激光原理问答题复习资料
激光原理与技术复习——简答题精编版
激光原理复习题----填空简答论述1.什么是光波模式?答:光波模式:在一个有边界条件限制的空间内,只能存在一系列独立的具有特定波矢的平面单色驻波。
这种能够存在于腔内的驻波(以某一波矢为标志)称为光波模式。
2.如何理解光的相干性?何谓相干时间、相干长度?答:光的相干性: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:光沿传播方向通过相干长度所需的时间,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。
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?答:光子简并度: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: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。
联系:激光源的光子简并度决定着激光的相干性,光子简并度越高,激光源的相干性越好。
4.什么是黑体辐射?写出公式,并说明它的物理意义。
答:黑体辐射:当黑体处于某一温度的热平衡情况下,它所吸收的辐射能量应等于发出的辐射能量,即黑体与辐射场之间应处于能量(热)平衡状态,这种平衡必然导致空腔内存在完全确定的辐射场,这种辐射场称为黑体辐射或平衡辐射。
物理意义:在单位体积内,频率处于附近的单位频率间隔中黑体的电磁辐射能量。
.5.描述能级的光学跃迁的三大过程,并写出它们的特征和跃迁几率。
Page10答:(1)自发辐射:处于高能级的一个原子自发的向跃迁,并发射一个能量为的光子,这种过程称为自发跃迁,由原子自发跃迁发出的光波称为自发辐射。
特征:a) 自发辐射是一种只与原子本身性质有关而与辐射场无关的自发过程,无需外来光。
b) 每个发生辐射的原子都可看作是一个独立的发射单元,原子之间毫无联系而且各个原子开始发光的时间参差不一,所以各列光波频率虽然相同,均为,各列光波之间没有固定的相位关系,各有不同的偏振方向,而且各个原子所发的光将向空间各个方向传播,即大量原子的自发辐射过程是杂乱无章的随机过程,所以自发辐射的光是非相干光。
激光原理简答题整理
1.什么是光波模式答:光波模式:在一个有边界条件限制的空间内,只能存在一系列独立的具有特定波矢的平面单色驻波。
这种能够存在于腔内的驻波(以某一波矢为标志)称为光波模式。
2.如何理解光的相干性何谓相干时间、相干长度答:光的相干性: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: 光沿传播方向通过相干长度所需的时间,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。
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答:光子简并度: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: 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。
联系: 激光源的光子简并度决定着激光的相干性,光子简并度越高,激光源的相干性越好。
4.什么是黑体辐射写出公式,并说明它的物理意义。
答:黑体辐射:当黑体处于某一温度的热平衡情况下,它所吸收的辐射能量应等于发出的辐射能量,即黑体与辐射场之间应处于能量(热)平衡状态,这种平衡必然导致空腔内存在完全确定的辐射场,这种辐射场称为黑体辐射或平衡辐射。
物理意义:在单位体积内,频率处于附近的单位频率间隔中黑体的电磁辐射能量。
5.描述能级的光学跃迁的二大过程,并写出它们的特征和跃迁几率。
答:(1)自发辐射:处于高能级的一个原子自发的向跃迁,并发射一个能量为hv的光子,这种过程称为自发跃迁,由原子自发跃迁发出的光波称为自发辐射。
特征:a)自发辐射是一种只与原子本身性质有关而与辐射场无关的自发过程,无需外来光。
b)每个发生辐射的原子都可看作是一个独立的发射单元,原子之间毫无联系而且各个原子开始发光的时间参差不一,所以各列光波频率虽然相同,均为V,各列光波之间没有固定的相位关系,各有不同的偏振方向,而且各个原子所发的光将向空间各个方向传播,即大量原子的自发辐射过程是杂乱无章的随机过程,所以自发辐射的光是非相干光。
《激光原理》期末复习试题2套含答案(大学期末复习资料)
一、 选择题(请在正确答案处打√,2×11分)1.根据黑体辐射维恩位移定律,最大辐射强度波长M λ,72.89810M T λ=⨯ Å·K ,那么人体(300K)时辐射最大M λ属于:(A) 可见光 (B)近红外 (C) √远红外光2.已知自发发射系数21A 与受激发射系数21B 之比32121/8/A B h πλ=,那么对于较短波长激光,例如紫外、X 射线激光器相对于长波长激光器产生激光输出将(A) √更难 (B)更易 (C)与波长无关3.激光腔的Q 因子越大,该腔的输出单色性越高,即(A) √输出光谱带宽越小 (B)输出光谱带宽越大 (C)光子寿命越小4.电光调Q 激光器的调制电压波形一般为(A) √方波 (B)正弦波 (C)余弦波5.Nd +3:YAG 和Ti +3:sapphire(掺钛蓝宝石)激光器中产生激光的物质分别是√(A) Nd 和Ti 离子 (B)YAG 和Sapphire (C)Nd 和Ti 原子6.电光调制器半波电压产生的相位差是(A) 90度 (B)45度 (C) √180度7.一般情况下谐振腔的稳定条件是(22111,1R L J R L J -=-=): (A) √1021≤≤J J , (B)1021<<J J (C)101<<J ,102<<J8.在下列哪一种情况下激光上下能级布居数最容易实现反转(A) 二能级系统 (B)三能级系统 (C) √四能级系统9.精密干涉测量,全息照相,高分辨光谱等要求单色性、相干性高的 光源。
(A) √单纵模 (B)单横模 (C)多纵模10.假如各纵模振幅不同,则锁模脉冲的时间和光谱带宽积(A)等于1 (B) √315.0≥ (C)011.锁模与调Q 激光器中,饱和吸收体的受激态寿命锁模t 、Q 调t (驰豫时间)与激光器可能产生的极限脉冲宽度p t 关系是(A)锁模t 和Q 调t >p t , (B)锁模t 和Q 调t <p t (C) √锁模t <p t ,Q 调t >p t二、 填空题(3×12分)1. 激光光源与普通光源相比,具有哪三方面的优点:(1) 单色性高 (2) 方向性好 (3)相干性高(或者亮度高)2. 辐射能量交换的三个基本过程是:(1) 受激吸收 (2) 受激发射 (3) 自发发射3. 激光器的三个基本组成部分是:(1) 工作物质 (2) 谐振腔 (3) 驱动源4. 声光调制器的四个组成部分是:(1) 声光介质 (2) 换能器 (3) 驱动电源 (4)吸声和声反射材料5. 试举出常见的四大类锁模的方法:(1)主动锁模 (2) 被动锁模 (3)同步泵浦锁模 (4)自锁模6. 假设光场能态密度是)(v ρ,粒子从较低能态1ϕ(能量E 1)过渡到较高能态2ϕ(能量E 2)的受激吸收几率是(1))(12v B ρ;粒子从较高能态2ϕ(能量E 2)过渡到较低能态1ϕ(能量E 1)的受激发射和自发发射几率分别是(2))(21v B ρ和21A 。
激光原理问答
八、什么是频率牵引?
