为电子倍增的电真空器件。Photomultip

36、lier包括阴极室和由若干打拿极组成的二次发射倍增系统。阴极室的结构与光阴极 K 的尺寸和形状有关，它的作用是把阴极在光照下由外光电效应产生的电子聚焦在面积比光阴极小的第一打拿极D1 的表面上。二次发射倍增系统是最复杂的部分。打拿极主要选择那些能在较小入射电子能量下有较高的灵敏度和二次发射系数的材料制成。常用的打拿极材料有锑化铯、氧化的银镁合金、氧化的铜铍合金等。打拿极的形状应有利于将前一级发射的电子收集到下一级。在各打拿极D1、D2、D3 和阴极 A 上依次加有逐渐增高的正电压，而且相邻两级之间的电压差应使二次发射系数大于 1。这样，光阴极发射的电子在D1 电场的作用下以高速射向打拿极D1，

37、产生更多的二次发射电子，于是这些电子又在D2 电场的作用下向 D3 飞去。如此继续下去，每个光电子将激发成倍增加的二次发射电子，最后被阳极收集。47、关于焦距可调的液晶透镜问题大部分的液晶透镜利用呈小杆状的液晶分子可以在电场中改变它们的指向这一特性，特别是精品文档精品文档当电场强度足够大的时候，所有的分子都会沿场强方向排列起来。在这个过程中，液晶的折射率会发生改变，这就是液晶透镜调焦的基本原理。48、激光测距的具体原理是什么？激光测距（Laser Rangefinder）是一种利用激光测量距离的方法。一般采用脉冲法和相位法。脉冲法：测距仪发射出的激光被测量物体反射后又被测距仪接收，测距仪同时记

38、录激光往返的时间，光速和往返时间的乘积的一半就是测距仪与被测量物体之间的距离。相位法：利用发射的调制光与被测目标反射的接收光之间光强的相位差所含的距离信息来实现对被测目标距离的测量。49、在时域或者空域上采集了n 个采样点，傅氏变换后，变成几个点？50、解释一下拉氏不变量的具体含义？拉氏不变量的具体表达式为J nuy nu y。它表示实际光学系统在近轴区成像时，在物像共轭面内，物体大小y、成像光束的孔径角u、物体所在介质的折射率n的乘积为一常数，与光学系统的具体结构参数无关。51、散射的原因光的散射是指，由于物质（气体、液体或固体）中存在的微小粒子对光束的作用，使光波偏离原来的传播方向而四散开

39、的现象。Rayleigh（瑞利）散射：是指散射粒子线度比波长小得多的粒子对光波的散射。如大气中的灰尘、烟、雾等悬浮微粒所引起的散射；米氏散射：粒子线度大于10 的较大微粒散射。如白云对阳光的散射、浪花的散射；Rayleigh 散射和米氏散射都是散射光的频率域入射光频率相同的散射现象；而拉曼散射和布里渊散射都会产生对称分布的新的频率。52、调 q 激光器、Q-switch 的 principleQ 值（品质因数）是评定激光器中光学谐振腔质量好坏的指标。谐振腔的 Q 值与损耗成反比，一般采取改变腔内损耗的办法来调节Q 值。对脉冲激光器，在泵浦激励过程中，当工作物质中反转集居数密度n增加到阈值时就产

40、生激光。当n超过nt时，随着受激辐射的增强，上能级粒子数大量消耗，反转集居数n迅速下降，直到n低于阈值nt时，激光振荡迅速衰减。然后泵浦的抽运又使上能级逐渐积累粒子而形成第二个激光尖峰。如此不断重复，便产生一系列小得尖峰脉冲。由于每个激光脉冲都是在阈值附件产生的，所以输出脉冲的峰值功率较低，一般为几十千瓦数量级。增大输入能量时，只能使尖峰脉冲的数目增多，而不能有效地提高峰值功率水平。同时，激光输出的时间特性也很差。为了得到高的峰值功率和窄的单个脉冲，采用了 Q 调制技术，它的基本原理是通过某种方法使谐振腔的损耗因子（或 Q 值）按照规定的程序变化，在泵浦激励刚开始时，先使光腔具有高损耗因子H，

41、激光器由于阈值高而不能产生激光振荡，于是亚稳态上的粒子数便可以积累到较高的水平。然后在适当的时刻，使腔的损耗因子突然降低到，阈值也随之突然降低，此时反转集居数大大超过阈值，受激辐射极为迅速地增强。于是在极短时间内，上能级储存的大部分粒子的能量转变为激光能量，形成一个很强的激光巨脉冲输出。采用调 Q精品文档精品文档技术很容易获得峰值功率高于兆瓦，脉宽为几十毫微秒的激光巨脉冲。The principle of Q-switch:以电光 Q-switch 为例，它是利用晶体的电光效应，在晶体上加一阶跃式电压，调节腔内光子的反射损耗。（1）第一阶段：累积阶段例如，采用 KDP 纵向运用方式，即 Z 向

