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武汉理工大学2010－2011学年第一学期2009级公选课表1.（马区）
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武汉理工大学2010－2011学年第一学期2008级公选课表1.（马区）
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武汉理工大学2010－2011学年第一学期2008级公选课表2.（马区）
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武汉理工大学2010－2011学年第一学期2007级公选课表1.（马区）通识教育公共选修课自然科学技术类
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武汉理工大学2010－2011学年第一学期2007级公选课表（余区）通识教育公共选修课自然科学技术类
通识教育任意选修课。
题型和分值1.名词解释，共5题，20分；（英文）2.填空题，每空1分，共20分；3.选择题，共5题，10分；4.判断题，共5题，10分；5.简答题，共4题，12分；6.计算题，共4题，28分。
（2题英文）第二章1.什么是光纤optical fiber？光纤的发展历史？光纤导光的原理？①光纤就是工作在光频的介质波导，通常做成圆柱形，由内层到外分别是纤芯、包层、缓冲层。
光纤可以约束光波形态的电磁能量位于波导表面以内，并导引电磁能量沿光纤轴方向传播。
②导光原理为内全反射原理。
纤芯折射率n1大于包层折射率n2，纤芯为光密介质，包层为光疏介质。
当光在纤芯传输，以大于临界入射角到达其交界面，光线将全部反射，没有光线从表面逃逸。
③光纤发展历史：（主要）1930年，硅光纤实验，by Lamb（德）1962年，半导体激光器，by Natan,Holynal（美）1966年，高锟和HOCKLIN测得光纤光损耗，有大突破1980’S，1300nm 单模光纤1500nm 单模光纤掺镍光纤放大器2.光纤的结构及特征？由纤芯core和包层cladding组成，包层外有涂覆层等缓冲保护层。
特征：①纤芯（材质一般是硅玻璃）的折射率大于包层的折射率，这样可使光被束缚在纤芯，在光纤中以全反射的方式进行传播。
②包层可以减小散射损耗、增强光线机械强度、防止纤芯与外界接触时受到污染。
③涂覆层可以进一步增强光线强度，保护因变形等造成的机械损伤。
3.光纤按传输模式分几类？分别是：单模光纤和多模光纤。
按折射率分为阶跃型光纤（step index ）和梯度型光纤（graded index ）。
单模光纤只允许按一个模式传播，而多模光纤可以包容数以百计的模式。
4.什么是标准单模光纤？色散位移光纤？非零色散位移光纤？色散平坦光纤？保偏光纤？色散补偿光纤？有源光纤？…………….主要工作波段1.31μm 常规单模光纤色散位移光纤：P975.什么是∆ ？什么是NA ？如何计算？及其物理意义？①∆指纤芯-包层的相对折射差，1212122212n n n n n n -≈-=∆，光纤的时延差与∆成正比，从减小时延差上看，∆越小越好。
光信息技术实验指导书一信息光学实验讲义（一）指导教师刘厚通安徽工业大学数理学院实验一阿贝成像原理和空间滤波天津拓扑一、实验目的了解付里叶光学基本原理的物理意义，加深对光学中的空间频谱和空间滤波等概念的理解。
二、实验原理1、傅立叶变换在光学成像系统中的应用。
在信息光学中、常用傅立叶变换来表达和处理光的成像过程。
设一个xy平面上的光场的振幅分布为gx,y，可以将这样一个空间分布展开为一系列基元函数的线性叠加。
即1 ，为x,y方向的空间频率，量纲为；是相应于空间频率为，的基元函数的权重，也称为光场的空间频率，可由下式求得 2 gx,y和实际上是对同一光场的两种本质上等效的描述。
当gx,y是一个空间的周期性函数时，其空间频率就是不连续的。
例如空间频率为的一维光栅，其光振幅分布展开成级数相应的空间频率为f0，，。
2、阿贝成像原理傅立叶变换在光学成像中的重要性，首先在显微镜的研究中显示出来。
E.阿贝在1873年提出了显微镜的成像原理，并进行了相应的实验研究。
阿贝认为，在相干光照明下，显微镜的成像可分为两个步骤，第一个步骤是通过物的衍射光在物镜后焦面上形成一个初级衍射（频谱图）图。
第二个步骤则为物镜后焦面上的初级衍射图向前发出球面波，干涉叠加为位于目镜焦面上的像，这个像可以通过目镜观察到。
成像的这两步骤本质上就是两次傅立叶变换，如果物的振幅分布是gx,y，可以证明在物镜后面焦面，上的光强分布正好是gx,y的傅立叶变换。
（只要令，，为波长，F为物镜焦距）。
所以第一步骤起的作用就是把一个光场的空间分布变成为空间频率分布；而第二步骤则是又一次傅氏变换将又还原到空间分布。
附图27显示了成像的这两个步骤，为了方便起见，我们假设物是一个一维光栅，平行光照在光栅上，经衍射分解成为向不同方向的很多束平行光（每一束平行光相应于一定的空间频率）。
经过物镜分别聚集在后焦面上形成点阵，然后代表不同空间频率的光束又从新在像平面上复合而成像。
2.1 单色平面光照射到一个圆孔上，将其波面分成半波带，求第k 各带的半径。
若极点到观察点的距离r 0为1m ，单色光波长为450nm ，求此时第一半波带的半径。
解：由菲涅耳衍射，第k 个半波带满足关系式)11(02R r R k hk +=λ，当∞→R 时，0r k R hk λ=。
第一半波带半径067.011045001100=⨯⨯⨯==-r k R hk λcm 。
2.2平行单色光从左向右垂直射到一个有圆形小孔的屏上，设此孔可以像摄像机光圈那样改变大小．问：(1)小孔半径应满足什么条件时，才能使得此小孔右侧轴线上距小孔中心4 m 的P 点的光强分别得到极大值和极小值；(2)P 点最亮时，小孔直径应为多大?设此光的波长为500nm 。
解：(1)由菲涅耳衍射，第k 个半波带满足关系式)11(02R r R k hk +=λ，当∞→R 时，k k r k R hk 414.14105000100=⨯⨯⨯==-λmm 。
K 为奇数时，P 点光强为极大值； K 为偶数时，P 点光强为极小值。
(2)P 点最亮时，由p 点的振幅)(211k k a a a +=，所以当k=1时，k a 为最大所以2828.021==h R d cm 。
2.3 波长为500nm 的单色点光源离光阑1m ，光阑上有一个内外半径分别为0.5 mm 和1 mm 的透光圆环，接收点P 离光阑1 m ，求P 点的光强I 与没有光阑时的光强度I 0之比。
解：由菲涅耳衍射，第k 个半波带满足关系式)11(02Rr R k hk +=λ，圆环内径对应的半波带数1)1111(105000)105.0()11(10230211=+⨯⨯=+=--R r R k h λ圆环外径对应的半波带数4)1111(105000)101()11(10230212=+⨯⨯=+=--R r R k h λ 由题意可知，实际仅露出3各半波带，即142)(21a a a a k ≈+=，而1121)(21a a a a ≈+=∞∞所以光强之比4220==∞a a I I k。
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