Оптоэлектронные устройства и приборы СВЧ.
Часть1
для специальности 061000
Шангина Л.И., Кущ Г.Г, Соколова
Кафедра ТУ
Томск-2001

Физические основы.

№ 1
Сколько из указанных приборов относятся к приборам с пролетным пространством?
1) отражательный клистрон;
2) пролетный клиcтрон;
3) ЛБВ;
4) ЛОВ;
5) магнетрон;
6) триод СВЧ;
7) тетрод СВЧ.
• (5)

№ 2
Какие, из принципов работы лежат в основе построения СВЧ-приборов?
• идея динамического управления электронным потоком;
• используется время пролета электронов в пространстве взаимодействия с СВЧ полем.

№ 3
Сколько из указанных ниже особенностей относятся к основным (для СВЧ приборов)?
а) лампа и колебательная система-раздельные элементы генератора;
б) лампа и колебательная система составляют единое целое;
в) модуляция электронного потока происходит в течениe всего времени пролета электронов;
г) модуляция электронного потока по плотности происходит спустя некоторое время после модуляции потока по cкорости;
д) модуляция электронного потока по скорости происходит одновременно с модуляцией по плотности.
• (3)

№ 4
Каким из уровней определяется зависимость скорости электронов от величин электрического и магнитного полей?
• d(mV)/(dt)=-e{E+[VB]}.

№ 5
Какими основными параметрами характеризуются электровакуумные приборы-усилители СВЧ? Сколько правильных параметров указано в ответе?
- коэффициентом усиления;
- коэффициентом полезного действия;
- шириной полосы пропускания;
- коэффициентом шума;
- выходной мощностью;
- диапазоном перестройки;
- спектральной плотностью флуктуации амплитуды;
- долговечностью.
• (5)

№ 6
Какими параметрами характеризуются электровакуумные приборы-генераторы СВЧ? Сколько правильных параметров указано в ответе?
- коэффициентом усиления;
- коэффициентом полезного действия;
- шириной полосы пропускания;
- коэффициентом шума;
- выходной мощностью;
- диапазоном перестройки;
- спектральной плотностью флуктуации амплитуды;
- долговечностью.
• (7)

№ 7
Как определяется коэффициент усиления?
• К_y(р)=10lg(P_вых/P_вх).

№ 8
Как определяется коэффициент полезного действия?
• η=P_вых/P₀.

№ 9
Как определяется коэффициент шума?
• .

№ 10
Как определяется диапазон перестройки?
• δ_n=f_max/f_min.

Клистрон.

№ 11
Как определяется параметр группировки для 2х пролётного клистрона?
• X=FI1 M.

№ 12
ПВД, которая отображает преобразования модуляции по скорости в модуляцию по плотности в пролётном усилительном клистроне?
•

№ 13
Какой вид в пролетном клистроне имеют зависимости Р_вых=f(Р_вх)?
•

№ 14
Фаза прибытия электрона во второй зазор 2х резонаторного пролётного клистрона?
• ωt₂-FI1=ωt₁-x*sinωt₁.

№ 15
Величина напряжённости электрического поля в пространстве группировки в отражательном клистроне?
• E=(U₀-U_отр)/D.

№ 16
В каком соотношении находится п-ая гармоника тока частотно-умножительного клистрона с параметром группировки?
• ↓X ↑n.

№ 17
Выходной конвекционный ток для 2-х резонаторного пролётного клистрона.
•

№ 18
Коэффициент модуляции электронного потока?
•

№ 19
Чему равна мощность, выделяемая в нагрузке 2-x резонаторного пролетного клистрона?
• P_вых=0,5*I_2nU_2n;
• P_вых=0,5*U_2n²G_n.

№ 20
Время пролета электрона от центра зазора отражательного клистрона и обратно?
• τ=d/v+(2mv)/(Ee).

№ 21
Условие самовозбуждения отражательного клистрона имеет вид:
•

№ 22
Чему равна амплитуда наведенного тока?
• I_2нав=2I₀J₁(X)*γ_2n.

№ 23
Как определен коэффициент усиления по мощности 2-х резонаторного усилительного клистрона?
• g_p=10lg(P_вых/P_вх).

№ 24
Чему равно полное время пролета электрона от центра зазора отражательного клистрона и обратно?
•

№ 25
Чему равно мгновенное значение конвекционного тока во втором резонаторе отражательного клистрона?
• i_конв=-γ2I₀J₁(X)cos[ωt₂+(fi1-fi1´)].

