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文檔簡介
第一章RayOptics1.折射如何產(chǎn)生?當(dāng)光線以一定角度照射在兩個(gè)透明介質(zhì)之間的光滑界面上時(shí),就會(huì)發(fā)生折射。2.描述反射棱鏡的類型及特點(diǎn)。反射棱鏡有不同的類型。最常見的是橫截面為直角等腰三角形的棱鏡。與金屬涂層的鏡面相比,棱鏡的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,如果光的法線表面涂有抗反射涂層,它的反射率不平是100%。此外,棱鏡的性能不會(huì)隨著樓鏡的老化而改變,而金屬反射鏡則容易氧化,相對(duì)容易劃傷。玻璃棱鏡具有足夠的耐用性,除了最強(qiáng)烈的激光夷外,它可以承受所有的光束。3.鏡頭的分類有哪些?特點(diǎn)是什么?正透鏡與負(fù)透鏡正透鏡是一種能使一束平行光線匯聚到一點(diǎn)的透鏡。它的副焦點(diǎn)位于透鏡的右側(cè),因此f為正。它可以被看作是一種能夠在屏幕上投射出相對(duì)較遠(yuǎn)物體圖像的透鏡。正透鏡不需要有兩個(gè)凸面。負(fù)透鏡的副焦點(diǎn)位于左側(cè)。它的二次焦距什是負(fù)的,它不能投射出真實(shí)物體的真實(shí)圈像。4.有幾種方法可以糾正關(guān)于代數(shù)表達(dá)式中符號(hào)的警告?分別是什么?有兩種方法可以糾正這個(gè)缺陷,第一種,在每一個(gè)負(fù)數(shù)的符號(hào)前加上一個(gè)負(fù)號(hào),對(duì)于一般的用法來說太麻煩,容易混淆。于是,我們采用第二種,就是把最后的公式通讀一遍,把每個(gè)負(fù)數(shù)的符號(hào)都改了。5.大多數(shù)常見的光學(xué)材料其波長范圍是多少?大多數(shù)常見的光學(xué)材料在光譜的可見區(qū)域是透明的,其波長范圍為400~700nm。第二章WaveOptics1.波浪如何描述?最簡單的波用正弦、余弦或復(fù)指數(shù)西數(shù)等三角函數(shù)來描述。弦上的行波可以用方程來描述y=acos2(x-Vr)。2.描述光及其特點(diǎn)。光是一種橫向電磁波,其特征是電場和磁場隨時(shí)間變化。3.兩個(gè)波,來一同一源,但以相位差d為特征,他們可以寫成什么?可以寫成4.如何解釋衍射?我們可以通過惠更斯構(gòu)造來解釋衍射,或者至少使它的存在合理化。今天,我們將惠更斯的構(gòu)造解釋為一個(gè)聲明,即傳播波前上的每個(gè)點(diǎn)(或無窮小區(qū)域)本身都會(huì)輻射一個(gè)小的球形小波。5.書中提到了幾種類型的干擾,并解釋其定義。波前分割干擾和振幅分割干擾。波前指的是它們傳播時(shí)的最大值(或其他相位恒定的平面)。波前垂直于傳播方向。產(chǎn)生干涉的一種方法是將波前分成兩個(gè)或多個(gè)片段,并在其他地方重新組合這些片段。振幅分割干擾,是一種獲得相干光的方法。其原理是利用反射、折射把波面上某處的振幅分成兩部分,并使它們相遇從而產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。第三章HologrphyandFourierOptics1.請(qǐng)簡述全息術(shù)原理。在Gabor最初的全息術(shù)中,光被過濾并通過針孔,從而產(chǎn)生必要的相干性。光源照亮了一個(gè)小的、半透明的物體O,使大部分光線不受干擾地落在照相底片H上,此外,被物體散射或衍射的光也落在底片上,在那里它會(huì)干擾直射光束或相干背景。由此產(chǎn)生的千涉圖樣可能會(huì)被記錄在底片上,井包含足夠的信息,以提供物體的完整重建。2.簡述如何生成彩虹全息術(shù)?圖3.1展示了如何一步生成彩色彩虹全息圖的方法。這三道光分別將記錄全息圖曝光三次后,就可以在干版中形成彩虹全息圖。當(dāng)這個(gè)多路復(fù)用的全息圖被光源照射時(shí),它會(huì)重建物體的三個(gè)疊加圖像。3.什么是成像系統(tǒng)的廣義處理?假設(shè)一個(gè)感興趣的成像系統(tǒng)不是由單個(gè)薄透鏡組成,而是可能由幾個(gè)透鏡組成,有的是正透鏡,有的是負(fù)透鏡,它們之間的距離各不相同。