物理光学(简答填空).pdf
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1、在双轴晶体中,为什么不能采用o光与e光的称呼来区分两个正交线偏振光?答:在双轴晶体中,除两个光轴方向外,延其余方向传播的平面光波,在折射率椭球中心所做的垂直于k的平面与折射率椭球的截线都是椭圆。而且,由于折射率椭球没有没有旋转对称性,相应的两个正交线偏振光的折射率都与k的方向有关,因此这两个光都是非常光。故在双轴晶体中,不能不能采用o光与e光的称呼来区分两个正交线偏振光。3、什么是增益饱和现象?什么是粒子数反转密度饱和现象?答:增益系数随光强增大而下降的现象称为增益饱和现象。粒子数反转密度饱和现象:当入射的光强可以和比拟时,受激辐射造成的上能级集局数衰减率才可以和其它驰豫过程相比拟。4、什么是均匀加宽?机理是什么?什么是非均匀加宽?机理是什么?非均匀加宽工作物质和均匀加宽工作物质的饱和性质的主要区别?答:均匀加宽:如果引起加宽的物理因素对每个原子都是等同的,则这种加宽称作~。机理:对此种加宽每个发光原子都以整个线型发射,不能把线型函数上的某一特定频率和某些特定原子联系起来,或者说每一发光原子对光谱线内任一频率都有贡献。非均匀加宽:气体工作物质中的多普勒加宽和固体工作物质中的晶格缺陷加宽均属于非均匀加宽类型。机理:原子体系中,每一个原子只对谱线内与它的表现中心频率相应的部分有贡献,因而可以区分谱线上的某一频率范围是由那一部分原子发射的。主要区别:非均匀加宽工作物质的饱和效应比较弱。非均匀加宽情形中,饱和效应的强弱与线型中频率位置无关,而均匀加宽情形下,饱和效应强弱与线型中频率位置有关,偏离线型函数中心频率越远,饱和效应越弱。非均匀加宽跃迁中具有烧孔效应。5、简述渥拉斯顿棱镜的工作原理?简述格兰-汤普森棱镜的工作原理?答:a.渥拉斯顿棱镜是加大了两种线偏振光的离散角,且同时出射两束线偏振光的双像棱镜。b.当一束自然光垂直入射棱镜时,o光和e光均无偏折的射在胶合面,在BC面上,入射角i等于棱镜底角θ。制作棱镜时,选择胶合剂的折射率n介于n0和ne之间并且尽量和ne接近。6、简述折射率椭球的两个重要性质?折射率椭球的方程是?答:主要性质a.与波法线方向k相应的两个特许线偏振光的折射率푛′和푛′′,分别等于这′n(푘)=|푟푎(푘)|个椭圆的两个主轴的半轴长,即:{′′푛(푘)=|푟푏(푘)|′′′b.与波法线方向k相应的两个特许线偏振光D的振动方向푑和푑,分别平行于ra和rb,′푟푎(푘)d(푘)=222即{|푟푎(푘)|折射率椭球的方程是:x1푥2푥3푟(푘)++=1푑′′(푘)=푏휀1휀2휀3|푟푏(푘)|8、什么是“片堆”?简述利用“片堆”产生线偏振光的工作过程?答:“片堆”由有这一组平行平面玻璃片(或其它透明薄片,如石英片等)叠在一起构成的。“片堆”产生平行线偏振光的过程:将这些玻璃片放在圆筒内,使其表面法线与圆筒构成布儒斯特角。当自然光沿圆筒轴(以布儒斯特角)入射并通过片堆时,因透过片堆的折射光连续不断地以相同的状态入射和折射,每通过一次界面,都从折射光中反射掉一部分垂直纸面振动的分量,最后使通过片堆的透射光接近为一个平行于入射面的线偏振光。9、描述晶体光学的两个基本方程及其物理意义是什么?2221푘1푘2푘3答:公式一:E=2[퐷−s(s∙D)]公式二:22+22+22=0;휀0푛푟푣푝−푣1푣푝−푣2푣푝−푣3公式一物理意义:他们决定了在晶体中传播的单色平面光波电磁波的结构。公式二物理意义:该公式描述了在晶体中传播的光波法线方向k与相应的折射率n和晶体光学参量(主介电张量)ε之间的关系。11、散射光的方向相对于入射光改变而波长也改变的散射有哪些?答:喇曼散射、布里渊散射10、什么是尖峰振荡效应?有什么特点?如何获得短脉冲?答:固体脉冲激光器输出的光脉冲是一群宽度只有μs量级的短脉冲序列的现象,称为~特点:脉冲μs量级、尖峰能增大、尖峰数增加,但峰值不增高、尖峰形状:衰减型、同期性、无规则如何获得:调Q技术是压缩激光脉冲,提高峰值功率的一种有效方法,其脉宽下限决定于光子平均驻腔寿命,约纳秒量级称为短脉冲。锁模技术可以获得比调Q技术更窄的脉冲,称为超短脉冲。12、什么是基模高斯光束?什么是消失波?消失波具有哪些特点?答:a.由激光器产生的激光束既不是上面讨论的均匀平面波,也不是均匀球面光波,而是一种振幅和等相位面都在变化的高斯球面光波,称为高斯光束。在由激光器产生的各种模式的激光中,最基本,应用最多的是基模高斯光束。b.消失波:在发生全反射时,光波场将透入到第二个介质很薄的一层内(约为光波波长),并沿着界面传播一段距离,再返回第一个介质。这个透入到第二个介质中表面层内的波叫衰逝波