我们一直把无源腔振荡频率落入增益曲线范围并满足振荡条件的各种频率视为有源腔的激光振荡频率,实际上,由于激活介质谱线处色散的影响,实际的振荡频率和无源腔的并不是一样的,而是相对于无源腔的振荡频率更加靠近中心频率,这种现象称为“频率牵引”
一、什么是谱线加宽,有哪些加宽类型,加宽机制是什么?如何理解均匀加宽和均匀加宽?
答:谱线加宽指的是在按照能级跃迁讨论出的发射和吸收的电磁辐射具有严格的单一频率,但是使用分辨率稍高的仪器可以观察到比仪器宽度大得多的谱线宽度,这种现象称为谱线加宽。
类型:
寿命加宽(自然加宽),是因为量子力学测不准原理,原子能级都有一个宽度 ,与之对应的寿命也有宽度,导致谱线加宽。
答:均匀介质中,稳态时增益系数与将被放大的受激辐射光的光强 有关,增益系数随它的增大而减小,即为增益饱和。
非均匀介质中,强度为 、频率为v的激光在其中获得的增益系数是同一频率处小信号增益系数的 倍,这也描述了非均匀加宽介质中的增益饱和规律。
四、饱和光强的含义?怎样定义的?
饱和光强是取决于增益介质的性质和入射光的频率,是指的中心频率处的光强,记为
一十、调Q激光器工作原理?
据弛豫振荡我们知道其激光输出的是许多尖峰的脉冲,而一般的激光器其损耗是不改变的,一旦光抽运使聚居数反转达到阈值就开始振荡,故无法聚集大量粒子,峰值功率也无法提高。引入使谐振腔品质因数Q随时间周期改变的组件,能使上述情况中能级上在在Q没变之前聚集大量粒子,又在Q改变后形成峰值功率很高的单一脉冲激光。这就是其工作原理。(类比于生活中的关闸蓄水,开闸泄洪)
激光物理简答题
第一章激光器的基本原理1、问:产生激光的条件是什么?(戴大鹏)答: 1.受激辐射是激光产生的必要条件; 2.要形成激光,工作物质必须具有亚稳态能级,这是产生激光的第二个条件; 3.选择适当的物质,使其在亚稳态能级上的电子比低能级上的电子还多,即形成粒子束反转,这是形成激光的第三个条件;4.激光中开始产生的光子是自发辐射产生的,其频率和方向是杂乱无章的。
要使得频率单纯,方向集中,就必须有一个谐振腔,这是形成激光的第四个条件;5. 只有使光子在腔中振荡一次产生的光子数比损耗掉的光子要多得多,才能有放大作用,这是产生激光的第五个条件。
2、问:什么是粒子数反转?(钟双金)粒子数反转 (population inversion )是激光产生的前提。
两能级间受激辐射几率与两能级粒子数差有关。
在热平衡状态下,粒子数按能态的分布遵循玻耳兹曼分布律,这种情况得不到激光。
为了得到激光,就必须使高能级 E2 上的原子数目大于低能级 E1 上的原子数目,因为 E2 上的原子多,发生受激辐射,使光增强(也叫做光放大) 。
为了达到这个目的,必须设法把处于基态的原子大量激发到亚稳态 E2,处于高能级 E2 的原子数就可以大大超过处于低能级 E1 的原子数。
这样就在能级 E2 和 E1 之间实现了粒子数的反转。
实现粒子数反转的条件:通常实现粒子数反转要依靠两个以上的能级:低能级的粒子通过比高能级还要高一些的泵浦能级抽运到高能级。
一般可以用气体放电的办法来利用具有动能的电子去激发激光材料,称为电激励;也可用脉冲光源来照射光学谐振腔内的介质原子,称为光激励;还有热激励、化学激励等。
各种激发方式被形象化地称为泵浦或抽运。
为了使激光持续输出,必须不断地“泵浦”以补充高能级的粒子向下跃迁的消耗量。
3、什么叫纵模、横模?由谱线宽度和腔长来估算可能振荡的纵模数目答案:光场在腔内的纵向和横向分布分别叫做纵模和横模。
横模数目 n=谱线宽度/c纵模数目 n=谱线宽度/ (c/2*腔长 L)第二章激光器的速率方程理论答案:第三章 密度矩阵1:考虑衰减过程、原子的泵浦或激发过程,写出在初始光场为零时的光学布洛 赫方程并说明各项含义。
激光原理简答题题型归纳
一、简答题1.画出TEM32模的强度花样图。
2.说出增益饱和的物理意义。
3.为什么连续激光器能连续稳定的输出激光?腔内有其他光学元件的两镜腔中,除两面反射镜外的其余部分的变换矩阵元为A BCD,腔镜曲率半径为R1和R2,证明该谐振腔的稳定性条件为:0<g1g2<1其中:g1 = D – B / R1;g2 = A – B / R2〖激光原理〗三能级系统和四能级系统哪个更易形成激光输出,原理是什么?〖激光原理〗如何实现激光光束的准直?〖激光原理〗均匀加宽与非均匀加宽的特点是什么?谱线加宽的原因是什么?〖激光原理〗请简述什么是高斯光束q参数,其有何意义?〖激光原理〗激光谐振腔内的损耗有哪些?用什么参数表示?2. 简述调Q技术3. 解释空间烧孔现象4. 激光3能级与4能级系统有哪些区别5. 激光的横模是什么?6. 非均匀加宽和均匀加宽的区别9. 稳定腔的优缺点?10. 调Q的原理?怎么实现?有什么作用?11. 激光有哪些特性,主要有什么应用12. 非稳腔损耗很大,那是不是不能输出激光,非稳腔的特点之类(就是想让你说出非稳腔的损耗作为输出了)13. 模体积是什么14. 解释什么是粒子数反转18. 解释激光器纵模19. 解释LASER一词的由来20. 简述多普勒加宽和兰姆效应。
(后来问了保外还是保内,平时时间怎么分配,有没有兴趣读博士)21. 请说出几种气体激光器及固体激光器的名称。
后来又问了关于泵浦的问题22. 双周期透镜波导与对称共焦腔的关系23. 调Q原理?Q参数含义?损耗变大,Q参数如何变化?调Q的方法有哪些?24. 要想提高激光器的输出功率,有哪些措施?25. 产生激光的两个必要条件光学谐振腔的作用(加问)26. 什么是稳频技术27. 非稳腔的优点和缺点28. 如何选出单纵模?29. 解释纵模?纵模间隔是多少?30. 激光器有什么工业应用?为什么能有这样的应用?31. 所有的激光束都是高斯光束吗?32. 什么是均匀展宽?33. 对称共轴球面腔的稳定条件?平凸腔是不是稳定腔?34. 自激振荡产生的条件?35. 什么是受激辐射和自发辐射,举出他们实际应用的例子。