№ 26
Какова скорость электрона, приобретенная в потенциальном поле, если e=1.6*10^-9k, а m=9.11*10^-31 кг:
• V=5.95*10⁵ √u.

№ 27
Как определяется угол пролета в плоском зазоре при Um << Uo (случай, близкий к обычному диоду с накаленным катодом)?
• Θ=wd/V₀.

№ 28
Чему равен коэффициент взаимодействия электрического потока с электрическим полем в зазоре?
• γ=(sin fi1/2) / (fi1/2).

№ 29
Чему равен коэфициент взаимодействия электронного потока с электрическим полем в зазоре?
• V₀<V_ф.

ЛБВ.

№ 30
Условие синхронизма между электронным потоком и полем:
• V₀>>V_ф.

№ 31
Фазовая постоянная:
• β=ω/V_ф.

№ 32
Чем объясняется насышение выходной мощности при увеличении входной мощности ЛБВ?
• образованием электронных сгустков в ускоряющем поле волны.

№ 33
За счет чего достигается широкополостность ЛБВ?
• увеличение времени взаимодействия в нерезонансной колебательной системе.

№ 34
С какой составляющей напряженности электрического поля взаимодействует электронный поток в замедляющей системе ЛБВ?
• .

№ 35
Направление векторов скорости электронного потока, групповой и фазовой скоростей в ЛБВ?

Магнетрон.

№ 36
Картина движения электрона между катодом и анодом, соответствующая режиму плоского диода:

№ 37
Какие условия должны выполняться для максимального отбора энергии от электронного потока с помощью резонансных колебательных систем. (Движение электрона в продольном тормозящем электрическом поле)?
• минимальное значение коэффициента взаимодействия с электронным потоком;
• резонансная частота резонатора равна частоте следования сгустков;
• максимальное значение коэффициента взаимодействия с электронным потоком.
• Q<π

№ 38
Чему равна скорость перемещения центра катящегося круга (V_ц) в скрещенных электрическом и магнитном полях?
• V_ц=E/B.

№ 39
Какие процессы характеризуют приборы типа “М”?
• электроны отдают СВЧ полю потенциальную энергию;
• магнитное поле участвует в энергообмене между электронным потоком и СВЧ полем;
• КПД приборов близок к 1.

№ 40
Определить время, необходимое центральному электрону сгустка для возвращения в резонатор отражательного клистрона, определить соответствующий угол пролета при генерировании колебаний на частоте 10 МГц в зоне с номером n=2.
• τ_пр=2,75*10^-7c.

№ 41
Определить фазовую скорость основной прямой гармоники поля в ЗС с отрицательной дисперсией ЛОВ типа “О”, работающей при напряжении 640 В на частоте 2,5 ГГц, если известно, что период ячеек составляет 1/6 от длины волны основной гармоники в ЗС.
• ν=2,14*10⁶м/с.

№ 42
При каком угле пролета зазора модулятора коэффициент модуляции электронного потока равен?
1) 1;
2) 2/π;
3) √2/π;
4) 3/π;
5) 0.
• ()

№ 43
Hайти коэффициент усиления ЛБВ “О” в децибелах, если известно, что период ячеек составляет 1/16 часть от длины волны основной гармоники, а диаметр спирали равен 17 мм. Частота генерации 10⁴ МГц, напряжение на замедляющей системе 400 В, при токе луча 20 mА. Длина замедляющей системы равна 15 см.
• K_y=34,5дБ.

№ 44
Найти среднюю скорость и время полного оборота спицы 12 резонаторного магнетрона с радиусом анода 0,28 см и радиусом катода 0,14 см, работающем на колебаниях π-вида с частотой 8 ГГц.
• t=0,744c.

№ 45
Определите резонансную длину волны π-вида колебаний в магнетроне с емкостями C´ и C₀ , равными 28 и 35 пФ соответственно, если резонансная длина волны одиночного резонатора равна 3 см, а радиус анода 0,3 см.
• λ=5,6cм.

№ 46
Какие меры используются для того, чтобы затруднить возбуждение магнетрона на частотах видов колебаний, соседних с π -видом?
• Вводят связки между резонаторами.
• Делают разнорезонаторные блоки.

№ 47
В чем состоит условие синхронизма в магнетроне?
• V_n=V_фпр.

№ 48
Какая составляющая электромагнитного поля является основной при расчете волн в электронных потоках?
• E_x=E_y=H_x=H_y=H_z=0, E_z≠0.

