电子科技大学激光原理与技术复习课
2024年度-激光原理与技术第一部分
利用电光、声光等效应对激光束 进行调制，实现信息的加载和传 输。
13
激光束的聚焦与准直
激光束的聚焦方法
01
通过凸透镜或凹透镜将激光束聚焦成一点或一线，提高激光的
能量密度。
激光束的准直技术
02
利用自准直仪或平行光管等仪器对激光束进行准直，确保激光
束在传播过程中的稳定性和方向性。
激光束的聚焦与准直应用
激光原理与技术第一部分
1
contents
目录
• 激光基本原理 • 激光器基本结构与技术 • 激光束特性与传输 • 激光与物质的相互作用 • 激光器的种类与应用
2
01
激光基本原理
3
光的自发辐射与受激辐射
自发辐射
原子或分子在没有外界作用下，由 于自身能级的不稳定性而自发地从 高能级向低能级跃迁，同时发射出 一个光子的过程。
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THANKS
感谢观看
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提供正反馈，保证有足够的光子数引起受激辐射；选择光波模 式，确定输出光束的方向和模式。
光束质量评价
光束发散角、光束截面内的光强分布、光束的稳定性等。
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03
激光束特性与传输
11
激光束的几何特性
激光束的截面形状
通常为圆形或椭圆形，由激光器谐振腔的结构决 定。
激光束的发散角
表示激光束在空间中传播时的扩散程度，与激光 器的质量和光束的波长有关。
03
泵浦源
提供能量使工作物质实现 粒子数反转分布。
工作物质
产生受激辐射放大作用的 物质体系。
光学谐振腔
由反射镜或反射面构成， 使光在其中来回反射以形 成光放大。
8
工作物质与激励方式
工作物质
激光原理与技术复习
激光原理与技术复习激光（Laser）是一种产生具有高度相干性、单色性和直线传播特性的电磁辐射的装置或系统。
激光原理与技术是激光的产生、放大、调谐、传输及应用的基本原理和方法。
下面将从激光原理、激光器的结构与工作原理、激光放大原理，激光调谐原理和激光应用等方面进行复习。
激光原理：激光的基本原理是利用物质的电子、原子或分子之间的能级跃迁和光的受激辐射相互作用产生的。
激光的产生需要具备以下几个条件：工作物质具有能级跃迁，在激发态和基态之间存在一个稳定的维持装置；能比较容易地将激发态的粒子数目大于基态的粒子数目；能量输入到工作物质中来维持激光产生。
激光器的结构与工作原理：激光器的基本结构由光学腔、泵浦源和工作物质组成。
激光的产生主要经历电子和能级跃迁两个过程：激发过程和放射过程。
其中激发过程是将静态基态的电子通过吸收光共振激发到激发态；放射过程主要有自发辐射和受激辐射两种形式。
当工作物质中的激发态电子由自发辐射退激到基态时，会产生光子并放出能量。
而当一光子经过一个被激激发的原子时，能够促使该原子发射一个与之方向、频率、相位完全一致的光子，这就是受激辐射原理。
激光放大原理：激光放大的原理是利用激光受激辐射的特性，将出射光子传递到另一个有重复态的原子，使其放出同样频率、振幅和相位的光子，实现放大。
激光放大主要经过两个过程：吸收过程和放射过程。
吸收过程中，光子与工作物质中的原子相互作用，光子的能量被传递到原子中，激发原子中的电子到激发态。
放射过程中，激发态的原子由于自发辐射或受外界光的作用而跃迁到基态，释放出能量并放出同样频率、振幅和相位的光子。
激光调谐原理：激光调谐的原理是通过改变激光器的谐振光路，使激光器输出的光波长可调。
常见的调谐方法有机械调谐法、电光调谐法、热调谐法和电流调谐法。