激光原理复习题(含参考答案)
激光原理复习题(含参考答案)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11. 任何一个共焦腔与无穷多个稳定球面腔等价,而任何一个满足稳定条件的球面腔唯一地等价于一个共焦腔。
12. 激光器的基本结构包括三部分,即工作物质、激励物质光学谐振腔。
13.有一个谐振腔,腔长L=1m,在1500MH z的范围内所包含的纵模个数为10个(设μ=1)。
14.激光的特点是相干性强、单色性佳、方向性好高亮度。
15 调Q 技术产生激光脉冲主要有 、 两种方法,调Q激光器通常可获得ns 量级短脉冲,锁模有 和 两种锁模方式。
锁模 、 调Q 主动锁模 被动锁模 16.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17写出光与物质相互作用的爱因斯坦关系式,说明其物理含义。
答:(1)自发辐射跃迁几率2121211sp s dn A dt n τ⎛⎫== ⎪⎝⎭,表示了单位时间内从高能级向低能级跃迁的原子数与高能级原有粒子数的比例。
(2)受激吸收跃迁几率121211st dn W dt n ⎛⎫= ⎪⎝⎭,表示单位时间内由于受激跃迁引起的由低能级向高能级跃迁的原子数和低能级原子数的比例。
激光原理复习题答案(参考版)
激光原理复习题答案(参考版)激光原理复习题第一章电磁波1. 麦克斯韦方程中0000./.0t tμμερε??=-=+?=?=?B E E B J E B麦克斯韦方程最重要的贡献之一是揭示了电磁场的内在矛盾和运动;不仅电荷和电流可以激发电磁场,而且变化的电场和磁场也可以相互激发。
在方程组中是如何表示这一结果?答:(1)麦克斯韦方程组中头两个分别表示电场和磁场的旋度,后两个分别表示电场和磁场的散度;(2) 由方程组中的1式可知,这是由于具有旋度的随时间变化的电场(涡旋电场),它不是由电荷激发的,而是由随时间变化的磁场激发的;(3)由方程组中的2式可知,在真空中,,J =0,则有 tE=?00B *εμ ;这表明了随时间变化的电场会导致一个随时间变化的磁场;相反一个空间变化的磁场会导致一个随时间变化的电场。
这种交替的不断变换会导致电磁波的产生。
2, 产生电磁波的典型实验是哪个?基于的基本原理是什么?答:产生电磁波的典型实验是赫兹实验。
基于的基本原理:原子可视为一个偶极子,它由一个正电荷和一个负电荷中心组成,偶极矩在平衡位置以高频做周期振荡就会向周围辐射电磁波。
简单地说就是利用了振荡电偶极子产生电磁波。
3 光波是高频电磁波部分,高频电磁波的产生方法和机理与低频电磁波不同。
对于可见光范围的电磁波,它的产生是基于原子辐射方式。
那么由此原理产生的光的特点是什么?答:大量原子辐射产生的光具有方向不同,偏振方向不同,相位随机的光,它们是非相干光。
4激光的产生是基于爱因斯坦关于辐射的一般描述而提出的。
请问爱因斯坦提出了几种辐射,其中那个辐射与激光的产生有关,为什么?答:有三种:自发辐射,受激辐射,受激吸收。
其中受激辐射与激光的产生有关,因为受激辐射发出来的光子与外来光子具有相同的频率,相同的发射方向,相同的偏振态和相同的相位,是相干光。
5光与物质相互作用时,会被介质吸收或放大。
被吸收时,光强会减弱,放大时说明介质对入射光有增益。
激光原理与技术复习——简答题
激光原理复习题----填空简答论述1.什么是光波模式?答:光波模式:在一个有边界条件限制的空间内,只能存在一系列独立的具有特定波矢的平面单色驻波。
这种能够存在于腔内的驻波(以某一波矢为标志)称为光波模式。
2.如何理解光的相干性?何谓相干时间、相干长度?答:光的相干性: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:光沿传播方向通过相干长度所需的时间,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。
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?答:光子简并度: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: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。
联系:激光源的光子简并度决定着激光的相干性,光子简并度越高,激光源的相干性越好。
4.什么是黑体辐射?写出公式,并说明它的物理意义。
答:黑体辐射:当黑体处于某一温度的热平衡情况下,它所吸收的辐射能量应等于发出的辐射能量,即黑体与辐射场之间应处于能量(热)平衡状态,这种平衡必然导致空腔内存在完全确定的辐射场,这种辐射场称为黑体辐射或平衡辐射。
物理意义:在单位体积内,频率处于附近的单位频率间隔中黑体的电磁辐射能量。
.5.描述能级的光学跃迁的三大过程,并写出它们的特征和跃迁几率。
Page10答:(1)自发辐射:处于高能级的一个原子自发的向跃迁,并发射一个能量为的光子,这种过程称为自发跃迁,由原子自发跃迁发出的光波称为自发辐射。
特征:a) 自发辐射是一种只与原子本身性质有关而与辐射场无关的自发过程,无需外来光。