№ 49
При расчете волн в электронных потоках, полагают, что все величины, характеризующие поле и электронный поток изменяются по оси Z и по t по гармоническому закону. Запишите правильно этот закон для любой из составляющих E,H,V,A,#mathro (#math#l(Г,z) - продольная постоянная распространения).
• E=E₀+E₁exp(jωt-Г_z).

№ 50
Чему равна фазовая скорость V_ф волн, распространяющихся вдоль электронного потока, считая, что как электроны, так и электромагнитные волны движутся вдоль оси Z(ω_n) - круговая частота колебаний электромагнитного потока)?
• V_ф=V₀ω/(ω+ω_n).

№ 51
Чему равна постоянная распространения Г при расчете волн в электронных потоках?
1) Г=j(ω-ω_n)/V₀;
2) Г=j(ω±ω_n)/V₀;
3) Г=jV₀/(ω±ω_n);
4) Г=j(ω_n-ω)/V₀.
• ()

Возбуждение колебаний в электромагнитных системах.

№ 52
Как выражается баланс активных мощностей усилителя в СВЧ-диапазоне? (P_вх - мощность входного сигнала; P_Э - электрическая мощность; P_кон - мощность потерь в колебательной системе; P_вых - мощность выходного сигнала)?
• P_вх+P_э=P_кон+P_вых.

№ 53
Как определяется КПД усилителя (P₀- мощность источника питания)?
• η=(P_вх-P_вых)/P₀.

№ 54
Как определяется электронный КПД в электродинамических системах (P_э - мощность электронного потока, G_н - проводимость нагрузки)?
• ;
• ;
• η_э=P_э/P₀.

№ 55
Как определяется контурный КПД? (P_э - мощность электронного тока)?
• η_кон=P_вых/(P_вх+P_э).

№ 56
Как определяется контурный КПД через добротность для генератора с резонансной колебательной системой и одним элементом связи (Q_н - нагруженная, Q_вн - внешняя, Q₀ - собственная добротности резонансной системы)?
• η_кон=Q_н/Q_вн=Q₀/(Q₀+Q_вн).

№ 57
Фазовые условия самовозбудения генераторов.
• Σφ=2πn.

№ 58
Как записывается мощность, переносимая бегущей волной (R_cв-сопротивление связи, E_zm- предельная составляющая напряженности электрического поля, #mathbeta - поперечная постоянная )?
• p= ± E_zm² / 2β₂R_св.

№ 59
Как определяется коэффициент замедления стирания замедляющей системы (V_ф - фазовая скорость электромагнитного поля, D - диаметр спирали, L - шаг спирали)?
• К_зам=c/V_ф=πD/L.

№ 60
Чему равен коэффициент усиления ЛБВ, если U₀=900 В, длина замедляющей системы равна 1 м, вносимые потери #math#v(L,shtr)=15 Дб, параметр усиления K_c = 0,05; K_y(U)=-9,54+47,3NK_c-L, где N - электрическая длина замедляющей системы?
• K_y=13,3дБ.

№ 61
Чему равна фазовая скорость лампы обратной гармоники?
• V_ф-1=ω1 / (β₀-2π)/L.

№ 62
Какими свойствами должен обладать полупроводниковый материал, чтобы из него можно было изготовить СВЧ-генератор или усилитель?
• В-А характеристика имеет N-образный характер;
• иметь отрицательную дифференциальную проводимость или сопротивление;
• иметь управление реактивности.

№ 63
На чем основан механизм работы ЛПД?
• на эффекте динамического отрицательного сопротивления, возникающего при лавинном пробое диода в результате ударной ионизации.

№ 64
Условие лавинного пробоя.
• ∫^x₀α (x)dx=0,95.

№ 65
Какие формулы оценивают выходную мощность генератора лавинно-пролетного диода (ГЛПД).
• P_0мах=(V_н² E_кр²) / (8πf²X_c);
• P_0мах=εSV_нE_кр².

№ 66
Какие условия должны выполняться, чтобы началась генерация электромагнитных колебаний в генераторах ЛПД?(баланс амплитуд). Возбуждение СВЧ-колебаний в генераторе происходит когда...
• Когда отрицательное сопротивление ЛПД превышает суммарные потери в системе, включая потери в диоде, контуре и нагрузке R_пот.