机械调谐法通过改变激光器腔体的长度或曲率，改变光的传播路径来实现光波长的调谐。
电光调谐法通过在激光介质中施加电场调节介质的折射率来实现光波长的调谐。
激光原理与技术_电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
激光原理与技术_电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.关于自发辐射和受激辐射说法正确的是。
答案:自发辐射不能发生，受激辐射也一定不能发生2.关于谐振腔的自再现模式，下面那个说法是正确的？答案:自再现模式与谐振腔的稳定性有关3.形成激光振荡的充分条件是。
答案:光学正反馈条件和增益阈值条件4.稳定谐振腔是指。
答案:谐振腔对旁轴光线的几何偏折损耗为零5.关于基模高斯光束的特点，下面描述不正确的是。
答案:基模高斯光束在激光腔内往返传播时没有衍射损耗6.谱线加宽是指的光谱展宽。
答案:自发辐射7.关于模式竞争的说法，哪一个是不正确的?答案:模式竞争与泵浦功率没有关系8.下面哪种方法对于提高激光连续输出功率不一定有帮助。
答案:提高输出镜的透射率9.下面方法对于提高调Q脉冲的峰值功率没有帮助的是。
答案:增加泵浦光的重复频率10.KDP晶体横向电光调制的主要缺点是。
答案:存在自然双折射引起的相位延迟11.有激光输出时，激活介质不是处于热平衡条件。
答案:正确12.谐振腔损耗越大，品质因子越高。
答案:错误13.在主动锁模激光器中，调制器应该放到谐振腔的一端。
答案:正确14.在锁模激光器中，被锁定的模式数量越多，脉冲周期越短。
答案:错误15.尽量增加泵浦功率有利于获得单模激光输出。
答案:错误16.对于对称共焦腔，其傍轴光线在腔内往返传输次即可自行闭合，其自再现模式为高斯光束。
答案:2##%_YZPRLFH_%##二##%_YZPRLFH_%##两17.三能级激光器的激光下能级是基态，需至少将原子总数的通过泵浦过程转移到激光上能级，才能实现受激辐射光放大。
答案:一半##%_YZPRLFH_%##1/2##%_YZPRLFH_%##50%##%_YZPRLFH_%##二分之一##%_YZPRLFH_%##百分之五十18.KDP晶体沿z轴加电场时，折射率椭球的主轴绕z轴旋转了度角。
答案:45##%_YZPRLFH_%##四十五19.在调Q激光器中，随着Dni/Dnt的增大，峰值光子数增加，脉冲宽度。
激光原理复习知识点讲课教案
激光原理复习知识点一 名词解释1. 损耗系数及振荡条件:0)(m ≥-=ααS o I g I ,即α≥o g 。
α为包括放大器损耗和谐振腔损耗在内的平均损耗系数。
2. 线型函数：引入谱线的线型函数p v p v v )(),(g 0~=，线型函数的单位是S ，括号中的0v 表示线型函数的中心频率，且有⎰+∞∞-=1),(g 0~v v ，并在0v 加减2v ∆时下降至最大值的一半。
按上式定义的v ∆称为谱线宽度。
3. 多普勒加宽:多普勒加宽是由于做热运动的发光原子所发出的辐射的多普勒频移所引起的加宽。
4. 纵模竞争效应：在均匀加宽激光器中，几个满足阈值条件的纵模在震荡过程中互相竞争，结果总是靠近中心频率0v 的一个纵模得胜，形成稳定振荡，其他纵模都被抑制而熄灭的现象。
5. 谐振腔的Q 值:无论是LC 振荡回路，还是光频谐振腔，都采用品质因数Q 值来标识腔的特性。
定义p v P w Q ξπξ2==。
ξ为储存在腔内的总能量，p 为单位时间内损耗的总能量。
v 为腔内电磁场的振荡频率。
6. 兰姆凹陷：单模输出功率P 与单模频率q v 的关系曲线，在单模频率等于0的时候有一凹陷，称作兰姆凹陷。