b) 每个发生辐射的原子都可看作是一个独立的发射单元,原子之间毫无联系而且各个原子开始发光的时间参差不一,所以各列光波频率虽然相同,均为,各列光波之间没有固定的相位关系,各有不同的偏振方向,而且各个原子所发的光将向空间各个方向传播,即大量原子的自发辐射过程是杂乱无章的随机过程,所以自发辐射的光是非相干光。
激光原理复习资料
激光原理复习资料一、选择题1. 在光和原子体系的相互作用中,自发辐射和受激吸收总是(D )存在的。
A.. 都不B. 不同时C. 一种或两种D.同时2. 在共轴球面谐振腔,如果腔体是稳定的,则腔需要满足的是(A )A. 1021<<g gB. 121>g gC. 0g 12121==g g g 或D. 121<g g3. 对称共焦腔的1D A 21-=+)(,就稳定性而言,此对称共焦腔是(A ) A.稳定腔 B.非稳定腔 C.混合腔 D.任意腔4. 半导体发光二极管发出的光是(C )A.自然光B. 激光C. 荧光D.任意光5. 以下那个不是激光武器所具有的优点(B )A.无需进行弹行计算B.有小的后座力C.操作简便,移动灵活,使用范围广D.污染,消费比高6.以下哪个过程能实现激光的光放大(C )A.受激吸收B.自发辐射C.受激辐射D.自发辐射和受激辐射7.四价的本征导体Si ,Ge 等,掺入少量三价的杂志元素(如B ,Ga ,Ze 等)形成空穴为(D )A.绝缘体B.导体C. n 型导体D.P 型半导体8.以下不是激光器的基本组成部分的是(B )A.工作物质B.谐振腔C.泵浦原D.发光二极管二、填空题1.激光器的基本组成包括工作物质、谐振腔、泵浦原.2.激光器按工作物质可以分为固体激光器、气体激光器、染料激光器、半导体激光器。
3.在现代的激光器中,第一台激光器红宝石激光器是三能级系统,钕玻璃激光器是四能级系统。
4.产生激光的必要条件是实现粒子反转。
5.激光的四个特性分别是方向性、单色性、高亮度、相干性。
6.激光的调制技术按调制的物理效应可以分为电光调制、声光调制、磁光调制。
7.激光武器的杀伤机理是烧灼效应、激波效应、辐射效应。
8.调Q技术产生激光脉冲主要有锁模、调Q两种方法,调Q激光器通常可以获得ns量级,锁模有主动锁模和被动锁模两种锁模方式。
9.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。
激光原理问答题复习资料全
一、概念题:1.光子简并度:处于同一光子态的光子数称为光子简并度-n 。
(光子简并度具有以下几种相同的含义,同态光子数、同一模式的光子数、处于相干体积的光子数、处于同一相格的光子数。
)2.集居数反转:把处于基态的原子大量激发到亚稳态E2,处于高能级E2的原子数就可以大大超过处于低能级E1的原子数,从而使之产生激光。
称为集居数反转(也可称为粒子数反转)。
3.光源的亮度:单位截面和单位立体角发射的光功率。
4.光源的单色亮度:单位截面、单位频带宽度和单位立体角发射的光功率。
5.模的基本特征:主要指的是每一个摸的电磁场分布,特别是在腔的横截面的场分布;模的谐振频率;每一个模在腔往返一次经受的相对功率损耗;与每一个模 相对应的激光束的发散角。
6.几何偏折损耗:光线在腔往返传播时,可能从腔的侧面偏折出去,这种损耗为几何偏折损耗。
(其大小首先取决于腔的类型和几何尺寸,其次几何损耗的高低依模式的不同而异。
)7.衍射损耗:由于腔的反射镜片通常具有有限大小的孔径,当光在镜面上发生衍射时所造成一部分能量损失。
(衍射损耗的大小与腔的菲涅耳数 N =2a /L λ有关,与腔的几何参数g 有关,而且不同横模的衍射损耗也将各不相同。
)8.自再现模:光束在谐振腔经过多次反射,光束的横向场分布趋于稳定,场分布在腔往返传播一次后再现出来,反射只改变光的强度大小,而不改变光的强度分布。
9.开腔的自再现模或横模:把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再现模或横模。
10.自再现变换:如果一个高斯光束通过透镜后其结构不发生变化,即参数ω。
或f 不变,则称这种变换为自再现变换。
11.光束衍射倍率因子2M 定义:实际光束的腰半径与远场发射角的乘积与基模高斯光束的腰半径与远场发散角的乘积的比。
12.均匀加宽:如果引起加宽的物理因素对每个原子都是等同的,则这种加宽称作均匀加宽。
(均匀加宽,每个发光原子都以整个线型发射,不能把线型函数上的某一特定频率和某些特定原子联系起来,或者说,每一发光原子对光谱线任一频率都有贡献。
精简版---激光原理知识点+复习90题
T
A C
1 2L
B D
2 R1
R2
2 R2
1
2L R1
2 L1
L R2
2L R1
1
2L R1
1
2L R2
把条件 R1 R2 R L 带入到转换矩阵 T,得到:
T
A C
B D
1 0
0 1
共轴球面腔的稳定判别式子 1 1 A D 1
2
如果 1 A D 1 或者 1 A D 1 ,则谐振腔是临界腔,是否是稳定腔要根据情况来定。本题中 ,
(1)判断腔的稳定性; (2)求输出端光斑大小; (3)若输出端刚好位于焦距 f=0.1m 的薄透镜焦平面上,求经透镜聚焦后的光腰大小和位置。
解: (1)如图所示,等效腔长
L
'
a
b
0.44
m
0.1 m 1.7
0.5m
由等效腔长可得
:
g1 g 2
1
L' R1
1
L' R2
1
0.5 1
1
0.5
2
1
1.52 1
1.52
要达到稳定腔的条件,必须是 1 1 A D 1,按照这个条件,得到腔的几何长度为:
2