№ 67
Чему равна пролетная частота ГЛПД? (W - ширина перехода, τ_др - время дрейфа)
• f_пр=ωn/2π;
• f_пр=1/2τ_др;
• f_пр=V_н/2W.

№ 68
Эквивалентная схема генератора на ЛПД.
•

№ 69
Какое устройство в генераторах и усилителях СВЧ должно обязательно иметь место?
• Колебательная система

№ 70
Генератор и усилитель ЛПД.
•

№ 71
В чем заключается явление эффекта Ганна?
• Возникновение СВЧ- колебаний тока в некоторых нелигированных полупроводниковых кристаллах.

№ 72
Вольт-амперная характеристика диода Ганна (V- cкорость носителя, E - напряженность).
•

№ 73
В каком соотношении находятся эффективная масса m_эф1 - в центральной (нижней) долине и m_эф2 - в боковой (верхней) долине диода Ганна, а также подвижности μ₁ и μ₂?
• m_эф1<<m_эф2, μ₁>μ₂.

№ 74
Чему равна критическая частота f_кр в генераторах и усилителях диода Ганна (L - длина образца)?
• f_кр=100/L.

№ 75
Необходимое условие существования волновых мод? (β- продольная постоянная распространения)

• k₀n₀<β<k₀n₂.

№ 76
Критический угол ввода светового потока в волокно с таким распределением показателей преломления:

• .

№ 77
Чему равна временная дисперсия (Δt) волокна, где n₁ - показатель преломления сердцевины волокна Δn=n₁-n₂?

• Δt=lΔn/c.

№ 78
Какому условию должен удовлетворять выбор показателей преломления для изготовления оптического волокна, где n₁ - показатель преломления сердцевины волокна, λ - длина волны передаваемого излучения, а - радиус сердцевины?

•

№ 79
Какими достоинствами обладает лазерная связь? Сколько перечисленных достоинств правильны?
1) малые габаритные размеры и масса; 2) минимальна потребляемая мощность; 3) возможность формирования сверх длинных импульсов; 4) скрытность; 5) высокая помехозащищенность; 6) высокая пропускная способность; 7) низкая деградация; 8) высокий КПД.
• четыре.

№ 80
Линза выполняет следующие операции: 1) сложение сигнала; 2) интегрирование; 3) вычисление корреляционных функций; 4) дифференцирование функций; 5) прямое преобразование Фурье; 6) прямое и сразу обратное преобразование Фурье. Сколько из перечисленных операций верны?
• (5)

№ 81
Допуск на радиальную ошибку в лазерных проигрывателях? (NA- числовая апертура, α - диаметр сфокусированного пучка света, λ - длина волны)
• d=λ/2NA.

№ 82
Считывающая и записывающая система в лазерных проигрывателях может состоять из следующих элементов:
• поворотная зеркальная призма.

Физические основы.

№ 1
Схема накачки, лежащая в основе работы рубинового лазера:
•

№ 2
Наиболее благоприятные условия получения инверсии населенностей на переходе 1 – 2:
•

№ 3
Система накачки твердотельных лазеров состоит из ...
• Лампы накачки, осветителя, электрической схемы питания.

№ 4
Как распределены частицы по энергетическим уровням, расстояние между которыми соответствует оптическому диапазону? Внешнее воздействие отсутствует.
• Почти все частицы находятся на основном уровне.

№ 5
Сняв экспериментально зависимость мощности поглощения от частоты, можно определить:
• Время поперечной релаксации.

№ 6
В каком из указанных ниже случаев на переходе 1 – 2 достигается насыщение?
• W₁₃ >> Г_ik.

№ 7
Мощность поглощения...
• линейно зависит от падающей мощности в области малых полей.
• квадратично зависит от падающей мощности в области больших амплитуд полей.
• является функцией частоты в области малых полей.
• не зависит от частоты в области больших амплитуд полей.
• зависит от времени продольной релаксации в области больших амплитуд полей.

№ 8
Какие причины влияют на минимальную величину поля накачки W₁₃ в 3х уровневой системе?
• Зависит от расположения энергетических уровней.
• Зависит от вероятностей тепловых переходов Гiк.

№ 9
В 2х уровневой квантовой системе между населенностями уровней имеют место следующие соотношения. Определить в каком из указанных соотношений возможно усиление поля?

• N₂ > N₁.

№ 10
При каких условиях квантовая среда способна усиливать?
• При наличии инверсии населенностей.

№ 11
Какие релаксационные переходы существуют?
• Спонтанные.
• Тепловые.