7. 锁模：一般非均匀加宽激光器如果不采取特殊的选模措施，总是得到多纵模输出，并且由于空间烧孔效应，均匀加宽激光器的输出也往往具有多个纵模，但如果使各个振荡的纵模模式的频率间隔保持一定，并具有确定的相位关系，则激光器输出的是一列时间间隔一定的超短脉冲。
这种使激光器获得更窄得脉冲技术称为锁模。
8. 光波模：在自由空间具有任意波矢K 的单色平面波都可以存在，但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;这种能够存在腔内的驻波成为光波模。
9. 注入锁定：用一束弱的性能优良的激光注入一自由运转的激光器中，控制一个强激光器输出光束的光谱特性及空间特性的锁定现象。
（分为连续激光器的注入锁定和脉冲激光器的注入锁定）。
激光原理期末知识点总复习材料
激光原理期末知识点总复习材料激光原理是物理学和光学学科中的重要内容，它是现代科技发展的基础之一、下面是激光原理期末知识点的总复习材料。
1.激光的定义和概念：激光是指具有相干特性、能量集中、波长单一且紧凑的光束。
其与常规光的最大区别在于具有相干性和能量集中性。
2.激光的产生过程：激光的产生过程主要包括受激辐射和自发辐射。
受激辐射是指在外界光或电磁辐射的刺激下，原子或分子由基态跃迁到激发态并通过受激辐射返回基态时所发射的光。
自发辐射是指原子或分子自发地从激发态返回基态所发射的光。
3.光激发和电子激发的激光：根据产生激发所用的不同方法，激光可以分为光激发和电子激发的激光。
光激发的激光是通过外界光的能量传递使原子或分子激发并产生激光。
电子激发的激光是通过外界电子束或放电使原子或分子激发并产生激光。
4.激光功率和激光能量：激光功率是指单位时间内激光辐射出的能量，单位为瓦特(W)；激光能量是指激光脉冲的总能量，单位为焦耳(J)。
5.激光的特性：激光具有相干性、方向性、单色性和高亮度等特性。
相干性是指激光的波长相近的光波的相位关系保持稳定，能够构成干涉图样。
方向性是指激光具有狭窄的发射角度，能够通过透镜等光学元件进行聚焦。
单色性是指激光具有非常狭窄的波长，具有很高的色纯度。
高亮度是指激光能够将能量集中在很小的空间范围内，能够产生很高的光功率密度。
6.激光器的结构和工作原理：激光器主要由激光介质、泵浦能源、光腔和输出镜组成。
激光介质是产生激光的核心部件，泵浦能源是提供激发条件的能源，光腔是激发介质形成激光放大的空间环境，输出镜是选择性反射激光光束的光学元件。
7.常见的激光器种类和应用：常见的激光器种类包括氦氖激光器、二氧化碳激光器、半导体激光器和固体激光器等。
激光器的应用非常广泛，包括科学研究、医学治疗、通信、激光加工和激光雷达等。
8.激光安全：激光具有较强的穿透力和燃烧能力，因此在使用激光器时需要注意安全。
激光安全主要包括对激光光束的防止散焦、眼睛和皮肤的防护、激光辐射的监测和控制等。
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激光原理期末知识点总复习材料2.激光特性：单色性、方向性、相干性、高亮度3.光和物质的三种相互作用：自发辐射，受激吸收，受激辐射4.处于能级u 的原子在光的激发下以几率 向能级1跃迁，并发射1个与入射光子全同的光子，Bul 为受激辐射系数。
5.自发辐射是非相干的。
受激辐射与入射场具有相同的频率、相位和偏振态，并沿相同方向传播，因而具有良好的相干性。
6.爱因斯坦辐射系数是一些只取决于原子性质而与辐射场无关的量，且三者之间存在一定联系。
7.产生激光的必要条件：工作物质处于粒子数反转分布状态8.产生激光的充分条件：在增益介质的有效长度内光强可以从微小信号增长到饱和光强Is9.谱线加宽特性通常用I 中频率处于ν～ν+d ν的部分为I(ν)d ν,则线型函数定义为线型函数满足归一化条件：10.的简化形式。