1.17 L1 2.17 ,单位是米。(作图)
11
4.4(夏珉习题 2.19 数据有改变)如图 2.8 所示,波长 1.06m的钕玻璃激光器,全反射镜的曲率半径
R=1m,距离全反射镜 0.44m 处放置长为 b=0.1m 的钕玻璃棒,其折射率为 n=1.7。棒的右端直接 镀上半反射膜作为腔的输出端。
第三章
光学谐振腔
最新激光原理与技术复习——简答题汇编
激光原理复习题----填空简答论述1. 什么是光波模式?答:光波模式:在一个有边界条件限制的空间内,只能存在一系列独立的具有特定波矢的平面单色驻波。
这种能够存在于腔内的驻波(以某一波矢为标志)称为光波模式。
2. 如何理解光的相干性?何谓相干时间、相干长度?答:光的相干性: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:光沿传播方向通过相干长度所需的时间,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。
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?答:光子简并度: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: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。
联系:激光源的光子简并度决定着激光的相干性,光子简并度越高,激光源的相干性越好。
4. 什么是黑体辐射?写出公式,并说明它的物理意义。
答:黑体辐射:当黑体处于某一温度的热平衡情况下,它所吸收的辐射能量应等于发出的辐射能量,即黑体与辐射场之间应处于能量(热)平衡状态,这种平衡必然导致空腔内存在完全确定的辐射场,这种辐射场称为黑体辐射或平衡辐射。
物理意义:在单位体积内,频率处于附近的单位频率间隔中黑体的电磁辐射能量。
^5. 描述能级的光学跃迁的三大过程,并写出它们的特征和跃迁几率。
Page10答:(1)自发辐射:处于高能级的一个原子自发的向跃迁,并发射一个能量为的光子,这种过程称为自发跃迁,由原子自发跃迁发出的光波称为自发辐射。
特征:a)自发辐射是一种只与原子本身性质有关而与辐射场无关的自发过程,无需外来光。
b)每个发生辐射的原子都可看作是一个独立的发射单元,原子之间毫无联系而且各个原子开始发光的时间参差不一,所以各列光波频率虽然相同,均为,各列光波之间没有固定的相位关系,各有不同的偏振方向,而且各个原子所发的光将向空间各个方向传播,即大量原子的自发辐射过程是杂乱无章的随机过程,所以自发辐射的光是非相干光。
激光原理问答题汇总
激光原理问答题汇总第一章激光的基本原理1、LASER英文名称的含义是什么?激光是何时何人发明的?2、激光的基本特性是什么?3、激光器主要由哪些部分组成?谐振腔的作用是什么?4、光波模式和光子态的关系。
5、什么是光子简并度?6、描述能级的光学跃迁的三大过程,并写出它们的特征和跃迁几率。
7、Einstein系数有哪些?他们之间的关系是什么?8、光放大的条件是什么?什么是粒子数反转?如何实现粒子数反转?9、如何定义激光增益?什么是小信号增益?什么是增益饱和?10、什么是自激振荡?产生激光振荡的条件是什么?第二章开放式光腔与高斯光束1、什么是谐振腔的谐振条件?如何计算纵模的频率、纵模间隔?2、在激光谐振腔中有哪些损耗因素?可以分为哪两类?3、哪些参数可以描述谐振腔的损耗?它们的关系如何?4、什么是激光谐振腔的稳定性条件?5、画出共轴球面腔稳定性图,并标出对称共焦腔、FP腔、半共焦腔在图中的位置。
6、如何理解激光谐振腔衍射理论的自再现模?7、求解菲涅耳-基尔霍夫衍射积分方程得到的本征函数和本征值各代表什么?8、给出圆形镜、方形镜几个横模的光斑花样的表示式。
9、什么是一般稳定球面腔与共焦腔的等价性?10、什么是腔的菲涅耳数?它与腔的损耗有什么关系?第三章电磁场与物质的共振相互作用1、激光器的理论有哪些?它们是如何处理光和物质的?2、什么是谱线加宽?有哪些加宽类型?3、如何定义线型函数和谱线宽度?4、如何理解均匀加宽和非均匀加宽?它们的机制有哪些?5、指出自然加宽、碰撞加宽和多普勒加宽的线形函数类型。
6、分析三能级和四能级系统中粒子在各能级之间的跃迁过程,并写出速率方程。
7、说明均匀加宽和非均匀加宽工作物质中增益饱和的机理,并写出激光增益的表达式。
8、在强光入射下,均匀加宽和非均匀加宽工作物质中,弱光的增益系数如何变化?第四章激光振荡特性1、激光器按照泵浦持续时间区分,有哪些类型?2、激光器的振荡条件是什么?稳定工作条件又是什么?3、在均匀加宽和非均匀加宽激光器中模式竞争有什么不同?4、什么是兰姆凹陷?它是如何形成的?5、什么是激光器的驰豫振荡现象?如何定性解释?6、为什么存在线宽极限?它取决于什么?7、什么是频率牵引?。
激光原理考试复习资料
1.激光原理(概念,产生):激光的意思是“光的受激辐射放大”或“受激发射光放大”,它包含了激光产生的由来。
刺激、激发,散发、发射,辐射2.激光特性:(1)方向性好(2)亮度高(3)单色性好(4)相干性好:3.激光雷达:激光雷达,是激光探测及测距系统的简称。
工作在红外和可见光波段的雷达称为激光雷达。
4.激光的回波机制:激光雷达的探测对象分为两大类,即软目标与硬目标。
软目标是指大气和水体(包括其中所包含的气溶胶等物质)等探测对象,而硬目标则是指陆地、地物以及空间飞行物等宏观实体探测对象。
软目标的回波机制:(1)Mie散射是一种散射粒子的直径与入射激光波长相当或比之更大的一种散射机制。
