最新激光原理及应用试卷
激光原理期末考试题练习题测试题
卷号:XXXXXXXX 大学二OO 八 —二OO 九 学年第二 学期期末考试激光原理 试题(闭卷)( 专业用)注意:学号、姓名和所在年级班级不写、不写全或写在密封线外者,试卷作废。
一、简要回答下列问题(共28分)1.激光与普通光源的主要区别是什么激光具有什么特性试列举激光的某一个特性在相关领域的应用。
(7分)2.简要回答对称共焦腔与一般稳定球面腔的等价性。
(7分)3.简要分析激光器弛豫振荡的过程(6分)4.声光调Q 激光器在输入功率不变的情况下,调制频率从1KHz 变为10KHz,请问:激光器输出的平均功率和峰值功率如何变化为什么(8分)二、试述均匀加宽和非均匀加宽的特点和区别,并简述在均匀加宽激光器中的自选模过程和非均匀加宽激光器的多纵模振荡。
(18分)三、有一球面腔,R 1=, R 2=2m, L=80cm 。
求出它等价共焦腔的共焦参数f 。
如果晶体的热透镜效应等效为在中心位置F=1m 的薄透镜,分析该谐振腔的稳定性。
(18分)四、腔内均匀加宽增益介质具有最佳增益系数m g 及中心频率处的饱和光强SG I ,同时腔内存在一均匀加宽吸收介质,其最大吸收系数为m a ,中心频率处的饱和光强Sa I ,为假设二介质中心频率均为0v ,m m g a >,SG Sa I I <,试问:1)此激光器能否起振说明理由。
(7)2)如果瞬时输入一足够强的频率为0v 的光信号,此激光器能否起振写出其起振条件;讨论在何种情况下能获得稳定振荡,并写出稳定振荡时的腔内光强。
(10)五、某高斯光束束腰斑大小为mm w 3.10=,波长m μλ6.10=。
1)求此高斯光束的共焦参数f 和束腰处的q 参数值。
(8分) 2) 若距束腰1m 处有一焦距为的透镜,求透镜后2m 处的q 参数值、光斑半径W 和波前曲率半径R 。
(11分)一、密封线内不准答题。
二、姓名、准考证号不许涂改,否则试卷无效。
三、考生在答题前应先将姓名、学号、年级和班级填写在指定的方框内。
电子电路的激光技术与应用考核试卷
D.红宝石激光器
8.激光二极管的优点不包括:( )
A.寿命长
B.效率高
C.体积小
D.价格昂贵
9.在激光雷达系统中,激光的主要作用是:( )
A.传输信号
B.探测目标
C.放大信号
D.产生干扰
10.下列哪种激光器的工作介质是固体:( )
A. CO2激光器
B. He-Ne激光器
C. Nd:YAG激光器
3.激光焊接的适用材料包括:()
A.钢铁
B.铝合金
C.不锈钢
D.玻璃
4.激光切割的优点有:()
A.切割速度快
B.切割精度高
C.热影响区小
D.可以切割多种材料
5.以下哪些是激光雷达系统的应用领域:()
A.军事侦查
B.航空航天
C.气象监测
D.城市规划
6.激光全息技术的应用包括:()
A.防伪标识
B.艺术创作
D.氩离子激光器
11.激光全息技术中,全息图记录的是激光波的:( )
A.频率
B.振幅
C.相位
D.速度
12.下列哪种现象是激光诱导的:( )
A.光电效应
B.热效应
C.磁效应
D.化学反应
13.激光切割中,切割速度与下列哪个因素无关:( )
A.材料厚度
B.激光功率
C.激光波长
D.切割路径
14.下列哪种激光器属于半导体激光器:( )
4.激光全息技术可以完全复制物体的三维形态。()
5.激光二极管的光输出功率越大,其寿命越短。()
6.激光雷达系统只能用于军事领域。()
7.激光切割只能切割金属材料。()
8.激光焊接过程中,功率越高,焊接速度越快。()
激光原理试题
《激光原理及应用》期末试题(A卷答案)一、简答题1.激光器的基本结构包括三个部分,简述这三个部分答:激光工作物质、激励能源(泵浦)和光学谐振腔;2.物质的粒子跃迁分辐射跃迁和非辐射跃迁,简述这两种跃迁的区别。
答:粒子能级之间的跃迁为辐射跃迁,辐射跃迁必须满足跃迁定则;非辐射跃迁表示在不同的能级之间跃迁时并不伴随光子的发射或吸收,而是把多余的能量传给了别的原子或吸收别的原子传给他的能量。
3.激光谱线加宽分为均匀加宽和非均匀加宽,简述这两种加宽的产生机理、谱线的基本线型。
答:如果引起加宽的物理因数对每一个原子都是等同的,则这种加宽称为均匀加宽。
自然加宽、碰撞加宽及晶格振动加宽均属均匀加宽类型。
非均匀加宽是原子体系中每一个原子只对谱线内与它的表观中心频率相应的部分有贡献。
多普勒加宽和固体晶格缺陷属于非均匀加宽。
4.简述均匀加宽的模式竞争答:在均匀加宽的激光器中,开始时几个满足阈值条件的纵模在振荡过程中相互竞争,结果总是靠近中心频率的一个纵模获胜,形成稳定的振荡,其他的纵模都被抑制而熄灭。
这种情况叫模式竞争。
5.工业上的激光器主要有哪些应用?为什么要用激光器?答:焊接、切割、打孔、表面处理等等。
工业上应用激光器主要将激光做热源,利用激光的方向性好,能量集中的特点。
6.说出三种气体激光器的名称,并指出每一种激光器发出典型光的波长和颜色。
答:He-Ne激光器,632.8nm(红光),Ar+激光器,514.5nm(绿光),CO2激光器,10.6μm(红外)7.全息照相是利用激光的什么特性的照相方法?全息照相与普通照相相比有什么特点?答:全息照相是利用激光的相干特性的。
全息照片是三维成像,记录的是物体的相位。
二、证明题:(每题6分,共18分)1.证明:由黑体辐射普朗克公式33811hKThceννπνρ=-导出爱因斯坦基本关系式:3213218A hn h B cνπνν==三、计算题1.由两个凹面镜组成的球面腔,如图。
激光原理及应用的试题库
激光原理及应用的试题库
一、激光原理
•激光的定义及基本特性
•激光的产生原理
•激光的工作性能指标
•激光的发展历程
二、激光的应用
2.1 激光在医学领域的应用
•激光在眼科手术中的应用
•激光在皮肤美容中的应用
•激光在牙科治疗中的应用
2.2 激光在通信领域的应用
•激光在光纤通信中的应用
•激光在无线通信中的应用
•激光在卫星通信中的应用
2.3 激光在制造业的应用
•激光在激光切割中的应用
•激光在激光焊接中的应用
•激光在激光打标中的应用
2.4 激光在科研领域的应用