11.四能级比三能级好的原因：更容易形成粒子数反转 画出四能级系统的能级简图并写出其速率方程组()()()() Rll l l l N N n f f n dt dN nn n n n A n W n s n dtdn S n S A n N n f f n dt dn A S n W n dtdn τυννσυννσ-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-==++++-=++-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=+-=021112203213030010103232121202111222313230303,,ρul ul B W =1)(=⎰∞∞-ννd g 121212)(-+=S A τ12E 2112.13.14.15.程的本征函数和本征值。
研究方法：①几何光学分析方法②矩阵光学分析方法③波动光学分析方法。
处于运转状态的激光器的谐振腔都是存在增益介质的有源腔。
16.腔模沿腔轴线方向的稳定场分布称为谐振腔的纵模，在垂直于腔轴的横截面内的稳定场分布称为谐振腔的横模。
17.腔长和折射率越小，纵模间隔越大。
对于给定的光腔，纵模间隔为常数，腔的纵模在频率尺上是等距排列的不同的横模用横模序数m,n 描述。
激光原理复习课
激光原理复习重点题型：选择题，填空题，证明及计算题，简述题等第一章 激光的原理及技术基础1.1激光的特点高方向性和空间相干性、单色性和时间相干性、高亮度和光子简并度 1.2激光的产生掌握三四能级系统简图，粒子数反转条件1.3激光器的基本组成激光工作物质、泵浦源、光学谐振腔1.4光线在谐振腔内的行为和腔的稳定条件稳定条件，了解谐振腔稳定图1.5激光振荡模式纵模（谐振条件，纵模频率，纵模频率间隔，纵模数）、横模（根据横模指数确定光斑图像）1.6光腔损耗和激光振荡的阈值条件谐振腔内光子寿命的定义，掌握谐振腔的品质因子与光谱线宽度关系。
第二章激光工作物质及基本原理2.1黑体辐射与普朗克公式掌握黑体辐射的普朗克公式2.2光和物质的三种相互作用及爱因斯坦关系式掌握光与物质的三种相互作用：自发辐射、受激吸收和受激跃迁。
重点掌握三个爱因斯坦关系式之间的关系及证明。
2.3谱线加宽及谱线宽度均匀加宽（自然加宽，碰撞加宽以及晶格振动加宽）：定义，洛伦兹线型函数，掌握自然加宽的谱线宽度与自发辐射能级寿命之间的关系。
非均匀加宽（多普勒加宽，晶格缺陷加宽）：定义，高斯函数考虑各种谱线加宽机制后，对自发辐射、受激辐射和受激吸收几率的表达式做修正。
掌握原子与连续辐射场的相互作用，原子和准单色光辐射场的相互作用，重点掌握原子和准单色光辐射场相互作用中，原子和准单色光辐射场相互作用中，受激辐射截面积和受激辐射截面积和受激吸收截面积公式（并推导证明之）。
2.4激光器的速率方程重点掌握：根据速率方程理论，画出三能级系统和四能级系统的能级简图，证明该能及系统的的单模速率方程组。
简图，证明该能及系统的的单模速率方程组。
2.5增益系数与增益饱和（） 均匀加宽谱线的增益饱和和非均匀加宽谱线的增益饱和特性 非均匀加宽谱线（“烧孔”效应）以及增益特性第三章光学谐振腔3.1共焦腔中的光束特性掌握沿z 轴传播的高斯光束的电矢量表达式（3.3）、（3.4）（3.5）（3.6），共焦参数。
激光总复习资料