Mie散射的散射光波长与入射光波长相当,散射时光与物质之间没有能量交换发生。
因此是一种弹性散射。
(2)Rayleigh散射(瑞利散射):指散射光波长等于入射光波长,而且散射粒子远远小于入射光波长,没有频率位移(无能量变化,波长相同)的弹性光散射。
(3)Raman散射(拉曼散射):拉曼散射是激光与大气和水体中各种分子之间的一种非弹性相互作用过程,其最大特点是散射光的波长和入射光不同,产生了向长波或短波方向的移动。
而且散射光波长移动的数值与散射分子的种类密切相关。
(4)共振荧光:原子、分子在吸收入射光后再发射的光称为荧光.当入射激光的波长与原子或分子内能级之间的能量差相等时,激光与原子或分子的相互作用过程变为共振荧光。
(5)吸收:吸收是指当入射激光的波长被调整到与原子分子的基态与某个激发态之间的能量差相等时,该原子、分子对入射激光产生明显吸收的现象。
硬目标的回波机制:激光与由宏观实体构成的硬目标作用机制反射、吸收和透射。
当一束激光射向硬目标物体时,一部分激光能量从物体表面反射、一部分激光能量被物体吸收、而剩下的激光能量则将穿透该物体。
硬目标对激光能量的反射机制最为重要。
硬目标回波机制包括:镜面反射、漫反射,方向反射1.机载激光雷达系统组成:机载LiDAR系统由测量激光发射点到被测点间距离的激光扫描仪、测量扫描装置主光轴的空间姿态参数的高精度惯性导航系统(IMU)、用于确定扫描投影中心的空间位置的动态差分全球导航定位系统(DGPS)、确保所有部分之间的时间同步的同步控制装置、搭载平台等部分组成。
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什么是光波模式和光子态?什么是相格?Page5具有特定波矢的平面单色驻波。
这种能够存在于腔内的驻波(以某一波矢则称为相干体积。
什么是黑体辐射?写出公式:当黑体处于某一温度能量应等于发出的辐射能量,即黑体与辐射场之间应处于能量(热)平衡状态,:的一个原子自发的向同,均为原子所发的光将向空间各个方向传播,即大量原子的自发辐射过程是杂乱无章的自发跃迁爱因斯坦系数:能态跃迁,这种过程称为受激吸收跃仅与原子性质有关,还与辐射场的(:处于上能级的原子在频率为低能态的光子。
受激辐射跃迁发出的光波称为受激辐射。
时,才能引起受激辐射;6.系数有哪些?它们之间的关系是什么?答:系数,受激辐射跃迁爱因斯坦系数:,为能级的统计权重试证明,由于自发辐射,原子在能级的平均寿命为。
表示在时间内由于自发跃迁引起的由向减少的粒子数为(为0.01,10长的该材料后,出射光强的。
激光器主要由哪些部分组成?各部分的作用是什么?处的光强为,表示光通过单位长度激活物质后光强增长的百分数。
为一常数,这就是自激振荡的概念。
:为小信号增益系数,表示均匀平面波在腔内往返一周时的相位滞后,。
:的波,其纵模数目为小信号增益曲线中大于阈值增益系数平均单程损耗因子:(取正值,当凸面镜向着腔内时,时,激光器的谐振腔由一面曲率半径为1的凸面镜和曲率半径为2的凹面镜组0.5,其折射率,求腔长在什么范围内是稳定腔?解:设两腔镜的曲率半径分别为和,,折射率式得试利用往返矩阵证明共焦腔为稳定腔,即任意傍轴光线在其中可以往返无限多今有一球面腔,。
试证明该腔为稳定腔;求出它的等价由此满足谐振腔的稳定性条件,两腔镜的曲率半径分别为和的距离为的距离为镜面上光斑的大小:任意位置处激光激光光斑大小:()光束的远场发散角:模体积:某二氧化碳激光器采用平凹腔,凹面镜的,腔长。
试给出它所产生的高斯光束的束腰腰斑半径的大小和位置,该高斯光束的焦参数和基膜发散角。
Page99解:平面镜的曲率半径所以腰斑处于平面镜上,发散角高斯光束的表征方法有哪些?什么是参数?高斯光束参数的变换规律是什及等相位面曲率半径表征高斯光束;用(2) :其定义为参数满足,其中为光学系统的光的。
《激光原理》复习
一.选择题(单选)(共20分,共10题,每题2分) 1.下列表达式哪一个不是激光振荡正反馈条件:D 。
A.q kL π22=B.q LCq 2=ν C.q L q 2λ= D.q kL π=2 2.下列条件哪一个是激光振荡充分必要条件:A 。
(δφ为往返相移) A.lr r G q )ln(,2210-≥-=απδφ B.0,2≥∆-=n q πδφC.=δφ3.A.C.4.A.C.Q 5.A.6.L 为光腰A .q 11-7.A.B.C.爱因斯坦关系式表明受激辐射跃迁速率与自发辐射跃迁速度率成正比; D.自发辐射光相干性好。
8.入射光作用下,CA.均匀加宽只有部份原子受激辐射或受激吸收;B.非均匀加宽全部原子受激辐射或受激吸收;C.均匀加宽原子全部以相同几率受激辐射或受激吸收;D.非均匀加宽全部原子以相同几率受激辐射或受激吸收。
9.饱和光强CA .与入射光强有光B.与泵浦有关;C.由原子的最大跃迁截面和能级寿命决定; D.与反转集居数密度有关。
10.下列条件哪一个是激光器稳定振荡条件?AA.t v G I v G =),(;B.t G v v G =),(00;C.t G v v G ≥),(00;D.t v G I v G ≥),( 二.填空题(共20分,共20空,每空1分)1.电光效应是指在外加电场的作用下,晶体的折射率椭球发生变形,使沿特定方向传播的线偏振光折射率发生相应变化。
2.KDP ,则3.4.5.6.调Q7.脉冲能量比较低,但重复频率比较高。
8.9.10.1.2.3.对称性差。
四.简述题(共30分)1.简述受激辐射和自发辐射的区别与联系(6分)受激辐射是原子在外界入射光扰动下原子从高能级向低能级跃迁产生的辐射,自发辐射是原子不受外界入射光扰动下从高能级向低能级跃迁所产生的辐射。