•激光在物理实验中的应用
•激光在化学实验中的应用
•激光在生物实验中的应用
三、激光原理及应用的试题
3.1 激光原理试题
1.什么是激光? 写出激光的定义及基本特性。
2.请简要描述激光的产生原理。
3.列举并解释激光的工作性能指标。
4.描述激光的发展历程。
3.2 激光应用试题
1.激光在眼科手术中的应用有哪些? 请简要描述其原理。
2.激光在光纤通信中的作用是什么? 请简要解释。
3.你了解哪些激光在制造业中的应用? 请简单列举并描述一项。
4.举例说明激光在科学研究中的应用。
四、总结
•概述激光原理及基本特性
•简述激光在不同领域的应用
•介绍激光原理及应用的试题
•强调激光技术的重要性及发展前景。
激光原理与应用课试卷试题答案
激光原理及应用[陈家璧主编]一、填空题(20分,每空1分)1、爱因斯坦提出的辐射场与物质原子相互作用主要有三个过程,分别是(自发辐射)、(受激吸收)、(受激辐射)。
2、光腔的损耗主要有(几何偏折损耗)、(衍射损耗)、(腔镜反射不完全引起的损耗)和材料中的非激活吸收、散射、插入物损耗。
3、激光中谐振腔的作用是(模式选择)和(提供轴向光波模的反馈)。
4、激光腔的衍射作用是形成自再现模的重要原因,衍射损耗与菲涅耳数有关,菲涅耳数的近似表达式为(错误!未找到引用源。
),其值越大,则衍射损耗(愈小)。
5、光束衍射倍率因子文字表达式为(错误!未找到引用源。
)。
6、谱线加宽中的非均匀加宽包括(多普勒加宽),(晶格缺陷加宽)两种加宽。
7、CO2激光器中,含有氮气和氦气,氮气的作用是(提高激光上能级的激励效率),氦气的作用是(有助于激光下能级的抽空)。
8、有源腔中,由于增益介质的色散,使纵横频率比无源腔频率纵模频率更靠近中心频率,这种现象叫做(频率牵引)。
9、激光的线宽极限是由于(自发辐射)的存在而产生的,因而无法消除。
10、锁模技术是为了得到更窄的脉冲,脉冲宽度可达(错误!未找到引用源。
)S,通常有(主动锁模)、(被动锁模)两种锁模方式。
二、简答题(四题共20分,每题5分)1、什么是自再现?什么是自再现模?开腔镜面上的经一次往返能再现的稳态场分布称为开腔的自在现摸2、高斯光束的聚焦和准直,是实际应用中经常使用的技术手段,在聚焦透镜焦距F一定的条件下,画出像方束腰半径随物距变化图,并根据图示简单说明。
3、烧孔是激光原理中的一个重要概念,请说明什么是空间烧孔?什么是反转粒子束烧孔?4、固体激光器种类繁多,请简单介绍2种常见的激光器(激励方式、工作物质、能级特点、可输出光波波长、实际输出光波长)。
三、推导、证明题(四题共40分,每题10分)1、短波长(真空紫外、软X 射线)谱线的主要加宽是自然加宽。
试证明峰值吸收截面为πλσ220=。
激光原理及应用试卷.
激光原理及应用试卷班级姓名成绩一、填空题(1.5×20=30分)1.光与物质的相互作用有三种不同基本过程,即,及A21称为:B21称为:B12称为:自发辐射的平均寿命τ与A21关系为2.引起谱线增宽的原因主要有三种,即。
它们的线型函数有两种,分别是。
3.光的一个基本性质是具有。
一方面光是电磁波,具有波动性质,有一定的和。
另一方面光是光子流,是具有一定和的物质粒子流。
4.产生激光必须具备的三个条件:,,二、问答题(5×6=30分)1.简要叙述激光器稳定出光的过程。
2.三种谱线增宽形式中哪些是均匀增宽?哪些是非均匀增宽,为什么?3.详细说明对称共焦腔中高斯光束的特点,并图示4.叙述用兰姆凹陷稳频的工作原理。
三、 分析题(40分)1. (10’)如图所示为的1E 和0E (基态)分别为激光上下能级,0n 和1n 分别为上下能级的粒子数密度,谐振腔中传播的单色光能密度为ρ(假设其线宽比介质的线型函数)(v f 的线宽窄得多)。
图中过程①为泵浦速率为R 0的抽运过程,②为自发辐射过程,③和④分别为受激辐射和受激吸收过程,自发辐射系数、受激辐射系数和受激吸收系数分别为A 10、B 10、B 01。
试写出1E 能级在单位时间内粒子数密度的增加量,并说明表达式中每一项的物理意义2. (15分)一染料激光器输出激光的波长为0.63μm ,采用平凹腔,凹面镜的曲率半径为2m ,腔长为1m ,(1)求出它所产生的高斯光束的光腰大小和位置,共焦参数f 以及发散角θ。
(2)如果使用焦距为5cm 的凸透镜聚焦,入射光腰到透镜的距离为1.50m 。
问:离透镜1.0m 处的出射光斑半径为多少?3.(15’)设有三束频率分别为0ν、νν∆+0和νν∆-0、光强为I 0、I 1和I 2的强光沿相同方1E 0E向或相反方向(如图)通过中心频率为0ν的非均匀加宽增益介质(I 0>I 1> I 2)。
试分别分析下列两种情况下反转粒子数按速度z υ的分布,并画出相应的分布曲线,要求在图中标出烧孔位置及烧孔深度。
不得不看的激光原理试题测验必备
不得不看的激光原理试题测验必备不得不看的激光原理试题测验必备————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:激光原理复习题(页码是按第五版书标注的,黄色底纹的页码是按第六版书标注的) 填空 6424''?= 简答 6636''?= 计算 121527'''+= 论述 11313''?=1.什么是光波模式和光子态?什么是相格?Page5答:光波模式(page5):在一个有边界条件限制的空间V 内,只能存在一系列独立的具有特定波矢k 的平面单色驻波。
这种能够存在于腔内的驻波(以某一波矢k 为标志)称为光波模式。
光子态(page6):光子在由坐标与动量所支撑的相空间中所处的状态,在相空间中,光子的状态对应于一个相格。
相格(page6):在三维运动情况下,测不准关系为3x y z x y z P P P h ≈,故在六位相空间中,一个光子态对应(或占有)的相空间体积元为3x y z x y z P P P h ≈,上述相空间体积元称为相格。
2.如何理解光的相干性?何谓相干时间、相干长度、相干面积和相干体积?Page7答:光的相干性(page7):在不同的空间点上、在不同的时刻的光波场的某些特性的相关性。
相干时间(page7):光沿传播方向通过相干长度c L 所需的时间,称为相干时间。