1、激光与普通光源相比较的三个主要特点 、 2、一个光子的能量ε=hv 、一个光子的能量ε 3、光速、频率和波长三者之间的关系 、光速、 4、原子的能级和简并度 、 和自旋磁量子数m （1）四个量子数：主量子数 、辅量子数 、磁量子数 和自旋磁量子数 s。 ）四个量子数：主量子数n、辅量子数l、磁量子数m和自旋磁量子数 四个量子数之间的关系。 四个量子数之间的关系。 （2）电子具有的量子数不同，表示电子的运动状态不同。 ）电子具有的量子数不同，表示电子的运动状态不同。 （3）电子能级：电子在原子系统中运动时，可以处在一系列不同的壳层状态或不 ）电子能级：电子在原子系统中运动时， 同的轨道状态，电子在一系列确定的分立状态运动时， 同的轨道状态，电子在一系列确定的分立状态运动时，相应地有一系列分立 的不连续的能量值，这些能量通常叫做电子的能级，依次用 ， 的不连续的能量值，这些能量通常叫做电子的能级，依次用E1，E2,…..En 基态：原子处于最低的能级状态称为基态。 基态：原子处于最低的能级状态称为基态。 激发态：能量高于基态的其他能级状态称为激发态。 激发态：能量高于基态的其他能级状态称为激发态。 （4）简并能级：两个或两个以上的不同运动状态的电子可以具有相同的能级，这 ）简并能级：两个或两个以上的不同运动状态的电子可以具有相同的能级， 样的能级叫做简并能级。 样的能级叫做简并能级。 简并度：同一能级所对应的不同电子运动状态的数目，叫做简并度， 表示 表示。 简并度：同一能级所对应的不同电子运动状态的数目，叫做简并度，g表示。 简并度的计算，例如：氢原子的 态的简并度 简并度的计算，例如：氢原子的2p态的简并度
2δ Φ = 2 q π
（2）激光纵模：谐振腔形成的每列驻波称为一个纵模，q为纵模序数 ）激光纵模：谐振腔形成的每列驻波称为一个纵模， 为纵模序数 （3）谐振频率 ） qc v mnq = 2 µL 8、纵模频率间隔： 、纵模频率间隔： c ∆vq = 2 µL 单模激光器： 单模激光器：只能出现一种频率的激光 多模激光器： 多模激光器：可能出现三种或三种以上频率的激光
激光原理与技术期末复习试题含答案(重修用)
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……电子科技大学2012-2013学年第1学期 重新学习 考试课程名称：_激光原理与技术_ 考试形式： 考试日期： 2013年1月 14日 考试时长：120分钟 本试卷试题由_____部分构成，共_____页。
一、选择题（共20分，共 10题，每题2 分）1. 下列哪个实验不能反映光的量子性： 。
A. 黑体辐射B. 光电效应C. 牛顿环D. 普朗克散射 2. 关于激光振荡，下列哪种说法是正确的： 。
A. 集居数反转是激光振荡的充分条件； B. 只有驻波腔才能产生激光振荡； C. 集居数反转是激光振荡的必要条件； D. 激光振荡阈值与谐振腔损耗无关。
3. 与普通光源相比，下列哪一个不是激光的特性： 。
A. 相干性好B. 光子简并度高C. 同一模式内光子数多D. 功率高 4. 对于开放光学球面两镜腔，下列哪一个不是谐振腔稳定性条件： 。
A. ()1112A D -<+< B. 121111L L R R ⎛⎫⎛⎫-<--< ⎪⎪⎝⎭⎝⎭ C. 120111L L R R ⎛⎫⎛⎫<--< ⎪⎪⎝⎭⎝⎭D. 1201g g <<5. 下列哪一个参数与谐振腔的损耗有关： 。
A. 腔内光子平均寿命B. 受激发射截面C. 上能级寿命D. 谐振腔共焦参数 6. 下列哪种加宽不属于均匀加宽： 。
A. 自然加宽B. 晶格缺陷加宽C. 碰撞加宽D. 晶格振动加宽………密………封………线………以………内………答………题………无………效……7. 关于受激发射截面，下面表述哪一个是错误的： 。
A. 是具有面积量纲的物理量 B. 与入射光频率有关 C. 是原子横截面的面积D. 受激跃迁速率与受激发射截面成正比8. 激光器的阈值增益系数与下列哪一个参数有关： 。
A. 小信号增益B. 自然加宽谱线宽度C. 受激发射截面D. 谐振腔损耗 9. 在KDP 晶体的纵向电光调制中，半波电压与下列哪个参数无关： 。