№ 12
В чем состоит принцип квантового усиления?
• В создании условий для инверсии населенностей.

№ 13
Особенность индуцированного излучения.
• Фотоны являются точной копией воздействующего поля.

№ 14
Роль индуцированных переходов в трехуровневых квантовых устройствах.
• Создать условия для инверсной населённости.

№ 15
Роль спонтанного излучения?
• Составляет затравочный шум для развития генерации.

№ 16
Роль тепловых переходов?
• Возвращают квантовую систему в исходное состояние.

№ 17
Причина эффекта насыщения?
• Зависимость населенности уровней от величины поля накачки.

№ 18
Основное отличие квантовых приборов оптического диапазона от квантовых приборов СВЧ диапазона.
• В использовании различных колебательных систем.

№ 19
Каким образом можно определить распределение частиц по энергетическим состояниям в неравновесной квантовой системе?
• С помощью общих балансных уравнений.

№ 20
Какие схемы накачки используются в твердотельных лазерах?
• Только трехуровневые.

№ 21
В области каких амплитуд, воздействующих на квантовую систему полей, проявляется эффект насыщения?
• В области больших амплитуд полей.

№ 22
В чем состоят условия самовозбуждения квантового генератора?
• В компенсации внешних и внутренних потерь.

№ 23
В каких областях народного хозяйства используются рубиновые лазеры?
• В голографии.

№ 24
Три лазера, длины волн которых попадают в ИК – область спектра?
• CO₂, гранатовый, полупроводниковый.

№ 25
Для хирургических применений требуется непрерывный лазер с выходной мощностью > 20 Вт. Какой из лазеров удовлетворяет этому требованию?
• Аргоновый.

№ 26
Какой из непрерывных лазеров удовлетворяет требованиям обработки металлов с выходной мощностью > 1 кВт.?
• CO₂.

№ 27
Какая схема накачки ОКГ является энергетически более выгодной?
• Четырехуровневая.

№ 28
Какие активные среды работают по трехуровневой схеме накачки?
• Рубин.

№ 29
Достоинства твердотельных ОКГ.
• Большая мощность излучения.

№ 30
От чего зависят спектральные и угловые характеристики излучения ОКГ?
• От усиливающей среды, резонатора.

№ 31
Основной недостаток ионных аргоновых лазеров?
• Высокая плотность тока накачки.

№ 32
Чем обуславливается высокий КПД лазера на углекислом газе?
• Использование для работы колебательно – вращательных уровней.

№ 33
Чем объясняется большая информационная емкость оптических систем связи?
• Узким спектром излучения передатчика.

№ 34
Чем определяется чистота излучения ОКГ?
• Δw/w₀.

№ 35
Почему инжекционные полупроводниковые лазеры имеют высокий КПД?
• За счет 100% преобразования электрической энергии в световую.

№ 36, 70
Спектральное распределение излучения соответствующее лазерному полупроводниковому диоду:
•

№ 37
Что собой представляют оптические резонаторы?
• Две параллельные отражающие поверхности.

№ 38
Основные достоинства лазеров.
• Излучение их когерентно, монохроматично, направленно.

№ 39
Как определить поглощаемую мощность, если квантовая система состоит из 2х уровней?
•

№ 40
Основные причины, ведущие к увеличению порогового тока накачки в полупроводниковых гомолазерах.
• Фотонное и электронное рассеяние энергии.

№ 41
Назначение оптических резонаторов?
• Для создания положительной обратной связи.

№ 42
Основные различия между резонаторами СВЧ диапазона и оптического диапазона?
• В конструкции резонатора.

№ 43
В каких лазерах используются только плоскопараллельные зеркала?
• В твердотельных и полупроводниковых.

№ 44
Какие моды могут возбуждаться в оптических резонаторах?
• Продольные и поперечные Tmnp.

№ 45
Виды потерь, являющиеся основными в плоскопараллельных резонаторах?
• Дифракционные.

№ 46
От чего зависят продольные моды оптического резонатора?
• ω_q=qπ/Lc.

№ 47
Формула, определяющая добротность оптических резонаторов, при учете потерь энергии на проход через одно из зеркал резонатора: (r – коэффициент отражения зеркала).
• Q=2πc/(L(1-r)).

№ 48
Мода оптического резонатора типа Т_21q.
•

№ 49
Эффект насыщения.
•

№ 50
Равенство, соответствующее вероятности индуцированных переходов, если на квантовую систему действует монохроматическое поле?
• W_ik=B_ikρ_ωg(ω).