相干长度:相干光能产生干涉效应的最大光程差,等于光源发出的光波的波列长度。
?相干面积:相干体积(page7):如果在空间体积c V 内各点的光波场都具有明显的相干性,则c V 称为相干体积。
3.何谓光子简并度,有几种相同的含义?激光源的光子简并度与它的相干性什么联系?Page9 答:光子简并度(page9):处于同一光子态的光子数称为光子简并度。
光子简并度有以下几种相同含义(page9):同态光子数、同一模式内的光子数、处于相干体积内的光子数、处于同一相格内的光子数。
激光技术与仪器应用考核试卷
2.激光切割中,焦点位置的变化会影响切割的_______和_______。
3.激光焊接中,激光功率与焊接速度的匹配关系称为_______。
4.激光打标机中,常使用的激光器类型是_______激光器。
5.激光雷达系统的主要组成部分是_______、_______和信号处理器。
A.激光切割
B.激光焊接
C.激光打标
D.激光微加工
14.激光在工业领域的应用不包括:( )
A.材料加工
B.质量检测
C.自动化控制
D.电力供应
15.下列哪种激光器属于气体激光器?( )
A. CO2激光器
B. Nd:YAG激光器
C.半导体激光器
Dห้องสมุดไป่ตู้光纤激光器
16.激光加工中,以下哪种情况可能导致加工效果不佳?( )
10. A
11. D
12. D
13. D
14. A
15. A
16. D
17. A
18. C
19. D
20. B
二、多选题
1. ABCD
2. ABCD
3. ABC
4. ABC
5. ABC
6. ABCD
7. ABCD
8. ABCD
9. ABCD
10. ABC
11. ABC
12. ABC
13. ABCD
14. ABC
D.气体激光器
8.影响激光加工速度的因素有:( )
A.激光功率
B.加工材料
C.激光束的模式
D.机床的进给速度
9.以下哪些是激光测距技术的应用?( )
A.地形测绘
激光原理试题及答案
激光原理试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 激光的产生原理是基于以下哪种效应?A. 光电效应B. 康普顿效应C. 受激辐射D. 多普勒效应答案:C2. 激光器中,用于提供能量的介质被称为什么?A. 增益介质B. 反射介质C. 吸收介质D. 传输介质答案:A3. 激光器中,用于将光束聚焦的元件是:A. 透镜B. 棱镜C. 反射镜D. 滤光片答案:A4. 激光的波长范围通常在:A. 红外线B. 可见光C. 紫外线D. 所有选项5. 以下哪种激光器是固态激光器?A. CO2激光器B. 氩离子激光器C. 钕玻璃激光器D. 所有选项答案:C6. 激光的相干性意味着:A. 波长一致B. 相位一致C. 频率一致D. 所有选项答案:D7. 激光器的输出功率通常用以下哪种单位表示?A. 瓦特B. 焦耳C. 牛顿D. 伏特答案:A8. 激光切割机利用激光的哪种特性进行切割?A. 高亮度B. 高方向性C. 高单色性D. 高相干性答案:A9. 激光冷却技术主要应用于:B. 工业C. 物理学研究D. 军事答案:C10. 激光二极管通常使用的半导体材料是:A. 硅B. 锗C. 砷化镓D. 碳化硅答案:C二、填空题(每题2分,共20分)1. 激光的英文全称是________。
答案:Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation2. 激光器的三个主要组成部分是________、________和________。
答案:工作物质、激励源、光学谐振腔3. 激光器中,________用于提供能量,________用于产生激光。
答案:激励源、工作物质4. 激光的________特性使其在通信领域有广泛应用。
答案:高相干性5. 激光器的________特性使其在医疗手术中具有高精度。
答案:高方向性6. 激光冷却技术中,激光与原子相互作用的效应被称为________。
激光原理与应用的应用题
激光原理与应用的应用题一、激光的基本原理•激光是指由受激辐射产生的一种特殊的光,具有单色性、相干性和高亮度等特点。
•激光的产生需要通过激活外界能量,使得激活物分子达到激发态,并形成粒子的集体振动。
•激光的放大需要通过受激辐射作用,使得原子或者分子从高能级跃迁到低能级,放出原子或者分子光子。
•激光的放大倍数取决于激光器的增益介质,如半导体材料、固体材料或者气体等。
二、激光的应用领域1.医学领域–激光在医学领域中有广泛的应用,如激光手术、激光治疗、激光光谱分析等。
–激光手术可以用于切割、焊接、治疗、照射等操作,具有精确、无创伤、无血肉、恢复快的特点。
–激光治疗可以用于疾病的辅助治疗,如激光杀菌、激光修复、激光去疤等。
–激光光谱分析可以用于检测疾病、判断药物成分、分析生物样品等。
2.通信领域–激光通信是一种高速大容量的信息传输方式,利用光纤将激光信号通过光波传输的方式进行通信。
–激光通信具有高带宽、低损耗、抗干扰等优点,可以用于长距离的通信传输,如网络、电话、电视等。
3.制造领域–激光在制造领域中广泛应用于切割、焊接、打标、激光雕刻等工艺。
–激光切割可以用于金属材料、塑料材料、玻璃材料等的切割加工,具有精度高、速度快、热影响区小等特点。
–激光焊接可以用于金属材料、塑料材料等的焊接加工,具有焊接接头牢固、焊接速度快、焊接热变形小等特点。
–激光打标可以用于产品标志、防伪标志、二维码等的打标加工,具有标志清晰、耐久性强的特点。
–激光雕刻可以用于木材、石材、塑料等材料的雕刻加工,具有精度高、效果好的特点。
4.科学研究领域–激光在科学研究领域中有着广泛的应用,如激光光谱分析、激光成像、激光干涉等。
–激光光谱分析可以用于物质结构的研究、光谱信息的获取、物质性质的分析等。
–激光成像可以用于三维成像、高分辨率成像、红外成像等,对于微小物体或者远距离物体的成像有很好的效果。
–激光干涉可以用于测量物体的形状、曲率、表面质量等,具有高精度、非接触性、动态性等特点。
激光原理及应用思考练习题答案.
