激光原理考试

激光原理考试

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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

(31v 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

1

10

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：

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。

W 13

ω32

W 21

A 21

E 3

E 1

E 2

2()

m m s

m t P AI a t =-

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）

（2）Gz

e I z I )0()(=Θ （2分）

2)0()

(1==∴

⋅G e I z I （2

分）

L

R L R 322-<>或