(2分)受激辐射的光频率、传播方向、偏振方向与入射光完全相同,自发辐射光传播方向、偏振方向是随机的,光频率谱线加宽范围内均匀分布。
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、概念题:1•光子简并度:处于同一光子态的光子数称为光子简并度n 。
(光子简并度具有以下几种相同的含义,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。
)2•集居数反转:把处于基态的原子大量激发到亚稳态 E2,处于高能级E2的原子数就可以大大超过处于低能级 E1的原子数,从而使之产生激光。
称为集居数反转(也可称为粒子数反转)。
3•光源的亮度:单位截面和单位立体角内发射的光功率。
4•光源的单色亮度:单位截面、单位频带宽度和单位立体角内发射的光功率。
5•模的基本特征:主要指的是每一个摸的电磁场分布,特别是在腔的横截面内的场分布;模的谐振频率;每一个模在腔内往返一次经受的相对功率损耗;与每一个模 相对应的激光束的发散角。
6•几何偏折损耗:光线在腔内往返传播时,可能从腔的侧面偏折出去,这种损耗为几何偏折损耗。
(其大小首先取决于腔的类型和几何尺寸,其次几何损耗的高低依模式的不同而异。
)7•衍射损耗:由于腔的反射镜片通常具有有限大小的孔径,当光在镜面上发生衍射时所造成一部分能量损失。
(衍射损耗的大小与腔的菲涅耳数 N = a 2 / L 入有关,与腔的几何参数g有关,而且不同横模的衍射损耗也将各不相同。
)8•自再现模:光束在谐振腔经过多次反射,光束的横向场分布趋于稳定,场分布在腔内往返 传播一次后再现出来,反射只改变光的强度大小,而不改变光的强度分布。
9•开腔的自再现模或横模 :把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再 现模或横模。
10.自再现变换:如果一个咼斯光束通过透镜后其结构不发生变化,即参数3。
或f 不变,则称这种变换为自再现变换。
11・光束衍射倍率因子 M 2定义:实际光束的腰半径与远场发射角的乘积与基模高斯光束的腰半径与远场发散角的乘积的比。
12・均匀加宽:如果引起加宽的物理因素对每个原子都是等同的,则这种加宽称作均匀加宽。
(均匀加宽,每个发光原子都以整个线型发射,不能把线型函数上的某一特定频率和某些特定 原子联系起来,或者说,每一发光原子对光谱线内任一频率都有贡献。
包括自然加宽、碰撞加 宽及晶格振动加宽。
)13・非均匀加宽:原子体系中每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,因而可以区分谱线上的某一频率范围是由哪一部分原子发射的,这种加宽称作均匀加宽。
(气体工作物质中的多普勒加宽和固体工作物质中的晶格缺陷加宽均属非均匀加宽。
)14・表观中心频率:沿z 方向传播的光波与中心频率为°并具有速度 z 的运动原子相互作用16. 反转集居数的烧孔效应:一定频率v 和光强i 的光入射时使表观中心频率在一定范围内的 粒子有饱和作用, 在反转集居数曲线上形成一个以 v 为中心的孔的现象称为反转集居数的烧 孔效应。
17.空间烧孔效应 :轴向各点的反转集居数密度和增益系数不相同,波腹处增益系数 (反转集居15.反转集居数的饱和:0 r 0反转集居数 nn,当I 1足够强时,将有 nn 0 , I 1越1 I 1I s ( 1)时,原子表现出来的中心频率为运动原子的表观中心频率。
强,反转集居数减少得越多,这种现象称为反转集居数的饱和。
18. 驰豫振荡效应(或尖峰振荡效应):一般固体脉冲激光器所输出的并不是一个平滑的光脉冲,而是一群宽度只有微秒量级的短脉冲序列,即所谓“尖峰”序列。
激励越强,则短脉冲之间的时间间隔越小。
19. 线宽极限:由自发辐射而产生无法排除的线宽为线宽极限。
20. 频率牵引:在有源腔中,由于增益物质的色散,使纵模频率比无源腔纵模频率更靠近中心频率,这种现象叫做频率牵引。
二、问答题1. 弛豫振荡怎样形成的(尖峰形成)?答:驰豫振荡的形成定性地解释为当泵浦激励使粒子反转数△n 增加,激光器内光子数密度急剧增加,粒子反转数△ n 达到并稍超过阈值时,开始产生激光.受激辐射使粒子反转数△n 下降,当A n 下降到阈值时,激光脉冲达到峰值.△ n小于阈值,增益小于损耗,所以光子数减少. 但随着光泵的增加,△ n又重新增加,再次达到阈值时,又产生第二个尖峰脉冲•在整个光泵时间内,这种过程反复产生,形成一群尖峰脉冲序列.泵浦功率越大,尖峰形成越快,因而尖峰的时间间隔越小。
尖峰序列是向稳态振荡过渡的弛豫过程的产物。
如果脉冲激励持续时间较短,输出具有尖峰序列,而在连续工作器件中,则可得到稳定输出。
2. 为什么自发辐射会导致出现线宽极限?能消除吗?答:我们在分析激光器振荡过程时,忽略了自发辐射的存在,而实际上自发辐射是始终存在的。
考虑线宽问题时却必须考虑自发辐射的影响。
下面对这一问题进行粗略的分析。
于存在着自发辐射,稳定振荡时的单程增益略小于单程损耗,有源腔的净损能3 s不等于零。
虽然该模式的总光子数密度Nl 保持恒定,但白发辐射具有随机的相位,所以输出激光是一个略有衰减的有限长波列,因此具有一定的谱线宽度△vs.这种线宽是由于自发辐射的存在而产生的,因而是无法排除的,所以称它为线宽极限。
3•调Q原理和目的是什么?简单了解电光调Q、声光调Q等答:目的:为了得到高的峰值功率和窄的单个脉冲。