思考练习题11. 试计算连续功率均为1W 的两光源,分别发射λ=0.5000μm ,ν=3000MHz 的光,每秒从上能级跃迁到下能级的粒子数各为多少?答:粒子数分别为:188346341105138.21031063.6105.01063.61⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯==---λνc h q n 239342100277.51031063.61⨯=⨯⨯⨯==-νh q n2.热平衡时,原子能级E 2的数密度为n 2,下能级E 1的数密度为n 1,设21g g =,求:(1)当原子跃迁时相应频率为ν=3000MHz ,T =300K 时n 2/n 1为若干。
(2)若原子跃迁时发光波长λ=1μ,n 2/n 1=0.1时,则温度T 为多高?答:(1)(//m n E E m m kTn n n g e n g --=)则有:1]3001038.11031063.6exp[2393412≈⨯⨯⨯⨯⨯-==---kT h e n n ν(2)K T Te n n kT h 3623834121026.61.0]1011038.11031063.6exp[⨯=⇒=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯-==----ν3.已知氢原子第一激发态(E 2)与基态(E 1)之间能量差为1.64×l0-18J ,设火焰(T =2700K)中含有1020个氢原子。
设原子按玻尔兹曼分布,且4g 1=g 2。
求:(1)能级E 2上的原子数n 2为多少?(2)设火焰中每秒发射的光子数为l08 n 2,求光的功率为多少瓦?答:(1)1923181221121011.3]27001038.11064.1exp[4----⨯=⨯⨯⨯-⨯=⇒=⋅⋅n n e g n g n kTh ν且202110=+n n 可求出312≈n(2)功率=W 918810084.51064.13110--⨯=⨯⨯⨯4.(1)普通光源发射λ=0.6000μm 波长时,如受激辐射与自发辐射光功率体密度之比q q 激自1=2000,求此时单色能量密度νρ为若干?(2)在He —Ne 激光器中若34/100.5m s J ⋅⨯=-νρ,λ为0.6328μm ,设μ=1,求q q 激自为若干? 答:(1)3173436333/10857.31063.68)106.0(2000188m s J h h c q q ⋅⨯=⇒⨯⨯⨯=⇒=---ννννρρπρπλρνπ=自激(2)943436333106.71051063.68)106328.0(88⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==---πρπλρνπννh h c q q =自激5.在红宝石Q 调制激光器中,有可能将全部Cr 3+(铬离子)激发到激光上能级并产生巨脉冲。
激光能激光原理考试卷模拟考试题.docx
《激光原理》考试时间:120分钟 考试总分:100分题号 一 二 三 四 五 总分 分数遵守考场纪律,维护知识尊严,杜绝违纪行为,确保考试结果公正。
1、世界上第一台激光器——红宝石激光器的波长为694.3nm 。
其频率为()( )A.474THzB.300THzC.432THz2、下列说法错误的是():( )A.微观粒子的坐标和动量不能同时准确测定B.光子的某一运动状态只能定域在一个相格中,但不能确定它在相格内部的对应位置C.微观粒子在相空间对应着一个点3、为了增大光源的空间相干性,下列说法错误的是():( ) A.缩小光源线度 B.采用光学滤波来减小频带宽度C.靠近光源4、相干光强取决于():( ) A.所有光子的数目B.同一模式内光子的数目C.以上说法都不对 姓名:________________ 班级:________________ 学号:________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线-------------------------5、中国第一台激光器——红宝石激光器于1961年被发明制造出来。
其波长为()()A.632.8nmB.694.3nmC.650nm6、光子的某一运动状态只能定域在一个相格中,这说明了()()A.光子运动的连续性B.光子运动的不连续性C.以上说法都不对7、谁提出的理论奠定了激光的理论基础()?()A.汤斯B.肖洛C.爱因斯坦D.梅曼8、氢原子3p态的简并度为()?()A.2B.10C.69、原子最低的能量状态叫()?()A.激发态B.基态C.亚稳态10、热平衡状态下粒子数的正常分布为():()A.处于低能级上的粒子数总是等于高能级上的粒子数B.处于低能级上的粒子数总是少于高能级上的粒子数C.处于低能级上的粒子数总是多于高能级上的粒子数11、下列哪个物理量不仅与原子的性质有关,还与场的性质有关()?()A.自发跃迁几率B.受激吸收跃迁几率C.受激辐射跃迁爱因斯坦系数12、下列哪个物理量只与原子的性质有关()?()A.受激辐射跃迁几率B.自发跃迁几率C.受激吸收跃迁几率13、对热辐射实验现象的研究导致了()?()A.德布罗意的物质波假说B.爱因斯坦的光电效应C.普朗克的辐射的量子论14、以下关于黑体辐射正确的说法是():()A.辐射的能量是连续的B.黑体一定是黑色的C.辐射能量以hν为单位15、热平衡状态下各能级粒子数服从():()A.A、高斯分布B.B、玻尔兹曼分布C.C、正弦分布D.D、余弦分布16、以下说法正确的是():()A.受激辐射光和自发辐射光都是相干的B.受激辐射光和自发辐射光都是非相干的C.受激辐射光是非相干的,自发辐射光是相干的D.受激辐射光是相干的,自发辐射光是非相干的17、激光的最初的中文名为“镭射”、“莱塞”,是它的英文名称LASER的音译,1964年按照我国著名科学家钱学森的建议将“光受激发射”改称“激光”。
激光原理与技术试题答案
- 第1学期 《激光原理和技术》B 卷 试题答案1.填空题(每题4分)[20]1.1激光相干时间τc 和表征单色性频谱宽度Δν之间关系为___1c υτ∆= 1.2一台激光器单色性∆λ/λ为5x10-10,其无源谐振腔Q 值是_2x1091.3假如某工作物质某一跃迁波长为100nm 远紫外光,自发跃迁几率A 10等于105 S -1,该跃迁受激辐射爱因斯坦系数B 10等于_____6x1010 m 3s -2J -11.4设圆形镜共焦腔腔长L=1m ,若振荡阈值以上增益线宽为80 MHz ,判定可能存在_两_个振荡频率。