【2017年整理】激光原理与技术期末复习
激光原理与技术期末复习第一章、辐射理论概要与激光产生的条件1、光量子能量E与波长成反比：E ∝1/λ；波长越长；光量子能量E越小；(频率越低) ；波长越短；光量子能量E越大；(频率越高)。
2、原子处于最低的能级状态称为（基态）。
能量高于基态的其它能级状态称为激发态。
3、能级有两个或两个以上的不同运动状态称为简并能级。
同一能级所对应的不同电子运动状态的数目称为（简并度）。
4、在热平衡条件下，原子数按能级分布服从（波尔兹曼定律）。
5、原子能级间跃迁发射或吸收光子的现象称为辐射跃迁。
原子在不同能级跃迁时并不伴随光子的发射和吸收，而是把多余的能量传给了别的原子或吸收别的原子传给它的能量的现象称为(非辐射跃迁)。
6、辐射场中单位体积内，(单位频率间隔)中的辐射能量称为单色辐射能量密度。
7、光与物质的相互作用有三种不同的基本过程：(自发辐射)；受激吸收；受激辐射。
8、自发辐射:高能级的原子自发地从(高能级E2)向低能级E1跃迁，同时放出能量为E=hv 的光子的现象称为自发辐射。
9、自发辐射系数（A21）:表示单位时间内，发生自发辐射的粒子数密度占处于E2能级总粒子数密度的百分比。
即每一个处于E2能级的粒子在单位时间内发生的自发跃迁几率。
自发辐射跃迁几率就是自发辐射系数本身。
各个原子自发辐射的光向空间各个方向传播，是（非相干光）。
10、原子数密度由起始值降至它的1/e的时间为自发辐射的(平均寿命)。
A21就是原子在能级E2的平均寿命的倒数。
11、当受到外来能量为hv=E2-E1 的光照射时，高能级E2上的原子向低能级E1跃迁，同时发射一个与外来光子完全相同的光子的现象称为受激辐射。
受激辐射的光子与外来光子的特性一样。
频率、位相、偏振和传播方向相同称之为（全同光子）。
12、受激辐射的跃迁几率（W21)为单位时间内，在外来单色能量密度的光照下，E2能级上发生受激辐射的粒子数密度占处于E2能级总粒子数密度的（百分比）。
电子科技大学激光原理与技术复习课
掌握对称共焦腔衍射理论：自再现概念、自再现模 式 掌握一般稳定腔自再现模式：一般稳定腔与对称共 焦腔等价关系、横纵模概念
了解非稳腔的自再现模式
第三章 高斯光束及其特性
了解高斯光束的波动方程求解 掌握高斯光束的基本特性：光斑大小、波阵面曲率 半径、发散角 了解高阶高斯光束特点 掌握高斯光束Q参数、ABCD定律 掌握高斯光束自再现模式求解 了解高斯光束的聚焦和准直
第四章 光与物质相互作用及激光器工作特性
掌握谱线加宽概念、机理及特点 掌握速率方程：辐射截面、三能级和四能级特点 掌握增益系数和增益饱和 掌握激光器的模式竞争规律 掌握脉冲、连续激光器的阈值和输出功率（能量） 了解尖峰振荡和极限线宽
第五章 激光调制技术
了解电光效应及电光系数物理描述 掌握KDP晶体折射率椭球的变化规律 掌握电光调相位、偏振、强度的原理和典型装置 了解横向、纵向电光调制优缺点、半波电压特点 了解电光偏转原理
掌握锁模原理及脉冲特点
掌握主动（振幅、相位）锁模、被动锁模典型装置、 工作原理和设计特点
了解碰撞锁模、同步泵浦锁模原理和特点
第八章 非线性光学
了解非线性极化率概念 掌握二阶极化张量性质 了解耦合波方程组 掌握倍频规律和特点：
相位匹配概念、作用和实现方法 了解差频、和频、光参量放大和振荡过程
期末题型
了解声光效应及弹光系数物理描述 掌握拉曼纳斯衍射和布拉格衍射规律和特点 了解声光调制装置、调制带宽 了解声光偏转原理 了解直接调制、M-Z调制
第六章 调Q技术
掌握调Q原理及各物理量变化规律
了解调Q脉冲时间、峰值功率、能量特点及影响因素
掌握电光调Q、声光调Q、被动调Q典型装置及设计 特点
第七章 锁模技术
13激光原理与技术复习重点
1、激光器按工作物质分类，主要有 、 、 和 。