№ 51
Вероятность спонтанных переходов.
•

№ 52
Какое равенство соответствует принципу детального равновесия?
• Г_mnN^e_m=Г_nmN^e_m.

№ 53
Простейшая конструкция оптического генератора:
•

№ 54
Какое из соотношений соответствует условию баланса амплитуд при лазерной генерации?
• P_изл≥P_внутр+P_внешн.

№ 55
Конструкция лазера с наименьшими потерями.
•

№ 56
График зависимости генерируемой мощности от тока накачки в гелий – неоновом лазере?
•

№ 57
При каком режиме работы твердотельных лазеров генерируются самые короткие импульсы с максимальной мощностью?
• В режиме синхронизации мод.

№ 58
Характер излучения твердотельных непрерывных лазеров.
•

№ 59
От чего зависит модовый состав в резонаторах лазерного диода?
• От размера n – p перехода.

№ 60
Какие источники излучения в оптических системах связи являются основными?
• Светоизлучающие диоды и лазерные диоды.

№ 61
В чем основное отличие лазерных полупроводниковых диодов от СИД?
• В когерентности излучения.

№ 62
Каким распределением можно описать вероятность заполнения электронами состояния с определенной энергией в полупроводнике?
• Распределением Ферми – Дирака.

№ 63
К каким изменениям в лазере приводит введение легирующих добавок в полупроводник?
• Меняется модовый состав.

№ 64
Какое из неравенств является условием существования вынужденного излучения в полупроводниковом лазере?

• F_c-f_υ>hυ.

№ 65
В чем основное достоинство полупроводникового лазера?
• Высокий КПД.

№ 66
Каким образом можно поддержать возникшую лазерную генерацию в полупроводнике?
• Сформировать оптическую систему обратной связи.

№ 67
Чем определяется порог генерации лазерного диода?
• Усиление оптического излучения должно равняться общим потерям резонатора.

№ 68
Основные потери в резонаторе лазерного диода.
• За счет поглощения на свободных носителях, потери рассеяния на неоднородностях.

№ 69
Какова диаграмма направленности излучения лазерного диода?
• Диаграмма направленности в плоскости перпендикулярной n – p переходу шире.

№ 71
Зависимость излучаемой мощности от тока накачки в лазерном диоде.
•

№ 72
Каким образом можно снизить пороговый ток лазерных диодов?
• Перейти от гомоструктур к гетероструктурам.

№ 73
В какой бытовой радиоаппаратуре используются лазерные диоды?
• В устройствах записи и считывания информации.

№ 74
Назовите основные достоинства лазерного диода, позволяющие широко использовать его в системах дальней связи.
• Быстродействие.

№ 75
Каким образом можно обеспечить определенную поляризацию излучения на выходе газового лазера?
• Расположить активный элемент под углом Брюстера относительно отражающих поверхностей.

№ 76
От чего зависит длина волны излучения СИД?
• От ширины запрещенной зоны полупроводника.

№ 77
На чем основана работа СИД?
• На использовании спонтанного излучения.

№ 78
От чего зависит цвет свечения светодиода?
• От соотношения токов через переходы.

№ 79
В чем состоят основные отличия СИД от лазерного диода?
• В наличии положительной обратной связи.
• В направленности излучения.
• В когерентности.

№ 80
За счет чего удерживается и накапливается возникшее излучение в СИД?
• За счет планарного волновода.

№ 81
Где в основном используют в настоящее время СИД?
• В световодных системах связи.

№ 82
Какой тип конструкции СИД повышает эффективность ввода света в волоконный световод?
• Поверхностный.

№ 83
Соотношение, соответствующее условию самовозбуждения на центральной линии излучения в полупроводниковом лазере (А – площадь активного слоя).
• .

№ 84
Условие инверсной населенности в полупроводниковом лазере со следующей энергетической системой:
•

№ 85
Какая величина характеризует качество полупроводникового материала?
• Внешний квантовый выход излучательной рекомбинации.

№ 86
В какой из схем возможно создание устойчивого неравновесного состояния в p-n переходе?
•

№ 87
За счет каких процессов удерживается излучение в p-n переходе в гетеролазерах?
• За счет волноводного эффекта.

№ 88
За счет чего, с повышением температуры, падает внутренний квантовый выход?
• За счет увеличения безызлучательных переходов.