1.5对称共焦腔=+)(21D A _-1_,就稳定性而言,对称共焦腔是___稳定_____腔。
2. 问答题(选做4小题,每小题5分)[20]2.1何谓有源腔和无源腔?怎样了解激光线宽极限和频率牵引效应?有源腔:腔内有激活工作物质谐振腔。
无源腔:腔内没有激活工作物质谐振腔。
激光线宽极限:无源腔线宽极限和腔内光子寿命和损耗相关:122'c Rc L δυπτπ∆==;有源腔因为受到自发辐射影响,净损耗不等于零,自发辐射随机相位造成输出激光线宽极限2202()t c s t outn h n P πυυυ∆=∆。
频率牵引效应:激光器工作物质折射率随频率改变造成色散效应,使得振荡模谐振频率总是偏离无源腔对应模频率,而且较后者更靠近激活介质原子跃迁中心频率。
这种现象称为频率牵引效应。
2.2写出三能级和四能级系统激光上能级阈值粒子数密度,假设总粒子数密度为n ,阈值反转粒子数密度为n t.三能级系统上能级阈值粒子数密度22tt n n n +=;四能级系统上能级阈值粒子数密度2t t n n ≈。
2.3产生多普勒加宽物理机制是什么?多普勒加宽物理机制是热运动原子(分子)对所发出(或吸收)辐射多普勒频移。
2.4均匀加宽介质和非均匀加宽介质中增益饱和有什么不一样?分别对形成激光振荡模式有何影响?均匀加宽介质:随光强增加增益曲线会展宽。
光纤激光器原理与应用考核试卷
A.光纤的长度
B.光纤的损耗
C.光纤的掺杂浓度
D.光纤的折射率
8.下列哪种光纤激光器的结构可以实现高功率输出?()
A.单段光纤激光器
B.多段光纤激光器
C.线形光纤激光器
D.环形光纤激光器
9.光纤激光器的输出波长主要取决于以下哪个因素?()
A.泵浦光源的波长
A.自相位调制
B.交叉相位调制
C.四波混频
D.受激散射
9.以下哪些措施可以减少光纤激光器中的非线性效应?()
A.降低泵浦功率
B.使用单模光纤
C.增加光纤长度
D.优化光纤的折射率分布
10.光纤激光器在材料加工中可用于以下哪些加工过程?()
A.切割
B.雕刻
C.焊接
D.打标
11.以下哪些因素会影响光纤激光器的热稳定性?()
C.白炽灯
D.发光二极管
5.下列哪个因素会影响光纤激光器的输出功率?()
A.光纤的长度
B.光纤的直径
C.光纤的掺杂浓度
D.所有上述因素
6.光纤激光器的阈值条件是指什么?()
A.泵浦功率等于输出功率的值
B.泵浦功率等于损耗功率的值
C.泵浦功率等于光纤中增益等于损耗的临界值
D.泵浦功率等于光纤中的最大增益值
光纤激光器原理与应用考核试卷
考生姓名:__________答题日期:__________得分:__________判卷人:__________
一、单项选择题(本题共20小题,每小题1分,共20分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.光纤激光器的工作原理主要是基于以下哪个物理效应?()
激光原理课程考试题—武汉理工必备缩印版
激光原理课程考试题题号一二三四五六七总分复核人得分30 70 100评卷人一、填空题:(30分)1. 通常三能级激光器的泵浦阈值比四能级激光器泵浦阈值高。
3. 红宝石激光器属于 3 能级激光器。
He-Ne激光器属于4 能级激光器。
4. 激光具有四大特性,即单色性好、亮度高、方向性好和相干性好。
5. 激光器稳态运转时,腔内增益系数为阈值增益系数,此时腔内损耗激光光子的速率和生成激光的光子速率相等。
6. 激光器的基本组成部分激活物质、激光谐振腔、泵浦源。
激光产生条件:1.有提供放大作用的增益介质为激光工作物质,其激活粒子有适合于产生受激辐射的能级结构;2.体育外界激励源,将下能级的粒子抽运到上能级,使激光上下能级之间产生粒子数反转;3.有光学谐振腔,增长激活介质的工作长度,控制光束的传播方向,选择被放大的受激辐射的能级结构。
其中光学谐振腔的作用为:提高光的方向性、加长光在增益介质中行进的路径以提高光能密度、形成共振产生的模提高相干性(或者填模式选择、提高轴向光波模的反馈)。
7. 调Q技术产生激光脉冲主要有锁模、调Q 两种方法,调Q激光器通常可获得ns 量级短脉冲,锁模有主动锁模和被动锁模两种锁模方式。
8.固体激光器主要的泵浦源有(氪灯泵浦)、(高效脉冲氙灯泵浦)等。
9.具有合适的能级结构和跃迁特性(或者填亚稳态)的原子结构,才能实现粒子数反转。
10.产生激光的工作物质包括(激活离子)和(基质)。
11.引起谱线增宽的原因主要有三种,即自然展宽、碰撞展宽、多普勒展宽;它们可分为两大类,分别是均匀展宽、非均匀展宽。
12.受激辐射激励发射出的光子与外来光完全相同,即传播方向相同,相位相同,偏振态相同,频率相同。
13.爱因斯坦提出的辐射场与物质原子相互作用主要有三个过程,分别是:自发辐射、受激吸收、受激辐射。
14.CO2激光器中,含有氮气和氦气,氮气的作用是提高激光上能级的激光效率,氦气的作用的是有助于激光下能级的抽空。
大学激光原理试卷及答案
系、班 姓 名 座 号激光原理 课程考试题(A)( 年 月 日) 一. 问答题:(65分)1. 说明激光的基本特性?说明描述激光的时间相干性的两个物理量以及两者之间相互关系?(7分)答: 激光具有单色性好、方向性好、良好的相干特性以及亮度高的特性。
(3分)描述激光时间相干性的物理参量为相干时间τ和相干长度L ,两者之间的相互关系为τ⋅=c L ,上式中c 为光速。
(4分) 2. 光与物质存在那三种相互作用? 激光放大主要利用其中那种相互作用?说明在激光产生过程中,最初的激光信号来源是什么?(10分)答:光与物质间相互作用为:自发辐射、受激发射和受激吸收。
(3分)激光放大主要利用其中的受激发射(3分)。
激光产生过程中,最初的激光信号是激光介质自发辐射所产生的荧光。
激光介质自发辐射所产生的沿轴向传播的荧光反复通过激光介质,当增益大于损耗时,这些荧光不断被放大,最后形成了激光发射。
(4分)3. 激光三个基本组成部分是什么?(5分) 答:激光基本结构为:激光谐振腔、能量激励源和激光工作物质三部分。
4. 说明均匀增宽和非均匀增宽的区别?说明为什么均匀增宽介质内存在模式竞争?(10分)答:均匀增宽介质内每一个原子对谱线内任一频率光波都有相同的贡献, 所有原子对发射谱线上每一频率的光波都有相同贡献,所有原子的作用相同;非均匀增宽介质发射的不同的光谱频率对应于不同的原子,不同的原子对中谱线中的不同频率有贡献,不同原子的作用不同的(5分)。
