《光电综合设计》题目.docVIP

2012级《光电综合设计》题目 1、半导体中载流子浓度的计算分析 设计任务： 若锗中含有一定数量的杂质元素Sb，试根据要求分析杂质浓度与电离度以及电离温度之间的关系： （1）当Sb浓度分别为和时，计算杂质99％，90％和50％电离时的温度各为多少？ （2）根据一定杂质类型和杂质浓度，画出电离度和温度的关系图线，并确定半导体处于强电离区（电离度90％）的温度范围。 设计要求： （1）具有友好输入输出界面； （2）调整输入数据，得出相应结果，并进行分析。 参考：《固体电子导论》载流子浓度 2、光学系统中的物像关系 设计任务： （1）已知 ，确定上图所示光学系统的主面、焦点位置，以及焦距； （2）对任意输入的物距、物高，计算出像距、像高。 设计要求： （1）具有友好输入输出界面； （2）可根据输入的不同参数值，查看结果。 参考：《应用光学》光学系统中成像原理 3、椭圆偏振光的仿真计算 设计任务： 根据椭圆偏振光公式： （1）做出对应不同值的椭圆偏振图； （2）两椭圆（包括圆）偏振光的叠加。 设计要求： （1）具有友好输入输出界面； （2）可根据输入的不同参数值，查看结果。 参考：《物理光学》椭圆偏振光 4、光波在介质面上反射折射仿真计算 设计任务： 根据菲涅耳公式和反射、折射定律，当入射角时， （1）求与的关系，以及的方向； （2）作出随入射角的变化曲线； （3）作出随的变化曲线。 设计要求： （1）具有友好输入输出界面； （2）可输入不同的入射角，查看结果。 参考：《物理光学》光波在介质面上的反射和折射 5、多缝衍射光强分布计算仿真 设计任务： 利用计算机模拟显示Fraunhofer多缝衍射的光强分布曲线分别作出： （1）多缝干涉光强分布曲线； （2）单缝衍射光强分布曲线； （3）多缝衍射光强分布曲线； （4）分别作出以上分布曲线对应的图样； （5）当遮住偶数缝时相应的光强分布图； （6）当遮住3的倍数缝时相应的光强分布图。 讨论： （1）多缝干涉随……..变化而变化，.…..增大，光强…… （2）单缝衍射随……..变化而变化，…...增大，衍射光强…… （3）多缝衍射随……..变化而变化，…...增大，衍射光强……，两个主极大之间有……极小，有..….次极大…... 设计要求： （1）有友好输入输出界面； （2）对影响光强分布的一些参数（如缝宽a、缝周期d、光波波长，缝数N等）可调，并可根据调整的参数作出相应的光强分布曲线和图样。 提示：多缝衍射光强公式，为计算方便，可以取。 参考：《物理光学》多缝衍射 6、高斯光束特性参数的仿真计算 设计任务： 某平凹腔激光器，若已知凹面镜曲率半径，腔长及激光波长。求它所产生的高斯光束的腰斑半径的大小和位置，以及该高斯光束发散角的大小。 设计要求： （1）具有友好输入输出界面； （2）可改变参数值（曲率半径，腔长、激光波长），查看结果变化情况； （3）比较所得结果，分析曲率半径、腔长以及激光波长分别对高斯光束的腰斑半径和发散角有何影响。 参考：《激光原理》高斯光束 7、光学谐振腔的设计 设计任务： 有一平面镜和曲率半径为的凹面镜，画出光束发散角与腔长的关系曲线。 设计要求： （1）具有友好输入输出界面； （2）可输入不同凹面镜曲率半径值，查看结果变化情况。 参考：《激光原理》光学谐振腔与激光模式 8、高斯光束传播轨迹的模拟 设计任务： 作图表示高斯光束的传播轨迹 （1）基模高斯光束在自由空间的传播轨迹； （2）基模高斯光束经单透镜变换前后的传播轨迹； （3）基模高斯光束经调焦望远镜变换前后的传播轨迹。 设计要求： （1）具有友好输入输出界面； （2）可改变参数值（腰斑半径，高斯光束束腰距单透镜距离，透镜焦距），查看结果。 参考：《激光原理》高斯光束 9、高斯光束透镜变换特性的分析 设计任务： 已知高斯光束腰斑半径，沿轴传播 （1）画出该高斯光束在均匀介质中的传播轨迹； （2）若已知该高斯光束束腰距单透镜距离，透镜焦距，求经单透镜后出射光束束腰的半径及束腰距透镜距离； （3）作图表示： ① 高斯光束单透镜变换中的束腰位置关系（即分别等于时，随变化的关系曲线）； ② 束腰光斑半径的变换关系（即分别等于时，随变化的关系曲线）。 设计要求： （1）具有友好输入输出界面； （2）可改变参数值（，，），查看结果。 参考：《激光原理》高斯光束 10、平行平面腔模的迭代解法 设计任务： 设平行平面腔为对称条状腔，反射镜宽度为，腔长，利用条状腔的模式迭代方程，演示平行平面腔中自再现模的形成过程。作出第1次和第300次渡越后的振幅和相位分布曲线。 设计要求： （1）具有友好界面； （2）可输入不同渡越次数和波长，查看结果。 参考：《激光原理》光学谐振腔与激光模式