激光原理试卷

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激光原理试卷

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3

cm 1=V ,线宽nm 10=∆λ,中心波长60nm ,模式数目为( )

20

201012104 (D) 102 (C) 104 (B) 102 )A (⨯⨯⨯⨯ 5.多普勒加宽发生在( )介质中

6.半共心腔在稳定图上的坐标为(d ) (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)00

(v G ,当s I I =时 ,

饱和显著,非小信号中心频率增益系数为:(c ) (A ) )00

(v G (B )

)00

(2v G (C ) )00(21v G (D ) )00

(3

1v G 8..一平凹腔,其凹面镜的半径R 等于腔长L,它是(b )

(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( c )

(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b( )

(A )HZ 8105.1⨯ (B )HZ 8

102⨯ (C )HZ 8103⨯ (D )HZ 8

104⨯

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

。(5分)

2.一共焦腔(对称)L =0.40m ,λ=0.6328μm ,束腰半径mm w 2.00=,离腰56cm 处的光束有效截面半径为 。(5分)

3. 下图是红宝石的能级结构和跃迁示意图。请说明图中以下符号的意义,(每空2分,共10分)

①W 13 、 ②W 21

③E 2 、 ④E 1 、

⑤A 21 。 三、计算题(共40分) 1.(12分)(1) 一质地均匀的材料对光的吸收为0.01mm -1、光通过10cm 长的该材料

后,出射光强为入射光强的百分之几? (2) —光束通过长度为1m 的均匀激活的工作

物质,如果出射光强是入射光强的两倍,试求该物质的增益系数。

2.(14分)试从]

1))(2[(21)(2

110

s 1-+=t a v LG I At v P D 式出发,证明用最佳透射率表示的

非均匀增宽激光器的最佳输出功率为:

W 13

ω32

W 21

A 21

E 3

E 1

E 2

2

()

m

m s

m t P AI a t =-

3.(14分)考虑一用于氩离子激光器的稳定球面腔,波长λ=0.5145μm ,腔长

L =1m ,腔镜曲率半径R 1=1.5m ,R 2=4m 。试计算光腰尺寸和位置及焦参数。

四、简答题(10分)

1.连续激光器稳定工作时的增益系数是否会随泵浦功率的提高而增加?为什么?

广东工业大学试卷参考答案及评分标准 ( )

课程名称: 激光原理与技术 。 考试时间: 2007年 6月 18 日 (第16 周 星期 一 )

一、 单项选择题(每题3分,共30分)

1( D )、 2( B )、3( C )、4( C )、5( C )

6( D )、7( C )、8( B )、9( C )、10( B )

二、填空题(20分)

1. (5分)

2 0.6mm (5分)

3 .(每空2分,共10分)

① 受激吸收几率(激励几率) ② 受激发射几率

③ 激光上能级 、 ④ 基态能级, 又是激光下能级, 也是抽运能级、

⑤ 自发发射几率

三、计算题(共40分) 解:(1)(12分)

∵Az

e

I z I -=)0()( (2分)

∴368

.01

)0()(10001.0===⋅-e e I z I (3分)

L

R L R 322-<>或

(2)Gz

e I z I )0()(=Θ (2分)

2)0()

(1==∴

⋅G e I z I (2

分)

1693.02ln -==m G 得

(3分)

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