均匀增宽激光介质发射谱线为洛仑兹线型,中心频率处谱线增益最大,该频率处附近纵模优先起振,由于均匀增宽介质内每一个原子对谱线内任一频率光波都有相同的贡献,中心频率处纵模振荡发射激光将引起激光上能级原子数下降,激光增益曲线形状不变,但整体下降,当中心频率处纵模增益降低为激光振荡阈值时,该处纵模稳定输出,其它频率的纵模增益都小于阈值,无法振荡。
5. 说明激光谐振腔损耗的主要来源?6. 答:激光谐振腔损耗可以分为:1. 内部损耗:来源为激光介质不均匀所造成的散射以及激光介质本身的吸收损耗(2分);2. 腔镜损耗:来源为腔镜投射损耗、腔镜的衍射损耗以及腔镜的吸收损耗。
激光器件原理与应用考核试卷
C.钇铝石榴石激光器
D.氩离子激光器
6.激光器中的泵浦源通常是什么?()
A.电流
B.光能
C.热能
D.机械能
7.激光束在传播过程中的衍射现象主要受到什么影响?()
A.光源亮度
B.光源波长
C.传播介质
D.光源功率
8.以下哪种应用使用了激光的高能量特性?()
A.激光打印
B.激光切割
C.激光医疗
D.设备成本较低
18.激光技术在以下哪些领域有应用?()
A.光学测量
B.医疗美容
C.建筑装饰
D.电子产品制造
19.影响激光焊接质量的因素有哪些?()
A.激光功率
B.焊接速度
C.焦点位置
D.焊接材料
20.以下哪些是激光安全防护的措施?()
A.使用安全眼镜
B.设置防护罩
C.限制人员进入
D.定期检查设备安全性能
D.钇铝石榴石激光器
15.激光通信中,为什么使用光纤作为传输介质?()
A.传输损耗低
B.传输容量大
C.抗干扰能力强
D. A、B和C
16.以下哪个过程不属于激光焊接的基本过程?()
A.熔化
B.凝固
C.氧化
D.焊接
17.激光打印机的核心部件是什么?()
A.激光器
B.墨粉
C.鼓芯
D.传感器
18.以下哪种材料在激光医疗领域中用于治疗肿瘤?()
C.光电鼓
D.传输带
12.激光切割机的安全操作要求包括以下哪些?()
A.防止激光辐射
B.防止火灾爆炸
C.防止电气伤害
D.防止机械伤害
13.以下哪些材料常用作激光器的增益介质?()
口腔科用激光设备原理与应用考核试卷
B.操作中佩戴防护用品
C.避免激光直接照射患者眼睛
D.操作后立即离开治疗区域
5.下列哪些因素会影响口腔科激光手术的效果?( )
A.激光功率
B.照射时间
C.光斑大小
D.患者口腔内的湿度
6.以下哪些激光设备适用于口腔硬组织的切割?( )
A. CO2激光器
B. Nd:YAG激光器
ABC
10. ABCD
11. AC
12. ABCD
13. ABC
14. ABCD
15. ABCD
16. ABC
17. ABCD
18. ABCD
19. ABC
20. ABCD
三、填空题
1.光热效应
2. Nd:YAG激光器
3.使用冷却装置
4. Diode激光器
5.光程
6.安全检查
7. CO2激光器
A.患者对光过敏
B.患者口腔内有金属物质
C.患者患有严重的血液疾病
D.以上都是
5.使用激光设备进行口腔手术时,以下哪项措施可以减少热损伤?( )
A.增加激光功率
B.减少照射时间
C.使用冷却装置
D.提高照射距离
6.口腔科激光切割组织时,下列哪种现象不会发生?( )
A.瞬间凝固
B.热损伤
C.气化
D.爆炸
A.牙龈瘤切除
B.牙周病治疗
C.口腔溃疡
D.牙齿排列不齐
10.口腔科激光设备操作时,以下哪些措施可以保护患者和操作者?( )
A.使用防护眼镜
B.使用防护手套
C.避免激光照射到非治疗区域
D.确保操作者具备相应资质
11.以下哪些激光设备适用于口腔软组织的切割和凝固?( )
最新激光原理及应用考试卷
内蒙古工业大学200 —200 学年第一学期《激光原理及应用》期末(考试)试卷(A)课程代码:试卷审核人:考试时间:注意事项:1.本试卷适用于级电科专业本科生使用2.本试卷共6页,满分100分,答题时间120分钟一、选择题(30分)1、平面波的单色性是由下面的那个参数来评价其优劣的()A、振幅B、频率C、光强D、先谱的线宽2、激光束偏转技术是激光应用的基本技术,如果它使激光束离散地投射到空间中某些特定的位置上,则主要应用于()。
A.激光打印B.激光显示C.激光存储D.传真3、具有超小型、激光强度快速可调特点的激光器是()。
A.固体激光器B.气体激光器C.半导体激光器D.光纤激光器4、LED不具有的特点是()。
A.辐射光为相干光 B.LED的发光颜色非常丰富C.LED的单元体积小 D.寿命长,基本上不需要维修9、高斯光束波阵面的曲率半径R0=()A 、])(1[||22O Z Z πωλ+B 、21220])(1[(πωλωZ + C 、])(1[||22Z Z O λπω+ D 、21)(λλL 10、输出功率的兰姆凹陷常被用作一种,()的方法。
A 、稳定输出功率 B 、稳定频率 C 、稳定线宽的 D 、稳定传输方向的 11、本书介绍的激光调制主要有哪几种调制() A 、声光偏转 B 、电光强度 C 、电光相位 D 、电光调Q12、半导体激光器的光能转换率可以达到() A 、 25%—30% B 、70% C 、100% D 、≥50%13、半导体光放大器英文简称是( )。
A .FRA B .SOA C .EDFA D .FBA 14、激光器的选模技术又称为( )。
A .稳频技术 B .选频技术 C .偏转技术 D .调Q 技术15、非均匀增宽介质的增益系数阈值D G =阈( )。
A .)(2121r r Ln La -内 B .hvV A n 32阈∆ C .1D MsG I I + D .2/1)/1(S I I G +︒二、填空题30分1、半导体产生光放大的条件是,半导体中存在 ,并且入射光的频率满足, 。
最新激光原理及应用试卷
激光原理及应用考试时间:第 18 周星期五 ( 2007年1 月 5日)一单项选择(30分)1.自发辐射爱因斯坦系数与激发态E2平均寿命τ的关系为( B )2.爱因斯坦系数A21和B21之间的关系为(C )3.自然增宽谱线为( C )(A)高斯线型(B)抛物线型(C)洛仑兹线型(D)双曲线型4.对称共焦腔在稳定图上的坐标为(B )(A)(-1,-1)(B)(0,0)(C)(1,1)(D)(0,1)5.阈值条件是形成激光的( C )(A)充分条件(B)必要条件(C)充分必要条件(D)不确定6.谐振腔的纵模间隔为(B )7.对称共焦腔基模的远场发散角为(C )8.谐振腔的品质因数Q衡量腔的(C )(A)质量优劣(B)稳定性(C)储存信号的能力(D)抗干扰性9.锁模激光器通常可获得( A )量级短脉冲10.YAG激光器是典型的( C )系统(A)二能级(B)三能级(C)四能级(D)多能级二填空(20分)1.任何一个共焦腔与等价,而任何一个满足稳定条件的球面腔地等价于一个共焦腔。