透鏡不需要像前面定義的那樣薄。然而,我們將假設(shè)該系統(tǒng)最終在空間中產(chǎn)生一個(gè)真實(shí)的圖像;這并不是一個(gè)嚴(yán)重的限制,因?yàn)槿绻到y(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)虛像,要查看這個(gè)圖像,它必須被轉(zhuǎn)換成一個(gè)實(shí)像,也許是通過眼睛的晶狀體。4.舉例說明氣體激光束通常具有高度相干性。例如,顯微鏡物鏡中存在的小缺陷會(huì)導(dǎo)致一定數(shù)量的散射光。在非相千光學(xué)系統(tǒng)中,這是次要的。不幸的是,相干系統(tǒng)中的散射光會(huì)干擾未散射光,從而產(chǎn)生非常類似菲涅耳帶片的難看的環(huán)形圖案。5.簡述CHJS的光學(xué)應(yīng)用。目前,CGHS已廣泛應(yīng)用于日常生活中。CGHS的主要應(yīng)用之一是非球面光學(xué)表面的千涉測量。通常,這樣的測試要么需要一個(gè)非球面參考面,要么需要一個(gè)附加的光學(xué)元件,通常稱為零透鏡,它將被測元件產(chǎn)生的波前轉(zhuǎn)換為球面或平面波前。第四章Lasers1.光學(xué)諧振器由什么組成?光學(xué)諧振器由兩個(gè)面朝對(duì)方的鏡子組成,如法布里-珀羅干涉儀。兩個(gè)反射鏡都有高反射涂層。法布里-珀羅千涉儀在離散光學(xué)頻率下具有窄的傳輸通帶。2.簡述共聚焦腔。共聚焦腔有兩個(gè)相同的反射鏡,在處有一個(gè)共同的焦點(diǎn),粗路地說,我們可以將橫向模式定義為與沿著封閉路徑的任何幾何射線相關(guān)的電場分布(我們將不考慮不允許射線沿著封閉路徑的腔;這些被稱為不穩(wěn)定諧振腔)。3.最常用的激光諾振器有什么?最常用的激光諾振器由兩個(gè)相對(duì)的球面或平面反射鏡組成4.激光放大器的作用有哪些?通過在激光系統(tǒng)中增加一個(gè)或多個(gè)放大級(jí),可以增加具有特定空間、時(shí)間或光譜特性的振蕩器的功率或能量。放大器的主要功能是增加光束的亮度。放大來自振蕩器的脈沖或連續(xù)波(CW)功率可以使用以下幾種技術(shù)中的一種來實(shí)現(xiàn),包括主振蕩器功率放大器(MOPA)概念、再生放大器、種子或注入鎖定功率振蕩器,以及在公共諧振器內(nèi)串聯(lián)連接多個(gè)增益模塊。具體放大器方法的選擇取決于輸入信號(hào)的功率水平、頻譜和時(shí)間特性,以及所需的輸出能量或功率。5.可用于提供波長選擇和調(diào)諧的方法有哪些?(a)在諧振腔內(nèi)使用棱鏡,(b)在激光器內(nèi)使用可調(diào)光柵,(c)使用腔內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)子,或(d)在激光器內(nèi)使用一個(gè)或多個(gè)以布魯斯特角傾斜的薄雙折射板。第五章OpticalFiberCommunication1.簡述光通信系統(tǒng)的發(fā)展。第一代光波傳輸系統(tǒng)利用工作波長約為0.85um的GaAs激光器。較高的損耗系數(shù)和色散系數(shù)限制了中繼器同距~10km和比特率~100Mb/s。第二代系統(tǒng)利用了1,3um左右的波長區(qū)域,該區(qū)域的光纖色散可以忽略不計(jì)。InGaAs激光器的使用與相對(duì)較低的光纖損耗相結(jié)合,使得中繼器間距約為20公里。第三代光通信系統(tǒng)基于1.55微米InGaAs激光器。在這個(gè)波長下,中繼器間距可以很容易地超過100km,以實(shí)現(xiàn)中等比特率。第四代光通信系統(tǒng)利用了差測或外差檢測技術(shù)。第五代光波系統(tǒng)采用摻鉺光纖放大器,對(duì)傳輸?shù)墓庑盘?hào)進(jìn)行周期性放大,以補(bǔ)償光纖損耗。只要光纖色散不受限制,這類系統(tǒng)的傳輸距離可以超過幾千公里。2.在高比特率(B>1Gb/s)下,為了克服中繼器受光纖色散程度的限制,有什么途徑?為了克服這個(gè)問題,有兩種不同的途徑。