中国科技大学2018-2019学年第一学期考试试卷光电子技术试卷_第1页
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2018—2019学年第一学期第5页(共6页)中国科学技术大学2018—2019学年第一学期考试试卷(本科生)考试科目:光电子技术得分:学生所在系:姓名:学号:一、简答题。1.光纤激光器的谐振结构有哪几种?以下三种对输出激光的要求1)窄线宽;2)高能量;3)超短脉冲,分别需要什么技术来实现?2.分析影响单模光纤色散的各种因素,如何减少单模光纤中的色散。3.简述受激拉曼散射和受激布里渊散射的区别4.光伏探测器和CCD探测器的主要工作原理和区别?5.试列举发光二极管(LED)三个优点6..在斐索型自聚焦光纤传感实验装置中,偏振器P1,P2起什么作用?简述此类传感器的工作原理。二、(a)单模光纤在平面内弯曲时产生应力双折射,对于石英光纤有,这里为光纤芯半径,为光纤弯曲半径,若用一个光纤圈构成波片,,时,应为多大?(b)计算长,纤芯折射率为1.45,的多模阶跃折射率光纤传输带宽(只考虑多模色散)。比较多模阶跃光纤和自聚焦光纤的传输带宽大小,并说明原因。(c)已知自聚焦棒轴线折射率1.5,周期长48mm,用它制造超短焦距透镜作光纤耦合器,求该自聚焦透镜的长度和焦距。三、已知一阶跃光纤纤芯和包层折射率分别为1.50和1.48,纤芯直径d为50,入射光波长0.98。(a)计算光纤的数值孔径。给出光纤在水中(n=1.33)的最大入射角。(b)求光纤波导的归一化频率参量和光纤传输总模数N。若想获得单模传输,光纤直径的范围应该为多少?(c)当光纤弯曲半径低于多少时,子午光线便不在内表面上反射?(设入射角,光线从直部入射到弯部的位置在光纤外表面上)(d)当入射端面有倾角,出射端面仍垂直于轴线时,一子午光线在入射端面轴线处以20度入射角(与端面法线夹角)进入光纤,能否成为传导模?(分别在法线两侧的两种情况下讨论)四、图示一种相位型光纤温度传感器原理图,从两光纤末端输出的两光波在空间叠加形成明暗相间的杨氏条纹。当信号臂的温度发生变化时,输出端两光波的相位差发生改变(Δφ)表示,于是屏上条纹发生移动,观测条纹移动数便可求得温度的变化量,(1)试推导温度变化与相位变化的关系(2)如果光源λ=6328Å,光纤的折射率n=1.456,dn/dT=10×10-6/℃,α=ΔL/(L.ΔT)=5×10-7/℃,光纤长度L=1米,求对应一个条纹间隔(Δφ=π)变化时的温度的变化。五、将光纤分束器的同一端连在一起就构成Sagnac环形干涉仪,结构如下图所示:耦合器的传输矩阵为C=,亦即,是只有1端输入时,3端输出功率所占的比例。L是光纤环的长度。光纤环的传输矩阵为D=,亦即有。,分别是第一次耦合进光纤环的复振幅。假设从1端输入功率。(过程中不考虑非线性效应)求:(1)此干涉仪的透射率表达式Ts(2)=0.

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