(4分)2 .光子简并度指光子处于、、、。
(4分)3.激光器的基本结构包括三部分,即、和。
(3分)4.影响腔内电磁场能量分布的因素有、、。
(3分)5.有一个谐振腔,腔长L=1m,在1500MHz的范围内所包含的纵模个数为个。
(2分)6.目前世界上激光器有数百种之多,如果按其工作物质的不同来划分,则可分为四大类,它们分别是、、和。
(4分)三、计算题(42分)1.(8分)求He-Ne激光的阈值反转粒子数密度。
已知=6328Å,1/f( )=109Hz,=1,设总损耗率为,相当于每一反射镜的等效反射率R=l-L=98.33%,=10—7s,腔长L=0.1m。
2.(12分)稳定双凹球面腔腔长L=1m,两个反射镜的曲率半径大小分别为R1=3m求它的等价共焦腔腔长,并画出它的位置。
=1.5m,R23.(12分)从镜面上的光斑大小来分析,当它超过镜子的线度时,这样的横模就不可能存在。
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激光原理及应用考试时间:第 18 周星期五 ( 2007年1 月 5日)一单项选择(30分)1.自发辐射爱因斯坦系数与激发态E2平均寿命τ的关系为( B )2.爱因斯坦系数A21和B21之间的关系为(C )3.自然增宽谱线为( C )(A)高斯线型(B)抛物线型(C)洛仑兹线型(D)双曲线型4.对称共焦腔在稳定图上的坐标为(B )(A)(-1,-1)(B)(0,0)(C)(1,1)(D)(0,1)5.阈值条件是形成激光的( C )(A)充分条件(B)必要条件(C)充分必要条件(D)不确定6.谐振腔的纵模间隔为(B )7.对称共焦腔基模的远场发散角为(C )8.谐振腔的品质因数Q衡量腔的(C )(A)质量优劣(B)稳定性(C)储存信号的能力(D)抗干扰性9.锁模激光器通常可获得( A )量级短脉冲10.YAG激光器是典型的( C )系统(A)二能级(B)三能级(C)四能级(D)多能级二填空(20分)1.任何一个共焦腔与等价,而任何一个满足稳定条件的球面腔地等价于一个共焦腔。
(4分)2 .光子简并度指光子处于、、、。
(4分)3.激光器的基本结构包括三部分,即、和。
(3分)4.影响腔内电磁场能量分布的因素有、、。
(3分)5.有一个谐振腔,腔长L=1m,在1500MHz的范围内所包含的纵模个数为个。
(2分)6.目前世界上激光器有数百种之多,如果按其工作物质的不同来划分,则可分为四大类,它们分别是、、和。
(4分)三、计算题(42分)1.(8分)求He-Ne激光的阈值反转粒子数密度。
已知=6328Å,1/f( )=109Hz,=1,设总损耗率为,相当于每一反射镜的等效反射率R=l-L=98.33%,=10—7s,腔长L=0.1m。
2.(12分)稳定双凹球面腔腔长L=1m,两个反射镜的曲率半径大小分别为R1=3m求它的等价共焦腔腔长,并画出它的位置。
=1.5m,R23.(12分)从镜面上的光斑大小来分析,当它超过镜子的线度时,这样的横模就不可能存在。
试估算在L=30cm, 2a=0.2cm 的He-Ne激光方形镜共焦腔中所可能出现的最高阶横模的阶次是多大?4.4.(10分)某高斯光束的腰斑半径光波长。
求与腰斑相距z=30cm处的光斑及等相位面曲率半径。
四、论述题(8分)1.(8分)试画图并文字叙述模式竞争过程激光原理及应用(A )卷 答案及评分标准:一、(30分)BCCBCBCCAC 二、(20分)1. .无穷多个稳定球面腔 (2分)唯一 (2分) 2. 处于一个光子态的平均光子数 (1分)处于同一模式的光子数 (1分) 相干体积内偏振一样的光子数 (1分) 处于同一相格中的偏振一样的光子数 (1分)3.工作物质、激励能源、光学谐振腔 (3分) 4. (1分) (1分) (1分)5.10 (2分)6.固体激光器、气体激光器、液体激光器、半导体激光器 (4分)三(42分) 1(8分)解 ; 分)分)分)分)=总阈(1 /10048.1(2 10)106328.0(1.00167.0108(2 )(18(3 )(8315926722222m f L R f c a n ⨯=⨯⨯⨯⨯=-=∆--πνλτπμντμπν2(12分)解:假设所要求的等价共焦腔的共焦参数为f ,以等价共焦腔中点为z 坐标的原点,M 1,M 2两镜的z 坐标为z 1和z 2,有()()()分)(分)(1 1 )()()(21122121R L R L L R L z R L R L L R L z -+---=-+--= ()()()()[]分)(2 )(22121212R L R L L R R L R L R L f -+--+--=衍射损耗收腔镜反射不完全介质吸激活介质的光放大作用代入数值L =1m, R 1=1.5m,R 2=3m 得:⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧==-=514515421f z z (3分) 等价共焦腔腔长51422=='f L (1分)位置如上图所示。
(4分)3.(12分)解:高阶模沿x,y 方向的光斑半径分别为s ns sms w n w w m w 001212+=+= (2分)基模光斑半径:cm L w s 2401046.214.3106328.030--⨯=⨯⨯==πλ(3分)横模存在时,要求满足a w m w s ms <+=012 (2分) 即:7.72120=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛<s wam (2分)即7≤m , 同理有:7≤n故可能出现的最高阶横模的阶次是7。
(3分) 4(10分)解:光斑半径:分)分)(2 45.114.114.3300106.10114.1(31)(2232200mm w z w z w =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=-πλ等相位面曲率半径:分)(分)2 4.79]300106.1014.114.31[30(3]1[)(232220cm z w z z R =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯+=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=-λπ四、论述题(8分) 1.(8分)答:图中q-1,q-2,q ,q+1,q+2 5个纵模满足阈值条件,随着外界激发的增强,则纵模的光强增长,但是,光强增加时,引起增益饱和作用,增益——频率下降,曲线变扁,使曲线1变为曲线2,q-2, q+2满足阈值。