原理:采用某种办法使谐振腔在泵浦开始时处于高损耗低Q 值状态,这时激光振荡的阈值很高,粒子密度反转数即使积累到很高水平也不会产生振荡;当密度反转数达到其峰值时,突然使腔的Q 值增大,将导致激光介质的增益大大超过阈值,极其快速地产生振荡。
这时储存在亚稳态上的粒子所具有的能量会很快转换为光子的能量,光子像雪崩一样以极高的速率增长,激光器便可输出一个峰值功率高、宽度的激光巨脉冲。
电光调Q :(电光调制是利用某些晶体材料在外加电场作用下折射率发生变化的电光效应而进行工作的。
根据加在晶体上电场的方向与光束在晶体中传播的方向不同,可分为纵向调制和横向调制。
)电光晶体上施以电压V入/4时,从偏振器出射的线偏振光经电光晶体后,沿x'和y'方向的偏振分量产生了n /2位相延迟,经全反射镜反射后再次通过电光晶体后又将产生n /2延迟,合成后虽仍是线偏振光,但偏振方向垂直于偏振器的偏振方向,因此不能通过偏振器。
这种情况下谐振腔的损耗很大,处于低Q值状态,激光器不能振荡,激光上能级不断积累粒子。
如果在某一时刻,突然撤去电光晶体两端的电压,则谐振腔突变至低损耗、高Q 值状态,于是形成巨脉冲激光。
声光调Q:声光开关置于激光器中,在超声场作用下发生衍射,由于一级衍射光偏离谐振腔而导致损耗增加,从而使激光振荡难以形成,激光高能级大量积累粒子。
若这时突然撤除超声场,则衍射效应即刻消失,谐振腔损耗突然下降,激光巨脉冲遂即形成。
(在激光谐振腔内放声光偏转器,当光通过介质中的超声时,由于衍射造成光的偏折,就会增加损耗而改变腔的Q 值。
)(常用的调Q方法有转镜调Q、电光调Q、声光调Q与饱和吸收调Q等。
前三种方法中谐振腔损耗由外部驱动源控制制,称为主动调Q。
,后一种方法中,谐振腔损耗取决于腔内激光光强, 因此称为被动调Q。
)4. 锁模的目的是什么?为什么模数越多越好?答:目的:为了得到更窄的脉宽,更高的峰值功率。
锁模技术是进一步对激光进行特殊的调制,强迫激光器中振荡的各个纵模的相位固定,使各模式相干叠加以得到超短脉冲的技术。
锁模时的最大光强为I m(2N 1)2E02,如果各模式相位未被锁定,则各模式是不相干的,输出功率为各模功率之和,即I (2N 1)E02。
由此可见,锁模后脉冲峰值功率比未锁模时提高了(2N+1)倍。
腔长越长,荧光线宽越大,则腔内振荡的纵模数目越多,锁模脉冲的峰值功率就越大。
5. 对几个典型固体激光器和气体激光器的理解(工作物质、波长、特点)答:固体激光器:1 、红宝石激光器:工作物质:三氧化铝中掺入少量的氧化铬生成的晶体波长:荧光谱线有两条:R1=0.6943um 和R2=0.6929um特点:优点是机械强度高,容易生长大尺寸晶体,容易获得大能量的单模输出,输出的红颜色激光不但可见,而且适于用硅探测器进行探测。
缺点阈值高和温度效应非常严重。
2、掺钕钇铝榴石激光器:工作物质:将一定比例的AL2O3、Y2O3和Nd2O3在单晶炉中进行熔化,并结晶形成。
波长:1.35um 和1.06um特点:突出优点是阈值低和具有优良的热学性质。
3、钕玻璃激光器:工作物质:钕玻璃是在硅酸盐或磷酸盐玻璃中掺入适量的Nd2O3制成的。
波长:一般情况下激射波长为1060nm特点:泵浦吸收带宽,荧光寿命长,荧光线宽度较长,量子效率较低,受激辐射截面小。
4、钛宝石激光器:工作物质:钛宝石中,少量的钛离子取代了三氧化铝晶体中的铝离子。
波长:荧光谱线790nm特点:是一种可调谐固体激光器,在很宽的波长范围内连续可调。
具有很宽的荧光谱,具有极窄的脉宽。
气体激光器:1、He-Ne 激光器:工作物质:Ne原子,激光辐射发生在Ne原子的不同能级之间。
He气主要提高Ne原子泵浦速率的辅助作用。
波长:激光谱线三条0.6328um 、1.15um 和3.39um特点:具有结构简单,使用方便。
光束质量好,工作可靠和制造容易6. P310 的内容:半导体二极管激光器所涉及的半导体材料有很多种,但目前最常用的有两种材料体系。
一种材料体系是以GaAs和Ga^AI x AsC下标x表示GaAs中被Al原子取代的Ga原子的百分数)为基础的。
这种激光器的激射波长取决于下标x及掺杂情况,一般为0.85 m左右。
这种器件可用于短距离的光纤通信和固体激光器的泵浦源。
另一种材料体系是以InP和Ga1-x In x As1-y P y为基础的。
这种激光器的激射波长取决于下标x和下标y,—般为(0.92~1.65) m。
但最常见的波长是1.3 m、1.48 m和1.55 m,其中1.55 m附近的波长备受青睐。
因为光纤对1.55 m的光的传输损耗已经可以小到0.15dB/km。
采用这种极低传输损耗的光纤传输波长在1.55 m附近的激光,可使长距离高速光纤通信成为可能。
近年来,以Ga1-x Al x As/GaAs和In0.5(Ga1 x Al x)0.5 P/GaAs材料体系为基础的可见光半导体激光器也得到迅速发展,其波长分别为780nm和(630~680)nm。
7、稳定性判断b圆法分别以两个反射镜的曲率半径为直径,圆心在轴线上,作反射镜的内切圆,该圆称为b圆; 若两个圆有两个交点,则为稳定腔;若没有交点,则为非稳腔;若只有一个交点或者完全重合,则为临界腔;(1、为什么要模式选择?答:理想激光器的输出光束应只具有一个模式,然而若不采取选模措施,多数激光器的工作状态往往是多模的。
含有高阶横模的激光束光强分布不均匀,光束发散角较大。
含有多纵模及多横模的激光束单色性及相干性差。
激光准直、激光加工、非线性光学研究、激光中远程测距等应用均需基横模激光束。