№ 89
Какой самый простой метод модуляции излучения полупроводниковых лазеров?
• Модуляция тока инжекции.

№ 90
Случай, при котором излучение полностью когерентно?
•

№ 91
Основные причины, ухудшающие пространственную когерентность реальных ОКГ?
• Генерация многих поперечных мод.

№ 92
Что является количественной характеристикой степени монохроматичности?
• Ширина спектральной линии на уровне 0,5.

№ 93
Какие из лазеров обладают самой высокой направленностью?
• Газовые.

№ 94
Что собой представляет оптическая индикатрисса в изотропных средах?
• Круг.

№ 95
Что называют оптической осью кристалла?
• Ось перпендикулярную сечению кристалла в виде круга.

№ 96
Какой эффект наиболее часто применяется в технике для модуляции интенсивности, частоты, фазы?
• Электрооптический.

№ 97
В чем суть электрооптического эффекта?
• Изменение показателя преломления под действием поля.

№ 98
В каких лазерах возможна прямая модуляция излучения?
• В полупроводниковых лазерах.

№ 99
Что характеризует оптическая индикатриса кристалла?
• Оптические свойства кристалла.

№ 100
Что называется оптической индикатрисой кристалла?
• Поверхность постоянной плотности энергии.

№ 101
Чем отличается продольный электрооптический эффект от поперечного?
• Направлением световой волны относительно электрического поля.

№ 102
Схема, соответствующая амплитудному электрооптическому модулятору.
•

№ 103
Чем отличается модулятор от дефлектора?
• Законом изменения рабочего параметра излучения.

№ 104
Чем отличаются акустооптические методы управления параметрами лазерного излучения от электрооптических?
• Пространственным изменением показателя преломления.

№ 105
Почему “фазовую решетку”, которая образуется при распространении звуковых волн в среде, можно считать неподвижной по отношению падающей световой волны?
• λ_звук<<λ_свет.

№ 106
Частота излучения в дифракционных максимумах совпадает с частотой падающего излучения ν_пад.

№ 107
Дифракция Брэгга.
•

№ 108
Где выше эффективность дифракции модулятора: в случае дифракции Рамана – Ната или Брэгга?
• В случае дифракции Брэгга.

№ 109
При какой мощности ультразвуковой волны падающее излучение может быть полностью отклонено на угол Брэгга, если P_зв=(a*p*υ²_зв) / (L*K²*n⁶₀*p²_kl) (где ρ – плотность среды; p²_kl- упругооптические коэффициенты)?
• При определенной звуковой мощности.

№ 110
Какие материалы (твердые или жидкие) могут применяться в модуляторах на более высоких частотах?
• Только твердые.

 

№ 1
От каких электрофизических параметров вещества зависит глубина проникновения электромагнитного поля?
• от ε,μ,σ.

№ 2
Чему равна постоянная затухания ЭМП в образце с параметрами ε_r=40; Μ_r=1; σ=0,1 1/Омм, помещенного в СВЧ печь с частотой f=0,915 ГГц?
• 0,0606 1/м.

№ 3
Какие параметры СВЧ печи определяются размерами камеры a x b x h?
• Рабочая частота.

№ 4
Определите мощность потерь в образце объемом 1 дм³ и проводимостью σ=0,08 (Ом*м)^-1, если напряженность электрического поля в ее средней части равна 500 В/м.
• 20 Вт.

№ 5
Коэффициент затухания в среде равен 8,7 дБ/см. Во сколько раз уменьшится мощность на глубине 3 см?
• 407,4 раза.

№ 6
Мощность ЭМП, теряемая в образце, на глубине в 1 см уменьшается в 50 раз. Определите коэфициент затухания волны в этой среде.
• 1,9560 1/см.

№ 7
Почему мы считаем, что в камере СВЧ печи возбуждаются одновременно поля Emnp и Hmnp при одинаковых индексах m, n, p, но не обязательно равных друг другу (m≠n, m≠p)?
• Резонансные частоты совпадают.

№ 8
Почему греются диэлектрики в СВЧ полях ?
• Наличие проводимости σ вызывает тепловые потери.

№ 9
Определите, во сколько раз уменьшится величина электрического поля в образце, помещенном в камеру СВЧ печи на глубине 2λ среды, если частота f=2,45ГГц, ε_r=9, tgδ=0,1.
• в 1,6016 раза.