一種方法是零色散波長,是通過改變光纖特性,將傳統(tǒng)二氧化硅光纖的1.3um波長轉(zhuǎn)移到理想的1.55um區(qū)域。另一種方法是通過減小1.55umInGaAs激光源的光譜寬度來減小光纖色散的影響。3.請(qǐng)?jiān)敿?xì)說明光纖由什么組成?光纖由一個(gè)中心纖芯組成,中心纖芯被一個(gè)折射率路低于纖芯折射率的包層包圍。這種光纖一般被稱為階梯折射率光纖,以區(qū)別于從中心到芯邊界的折射率逐漸降低的漸變折射率光纖。4.簡述SRS與SBS的區(qū)別SRS與SBS在幾個(gè)方面不同。首先,它產(chǎn)生正向傳播的斯托克斯波。其次,斯托克斯波頻率下移的拉曼位移接近13THz。第三,拉曼增益頻譜非常寬,延伸的頻率范國超過20THZ。第四,拉曼增益的峰值比布里淵增益的峰值低100倍以上。1972年在光纖中首次觀察SRS。從那時(shí)起,SRS對(duì)光波系統(tǒng)性能的影響得到了廣泛的研究。5.什么是全光網(wǎng)絡(luò)?全光網(wǎng)絡(luò)是以新的方式使用波分或時(shí)分來形成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò),在這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,信息以純光的形式從一個(gè)用戶位置一直傳播到另一個(gè)用戶位置。第六章OpticalComponents1.簡述光學(xué)眼鏡的作用光學(xué)眼鏡是光學(xué)系統(tǒng)中最常用的介質(zhì)。它們相對(duì)容易制造和操作;它們可以制造出非常理想的光學(xué)和機(jī)械特性,其中許多在普通條件下非常穩(wěn)定。它們的直徑可達(dá)1米(在某些情況下可達(dá)近4米),用于透鏡和相當(dāng)大的反射鏡。2.為什么作為光學(xué)介質(zhì),晶體遠(yuǎn)不如眼鏡受歡迎?原因是什么?(1)光譜透過率特性超出了通常眼鏡所能獲得的特性;(2)色散曲線的特殊形狀;(3)雙折射、電光、磁光和,(4)機(jī)械強(qiáng)度和熱強(qiáng)度。3.隨著塑料材料的制造技術(shù)的進(jìn)步,使其具有良好的穩(wěn)定性和鑄造精度,這些材料作為經(jīng)濟(jì)的光學(xué)介質(zhì)變得越來越重要。它們的主要優(yōu)點(diǎn)有什么?(1)制造經(jīng)濟(jì)性:精密鑄造可以代替研磨和拋光。安裝裝置可與光學(xué)元件整體制造。(2)光學(xué)優(yōu)勢:即使在相對(duì)較低的折射率下,高相對(duì)色散也是可行的;許多塑料在紫外和紅外透射方面優(yōu)于硅酸鹽玻璃。(3)機(jī)械優(yōu)勢:塑料的沖擊強(qiáng)度更大,重量更輕,使其在某些應(yīng)用上優(yōu)于玻璃;塑料的比重一般為玻璃的一半左右。4.光諧特征又分為幾個(gè)子類?分別都是什么?(1)稅切割(高通或低通);(2)帶通(寬或窄);(3)補(bǔ)償;(4)中性密度。5.光波取代從無線電到微波頻率的電波。這種替代的優(yōu)勢有什么?原則上可以大大減小元件的尺寸。光波比微波短10倍,小型化的好處是多方面的(1)降低材料成本(例如,單晶材料)。(2)降低制造成本。(3)降低包裝成本。6.綜合光學(xué)系統(tǒng)中,主要是使用的組件有什么?(1)光源(2)透鏡和棱鏡(3)調(diào)節(jié)器(4)探測器第七章AppliedTechniques1.光學(xué)薄膜技術(shù)根據(jù)應(yīng)用的不同可以分為幾類?具體有什么?根據(jù)應(yīng)用的不同,它們可以分為兩大類。在第一類中,光平行于襯底平面?zhèn)鞑ィ∧ぴ诩晒鈱W(xué)的新興領(lǐng)域中充當(dāng)波導(dǎo)。在這里,光信號(hào)可以在通信和計(jì)算機(jī)等應(yīng)用中取代電信號(hào)。在第二種應(yīng)用中,光垂直于薄膜平面?zhèn)鞑ィ糜诳狗瓷渫繉?、邊緣濾光器、高效反射鏡、分束器等。2.目前用于光學(xué)薄膜沉積的方法是什么?主要技術(shù)可稱為物理氣相沉積(PVD),其中材料從氣相凝結(jié)到所需的襯底上。3.光刻的一次迭代按順序組合了幾個(gè)步驟,分別是什么?