42、加电压，Z 向通光；第一阶段是在晶体上加V/4，称为四分之一波电压，从偏振器出射的偏振光经电光晶体后，沿x与y的方向的偏振分量产生了将产生的位相延迟，经全反射镜反射后再次通过电光晶体又2的位相延迟，合成后随仍是线偏振光，但偏振方向垂直于偏振器的偏振方向，因2此不能通过偏振器，这种情况下谐振腔的损耗很大，对应 Q 值很小，激光器不能振荡，激光上能级不断积累粒子（这一状态相当于光开关处于关闭状态）。（2）第二阶段：脉冲形成阶段在第一阶段工作物质的反转粒子数达到最大值时，突然退去晶体上的电压，这时晶体又恢复了原来的状态，光在腔内形成振荡。电光调 Q 的关键之一是精确控制Q 开关“打开”的延迟时间。调

43、 Q 的工作程序示意图：精品文档精品文档53、火星探测器上的热探测仪热探测器是用探测元件吸收入射辐射而产生热、造成温升，并借助各种物理效应把温升转化为电量的原理而制成的器件。最常用的有温差电偶、测辐射热计、高莱管、热点探测管等。54、IR 是什么？（红外探测仪！）红外探测器（Infrared Detector）是一种能把接收到的红外辐射能量转换成一种便于计量的物理量的器件。现代红外探测器利用的主要是红外热效应和光电效应。一个红外探测器至少包括一个对红外辐射产生敏感效应的物体，称为相应元。此外，还包括相应元的支架、密封外壳和透红外辐射的窗口，有时还包括制冷部件、光学部件、电子部件等。优点：（1）

44、环境适应性优于可见光，尤其是在夜间和恶劣天气下的工作能力；（2）隐蔽性好，一般都是被动接收目标的信号，比雷达和激光探测安全且保密性强，不易被干扰；（3）由于是目标和背景之间的温差和发射率差形成的红外辐射特性进行探测，因为识别伪装目标的能力优于可见光；（4）与雷达系统相比，红外辐射系统的体积小、重量轻、功耗低；（5）探测器的光谱响应从短波扩展到长波。55、干涉与衍射的区别与联系（1）物理本质一样，都是波相干叠加的结果，问题的关键是相位差，干涉对应有限束光波的叠加，衍射对应无限束子波的叠加，量变导致质变；（2）条纹图样的强度分布存在着均匀（干涉）和相对集中（衍射）的不同；（3）采用的数学方法不同，

45、干涉对应有限项求和，衍射对应无限项积分；（4）实际装置中，干涉效应与衍射效应往往同时存在，混杂在一起，此时干涉条纹必然受到单元衍射因子的调制；（5）理论基础：干涉问题没有离开几何光学的直线传播理论，衍射问题却与几何光学模型相矛盾。当参与叠加的各光波可以近似的用几何光学直线传播模型描述时，则叠加纯属干涉问题，若参与叠加的各光波自身的传播行为明显地不符合几何光学模型，则对每一束光波而言，均存在着衍射，同时各光波之间又存在着干涉。56、各种像差的英文名球差：Spherical Aberration正弦差：Sine Aberration彗差：Coma场曲：Field Curvature像散：Astig

46、matism畸变：Distortion单色像差：Monochromatic Aberration色差：Chromatic Aberration位置色差：Longitudinal Chromatic Aberration倍率色差：Lateral Chromatic Aberration波像差：Wavefront Aberration57、折射率的意义电磁波在真空中的速度c与介质中速度v的比值n为介质对电磁波的折射率即n c为介质的相对磁导率rr，其中r为介质的相对介电常数，rv001222722在真空中，0 8.854210C/N m，0 410N s/C精品文档精品文档58、介电常数是什么介质

47、在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，原外加电场（真空中）与最终介质中电场的比值称为介电常数（permittivity），又称电容率。如果有高介电常数的介质放在电场中，场的强度在电介质内会有客观的下降。一个电容板中充入介电常数为的物质后，电容变大倍。电介质有使空间比起实际尺寸变得更大或者更小的属性。例如，当一个电介质材料放在两个电荷之间，它会减少作用在它们之间的力，就像它们被移远了一样。当电磁波穿过电介质，波的速度被减小，有更短的波长。相对介电常数r可以用静电场用如下方法测量：首先在其两块极板之间为空气的时候测试电容器的电容C0，用同样的电容极板间距离但在极板间加入电介质后测得电容Cx，然后相

48、对介电常数就是r Cx/C0。59、用英语介绍一下我们这个行业The optics is a very old discipline and now its the most active one.From ancient times to present,the optics can be divided into four periods,the period of geometrical optics,the period of waveoptics,the period of quantum optics,the period of modern optics.Theres the m

49、ost representative theory or application in every period.For example,in the periodof geometrical optics,the law of refraction was produced,and there were applications such astelescope and so on.In the period of wave optics,the interference,diffraction and polarizationwere founded and been explained.

50、In the period of quantum optics,the photoelectric effect wasfounded.In the period of modern optics,theres Fourier optics,laser technology,holograph,optical information processing,nonlinear optics and so on.60、近红外区用什么探测器红外 CCD61、导数的物理意义如果函数f在x0处可导，那么它在x0处的导数f(x0)在几何上就表示曲线y f(x)在点(x0,f(x0)处切线的斜率。62、迈克