(1分)光强继续增加时,曲线2变为曲线3,使q-2, q+2的增益小于阈值,不再振荡,而q-1, q+1满足阈值。
(1分)光强继续增加时,曲线3变为曲线4,使q-1, q+1的增益小于阈值,不再振荡,则只剩下q 模满足阈值条件获得 输出。
这种通过增益饱和效应, 靠近谱线中心频率的纵模逐渐把 其他纵模抑制掉的过程就是模式 竞争。
(3分)(3分)广东工业大学考试试卷 ( B )课程名称: 激光原理及应用考试时间:第 18 周星期五 ( 2007年1 月 5日)一单项选择(30分)1.在一定温度下,自发辐射几率是受激辐射几率的( B )倍2.粒子数反转分布状态微观粒子满足(D )(A)费米分布(B)高斯分布(C)玻尔兹曼分布(D)负温度分布3.碰撞增宽谱线为( C )(A)高斯线型(B)抛物线型(C)洛仑兹线型(D)双曲线型4.CO2谱线的多普勒增宽为53MHz,中心频率所对应的谱线函数极大值为( A )5.平行平面腔在稳定图上的坐标为(C )(A)(-1,-1)(B)(0,0)(C)(1,1)(D)(0,1)6.谐振腔的纵模共振频率为( A )7.对称共焦腔基模光腰为(A )8.对同一种介质,小信号增益系数随( B )变化(A)谱线宽度(B)激发功率(C)粒子数密度(D)自发辐射几率9.调Q激光器通常可获得(C )量级短脉冲10.红宝石激光器是典型的( B )系统(A)二能级(B)三能级(C)四能级(D)多能级二. 填空(20分)1.激光束的基本特性是____________________、_________________________ _____________________________、___________________________。
(4分)2.光和物质相互作用产生受激辐射时,辐射光和照射光具有完全相同的特性,这些特性是指、、和。
(4分)3.激光腔振荡模的特征是、、、。
(4分)4.He-Ne激光器是典型的四能级系统,有三条主要激光谱线,其激光谱线及波长分别为、、。
(6分)5.若光束通过1m长的激光介质以后,光强增大了一倍,此介质的增益系数G为(2分)三、计算题(44 分)1.(8分)静止氖原子谱线中心波长为,求当它以0.1c速度向观察者运动时,中心波长变为多大?2.(8分)腔长为0.5m的氩离子激光器,发射中心频率=5.85⨯l014Hz,荧光线宽=6⨯l08 Hz,问它可能存在几个纵模?相应的q值为多少?(设=1))3.(20分)某激光器采用平凹腔,腔长L=1m,凹面镜曲率半径R=2m。
求:(1)它产生的基模高斯光束的腰斑半径及腰斑位置。
(2)它产生的基模高斯光束的焦参数。
(3)它产生的基模高斯光束的远场发散角。
4,(8分)He-Ne激光器辐射6328Å光波,其方形镜对称共焦腔,腔长L=0.2m。
腔内同时存在,,横模。
若在腔内接近镜面处加小孔光阑选取横模,试问:(1)如只使模振荡,光阑孔径应多大?(2)如同时使,模振荡而抑制振荡,光阑孔径应多大?四.论述题(6分)1.(6分)试述调Q激光器原理激光原理及应用(B)卷答案及评分标准:一.(30分)BDCACAABCB二. (20分)1. 方向性好、单色性好、相干性好、高亮度(4分)2.相位、频率、偏振态、传播方向。
(4分)3.4.3S→2P 0.6328μ(2分)2S→2P 1.15μ(2分)3S→3P 3.39μ(2分)5.G=ln2 m-1(2分)三(44分)1(8分)解:由多谱勒效应:,(两者相互接近时,即相向时,)(4分)(4分)2.(8分)解:,(2分,(2分)则可能存在的纵模数有三个,它们对应的q值分别为:,q+1=1950001,q-1=1949999 (4分)3( 20 分)解:(1)它产生的基模高斯光束的腰斑半径及腰斑位置。
(3分)代入各数值得:f = 1cm (1分)又R=2m=2L可见此平凹腔为半共焦腔(2分)腰斑半径为:(3分)设平面镜距腰斑位置为,凹面镜距腰斑位置为,则(4分)可见腰斑位置z=0刚好在平面镜处。
(1分)(2)它产生的基模高斯光束的焦参数。
其产生的基模高斯光束的焦参数即为产生高斯光束的共焦腔焦参数,即 f = 1cm (1分)(3)它产生的基模高斯光束的远场发散角:4(8分)解:(1)TEM00模在镜面处的光斑半径为所以光阑孔径应该为0.2mm (4分)(2)TEM11模在镜面处的光斑半径为所以光阑孔径为0.35mm (4分)四.(6分)1(6分)答:初始时腔的Q值很低,使腔内的损耗变大,上能级不断积累大量粒子。
当在一定的外界激发功率下,上能级上的粒子数积累到最大值,(3分)突然使谐振腔的Q值变高,这时激光器的阈值突然降低,聚集在上能级上的粒子立即以极高的速度以雪崩的方式跃迁到低能级上,在瞬间形成极高的光脉冲峰值功率。
(3分广东工业大学考试试卷 ( A )课程名称: 激光原理与技术试卷满分 100 分考试时间: 2007年 6月 18 日 (第16 周星期一 )一、选择题(每题3分,共30分)1.世界上第一台激光器是()(A) 氦氖激光器.(B) 二氧化碳激光器.(C) 钕玻璃激光器.(D) 红宝石激光器.(E) 砷化镓结型激光器.2.按照原子的量子理论,原子可以通过自发辐射和受激辐射的方式发光,它们所产生的光的特点是:()(A) 两个原子自发辐射的同频率的光是相干的,原子受激辐射的光与入射光是不相干的.(B) 两个原子自发辐射的同频率的光是不相干的,原子受激辐射的光与入射光是相干的.(C) 两个原子自发辐射的同频率的光是不相干的,原子受激辐射的光与入射光是不相干的.(D) 两个原子自发辐射的同频率的光是相干的,原子受激辐射的光与入射光是相干的.3.氦-氖激光器属于典型的()系统(A)二能级(B)三能级(C)四能级(D)多能级4.体积,线宽,中心波长60nm,模式数目为()5.多普勒加宽发生在()介质中(A)固体(B)液体(C)气体(D)等离子体6.半共心腔在稳定图上的坐标为()(A)(-1,-1)(B)(0,0)(C)(1,1)(D)(0,1)7.对于均匀增宽介质,中心频率处小信号增益系数为,当时,饱和显著,非小信号中心频率增益系数为:()(A)(B)(C)(D)8..一平凹腔,其凹面镜的半径R等于腔长L,它是( )(A)稳定腔(B)临界腔(C)非稳腔9.能够完善解释黑体辐射实验曲线的是( )(A)瑞利-金斯公式(B)维恩公式(C)普朗克公式(D)爱因斯坦公式10.腔长为0.5米,μ=1.5,纵模间隔为()(A)(B)(C)(D)二、填空题(共20分)1.稳定腔的一块反射镜的曲率半径R1=4L,求另一面镜的曲率半径取值范围。