2、能够做为泵浦光源应当满足两个条件：1、 2、 。
3、常用的调Q 技术有。
4、常常用稳定图来表示共轴球面腔的稳定条件，定义：221111R L g R L g -=-=及 ，则当 时，共轴球面谐振腔为稳定腔，当 时，共轴球面谐振腔为非稳腔，当 时，共轴球面谐振腔为临界腔。
5、基本的激光技术有 ， ， ， （任写4种）。
6、在高斯光束的聚焦中，有πωλωf ≈'0，即缩短f 和加大ω都可以缩小聚焦点光斑尺寸的目的, 前一种方法就是要采用 ，后一种方法又有两种途径：一种是来加大ω；另一种办法就是 从而加大ω 。
4、固体激光器基本上都是由 、 、 和 构成的。
5、要使受激辐射起主要作用而产生激光，必须具备三个条件1、2、 3、 。
6、 谐振腔的损耗包括。
2、共焦腔的基模光束是高斯光束，一般描述高斯光束性质的两个量是和，表达式分别为，。
1、简述均匀增宽型谱线的纵模竞争现象。
2、TEM横模光斑示意图。
2、画出103、染料激光器受到人们重视的原因4、简述调Q原理的技术过程。
5、简述自再现模的概念。
6、简述模式的“空间竞争”现象。
7、简述兰姆凹陷稳频法。
8、什么叫粒子数密度反转分布值的饱和效应。
9、简述损耗内调制主动锁模原理。
10、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。
11、简述三能级系统的上下能级之间粒子数反转产生激光的物理过程。
12、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。
13、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？论述题是关于增宽理论的论述。
激光原理与技术各章重点(基本补全)
激光原理与技术期末总复习第1章1.激光产生的必要条件(粒子数反转分布)2.激光产生的充分条件(在增益介质的有效长度内光强可以从微小信号增长到饱和光强)3.饱和光强定义:使激光上能级粒子数减小为小信号值的1/2时的光强为饱和光强4.谱线加宽的分类:均匀加宽和非均匀加宽两种加宽的本质区别？5激光器泵谱技术的分类:直接泵谱缺点：首先从基态E1到激光上能级E3往往缺乏有效途径，即B13（对光泵浦）或σ13（对粒子泵浦）太小，难以产生足够的增益；其次即使存在E1 E3的有效途径，但同一过程可能存在由E1到激光下能级E2的有效途径，结果是W12/W13太大难以形成粒子反转分布。
这些缺点是直接泵浦方式对很多激光器来说是不适用的。
间接泵谱:分为自上而下、自下而上和横向转移三中方式)间接泵谱的优点：首先，中间能级具有远大于激光上能级的寿命，且可以是很多能级形成的能带，因而，Ei 上很容易积累大量的粒子；其次，在有些情况下，将粒子从基态激发到Ei 的几率要比激发到Eu 的几率大得多，这就降低了对泵浦的要求；最后，依据选择定则，可以使Ei 向Eu 的弛豫过程比Ei 向激光下能级Ei 的弛豫过程快得多6..频率牵引有源腔中的纵模频率总是比无源腔中同序数频率更接近工作物质的中心频率7.能画出激光工作物质三能级系统能级图，说明能级间粒子跃迁的动态过程？8.当粒子反转数大于零时，在激光谐振腔中能够自激振荡吗？为什么？9. 激光的特性(单色性、方向性、相干性和高亮度)10. 证明光谱线型函数满足归一化条件证明: ⎰⎰⎰+∞∞-+∞∞-+∞∞-====1)()()(ννννννd g I d Ig d I I则 11.激光器的输出特性。