№ 10
До какой температуры от комнатной (T_k=20°C) нагревается образец за 5 минут в СВЧ печи с рабочей частотой f=2,45 ГГц, если его параметры σ=0,4 1/ом*м, теплоемкость 1,5 кал/г*град, вес 300 г, объем 1,5*10^-4 м³. Напряженность поля в камере 2,1*10³ В/м.
• T_k=62,13°C.

№ 11
Какая мощность необходима для нагрева вещества с параметрами: вес 500г, удельная теплоемкость γ=1 кал/г*град, чтобы за 3 минуты нагреть его на ΔT=80°C в СВЧ печи?
• 465 Вт.

№ 12
Определите требуемую величину напряженности электрического поля в СВЧ печи с f= 2,45 ГГц, чтобы 1 дм³ воды с теплоемкостью 1 кал/г*град можно было нагреть до 100 градусов от комнатной температуры 20 градусов за 2 минуты.
• 1492,75 В/м.

№ 13
От каких электрических параметров диэлектрика зависит скорость изменения температуры образца, помещенного в СВЧ печь?
• от ε,σ.

№ 14
Какой из трех диэлектриков одинакового объема нагреется быстрее в одной и той же СВЧ печи, если их параметры следующие:
ε_r1=40 tgδ₁=0,3 γ₁=0,58 кал/(г*град);
ε_r2=2 tgδ₂=0,02 γ₂=0,3 кал/(г*град);
ε_r3=68 tgδ₃=0,15 γ₃=1 кал/(г*град).
• первый образец.

№ 15
Если при нагревании образца тангенс угла потерь уменьшается, то как это будет сказываться на поглощаемой мощности?
• Мощность поглощаемая образцом падает.

№ 16
Зачем вся камера изнутри покрывается диэлектриком?
• Для предотвращения коррозии и окисления металла.

№ 17
Почему камеры СВЧ печи делаются прямоугольными?
• Простота конструкции и размещения образцов.

№ 18
Что изменяется при помещении в камеру СВЧ печи образца диэлектрика малого объема?
• частота.

№ 19
Какое количество типов колебаний возникает в камере СВЧ печи имеющей размеры a x b x h = 306 x 201 x 322 мм при резонансной частоте f₀=2,45 ГГц?
• 41.

№ 20
Какое количество типов колебаний может возникнуть в камере a x b x h = 512 x 307 x 400 мм на чатоте f = 0,915 ГГЦ?
• 7.

№ 21
Какой объем должна иметь камера СВЧ печи, чтобы на частоте f = 2,45 ГГц в ней возникало 24 колебания?
• 38,6 дм³.

№ 22
Какого объема должен быть нагреваемый образец с ε_r=37, чтобы рабочая частота 2,45 ГГц изменилась не более чем на 1% в камере a x b x h = 306 x 202 x 322 мм?
• 5,5*10^-3 дм³.

№ 23
На сколько изменится частота камеры СВЧ печи если поместить внутрь диэлектрик V_д=1 дм³ и ε_r=37? Рабочая частота камеры f = 2450 МГц и она имеет размеры a x b x h = 306 x 201 x 322 мм.
• на 20%.

№ 24
Мощность, поглощенная диэлектриком с потерями в СВЧ камере 600 Вт, а его объем 3 дм³, проводимость σ=0,2 1/Ом*м. Определите напряженность электрического поля в камере, где находится диэлектрик.
• 0,5*10³ В/м.

№ 25
Чему равна длина волны в воде при температуре Т=25 градусов на частоте f=2,45 ГГц?
• 1,398 см.

№ 26
Чему равна длина волны в сыром жирном мясе (tgδ=0,32; ε_r=33; μ_r=1) на чатоте f=0,915 ГГц?
• 5,707 см.

№ 27
Определите как изменится длина волны в стекле по отношению к воздуху на частоте f=2,45 ГГц?
• уменьшится на 56%;
• уменьшится в 2,28 раза.

№ 28
Определите коэффициент стоячей волны в тракте между магнетроном и камерой, если отношение сопротивлений тракта и камеры равно 0,6?
• 1,7.

№ 29
Определите величину мощности, поступающей в камеру СВЧ печи, если генератор дает 1 кВт, но отношение проводимостей камеры и подводящего тракта равно 0,7?
• 0,969 кВт.

№ 30
Магнетрон, стоящий в СВЧ печи, может выдавать 1,3 кВт мощности. Определите допустимую величину коэффициента стоячей волны, при которой в камеру подавалось бы 1 кВт мощности.
• 2,85.