清潔-準(zhǔn)備-光刻膠的應(yīng)用-暴露和發(fā)展-蝕刻-光刻膠去除4.光學(xué)成像提供的一些好處是什么?(1)無害(2)從100nm的尺寸尺度成像到宏觀物體。(3)利用透射、反射、熒光以及光譜信息進(jìn)行多維成像。(4)體外、體內(nèi)和離體標(biāo)本的成像。(5)通過光滿分辦和動(dòng)態(tài)成像獲得細(xì)胞過程和組織化學(xué)的信息。(6)熒光成像提供了許多參數(shù)來監(jiān)測詳細(xì)的化學(xué)和動(dòng)態(tài)信息。這些參數(shù)是:光道、量子效率、壽命、極化。(7)將光學(xué)成像與其他成像技術(shù)(如超聲波)相結(jié)合的能力。(8)對(duì)分子事件成像的靈敏度和選擇性。5.簡述微陣列技術(shù)的特點(diǎn)。是一種功能強(qiáng)大、普遍適用的分析具,可對(duì)大量生物組合體進(jìn)行快速、同時(shí)的檢測和分析,具有很高的靈敏度和精度。6.詳細(xì)說明太赫茲源分為哪幾類?分別包括什么?分為兩大類;電子源和光子源。廣泛使用的大赫茲電子源包括電子束和固態(tài)源,以及倍頻器。常見的太赫茲光子源包括太赫茲半導(dǎo)體和氣體激光器以及太赫茲光電源。流行的太赫茲產(chǎn)生機(jī)制如下。第八章HowtowriteScientificPapers1.英語科技論文藍(lán)圖最常見的是什么結(jié)構(gòu)?包括什么?最常見的是IMRAD結(jié)構(gòu),包括:Introduction(引言)Methods(方法)ResultsandDiscussions(結(jié)果與討論)2.學(xué)術(shù)論文寫作的主要的目的是什么?目的是介紹科學(xué)知識(shí)、解釋科技原理、分析解答自然界或人類社會(huì)的問題,它承擔(dān)著傳播知識(shí)、記載自然現(xiàn)象、傳遞科技發(fā)展信息及科學(xué)研究成果的重要任務(wù)。3.常用表達(dá)方法有哪些?分別包括什么包括引言部分、方法部分、結(jié)果部分引言部分:回顧研究背景:review,summarize,present,outline,describe闡明寫作或研究目的:purpose,attempt,aim介紹論文重點(diǎn)內(nèi)容或研究范圍:study,present,include,focus,ermphasize,attention方法部分:介紹研究或?qū)嶒?yàn)過程:test,study,investigate,examine,experimncat,discuss,consider,analyze,analysis說明研究或?qū)嶒?yàn)方法:measure,estimate,calculate介紹應(yīng)用、用途:use,apply,application結(jié)果部分展示研究結(jié)果:show,result,present,imply,indicate介細(xì)結(jié)論:summary,introduce,coaclude討論部分:陳述論文的論點(diǎn)和作者的觀點(diǎn):suggest,report,present,explain,cxpect,describe闡明論證:support,provide,indicate,identify,find,demonstrate,confirm,clarify推薦和建議:suggest,suggestion,recommend,recommendation,propose,necessity,necessary,expect.4.舉例說明現(xiàn)在分詞與過去分詞的比較其區(qū)別在于:時(shí)態(tài):現(xiàn)在分詞-—正在進(jìn)行的動(dòng)作過去分詞一已經(jīng)完成的動(dòng)作語態(tài):現(xiàn)在分詞一一主動(dòng)語態(tài)過去分詞-—被動(dòng)語態(tài)boilingwater正在開的水boiledwater開過的水develoningcountrics發(fā)展中國家developed
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