（43页）？？？第2章1.光学谐振腔的分类和作用分类：能否忽略侧面边界，可将其分为开腔，闭腔以及气体波导腔按照腔镜的形状和结构，可分为球面腔和非球面腔是否插入透镜之类的光学元件，或者是否考虑腔镜以外的反射表面，可以分为简单腔和符合腔 u u u u S h A c h I τσντνπν11228==)211(2121111τττπν++++=∆∑∑u jj i ui H A A N D M T Mc kT 072/120)1016.7(])2(ln 2[2ννν-⨯==∆⎰+∞∞-=1)(ννd g根据腔中辐射场的特点，可分为驻波腔和行波腔从反馈机理的不同，可分端面反馈腔和分布反馈腔根据构成谐振腔反射镜的个数，可分为两镜腔和多镜腔作用：①提供轴向光波模的光学反馈；②控制振荡模式的特性2.光学谐振腔的损耗分类:几何损耗、衍射损耗、输出腔镜的透射损耗和非激活吸收、散射等其他损耗计算:单程损耗：12m βδ==D 为平平腔镜面的横向尺寸（反射镜的直接）β两镜面直接的小角度L 两镜面直接的距离（腔长）)单程衍射p59开始带图3.推导平平腔的两个相邻纵模的频率间隔证明：4.以平-平腔为例理解光学谐振腔横模的形成过程5. 用g 参数表示的谐振腔稳定性条件6..高斯光束高斯光束既不是平面波、也不是一般的球面波，在其传播轴线附近可以近似看作是一种非均匀高斯球面波。
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第五章 激光调制技术
了解电光效应及电光系数物理描述 掌握KDP晶体折射率椭球的变化规律 掌握电光调相位、偏振、强度的原理和典型装置 了解横向、纵向电光调制优缺点、半波电压特点 了解电光偏转原理
了解声光效应及弹光系数物理描述 掌握拉曼纳斯衍射和布拉格衍射规律和特点 了解声光调制装置、调制带宽 了解声光偏转原理 了解直接调制、M-Z调制
了解非稳腔的自再现模式
第三章 高斯光束及其特性
了解高斯光束的波动方程求解 掌握高斯光束的基本特性：光斑大小、波阵面曲率 半径、发散角 了解高阶高斯光束特点 掌握高斯光束Q参数、ABCD定律 掌握高斯光束自再现模式求解 了解高斯光束的聚焦和准直
第四章 光与物质相互作用及激光器工作特性
掌握谱线加宽概念、机理及特点 掌握速率方程：辐射截面、三能级和四能级特点 掌握增益系数和增益饱和 掌握激光器的模式竞争规律 掌握脉冲、连续激光器的阈值和输出功率（能量） 了解尖峰振荡和极限线宽
了解非线性极化率概念 掌握二阶极化张量性质 了解耦合波方程组 掌握倍频规律和特点：
相位匹配概念、作用和实现方法 了解差频、和频、光参量放大和振荡过程
期末题型
单选题
填空题
简答题
简述题
计算题
结束语
基 础 科 学
日 常 生 活
Mainman 1960
结束语
基本原理（概念、设计、加工、 测试、优化、产业化…）
终身学习（文献+他人）
第六章 调Q技术
掌握调Q原理及各物理量变化规律
了解调Q脉冲时间、峰值功率、能量特点及影响因素
掌握电光调Q、声光调Q、被动调Q典型装置及设计 特点
第七章 锁模技术
掌握锁模原理及脉冲特点
掌握主动（振幅、相位）锁模、被动锁模典型装置、 工作原理和设计特点
了解碰撞锁模、同步泵浦锁模原理和特点
第八章 非线性光学
课程内容
掌握激光的工作原理和基本特性
内容安排
I.1-4章 激光原理部分(32学时)
第一章 激光基本原理 第二章 开放光学谐振腔 第三章 高斯光束及其特性 第四章 光与物质相互作用及激光器的工作特性
II.5-8章 激光技术部分(32学时)
第五章 调制技术 第六章 调Q技术 第七章 锁模技术 第八章 非线性光学
第一章 激光基本原理
了解光量子起源的三大著名实验 掌握受激辐射、受激吸收、受激辐射概念、爱因斯 坦关系及含义 掌握激光振荡条件 了解激光基本特性
第二章 开放光学谐振腔
了解模式密度及其理涵义
掌握谐振腔损耗的物理描述
掌握对称共焦腔衍射理论：自再现概念、自再现模 式 掌握一般稳定腔自再现模式：一般稳定腔与对称共 焦腔等价关系、横纵模概念