10级激光原理及应用试卷A-2

10、若激光相位测距量程要求达到 5Km，测量最小可分辩距离为 1mm，而测相灵敏度为 2π/1000，
满足上述技术要求的调制频率至少要（
）个。
(A)、1；
(B)、2；
(C)、3；
(D)、4。
二、填空题（每题 3 分，共 30 分）
11、共焦腔 He Ne 气体激光器，若腔长 L 30cm， 632.8nm，则其基模的远场发散角
------------------------------------------------- 密 ---------------------------------- 封 ----------------------------- 线 ---------------------------------------------------------
（2）假定 TEM00q 模的单程衍射损耗δ00<0.1%，维持该激光器振荡的最小增益系数为多大？
22、下图为简化的四能级系统及其泵浦、跃迁示意图。试建立各能级的速率方程组、解出稳态
n1B12ρf(ν)
n2B21ρf(ν) E2
R2
n2A21
R1
n1A10
简化的四能级系统
n2A20 E1
E0
工作时的粒子数密度反转分布值、讨论如何提高小信号工作时的粒子数密度反转分布。 四、问答题（每小题 5 分，共 10 分） 23、简述兰姆凹陷法稳频的主要原理。 24、什么是谱线竞争？ He Ne 、CO2 激光器中的主要竞争谱线有哪些？怎样保证单谱线工作？
2
。
12、如果方形镜一般稳定腔的两块反射镜的曲率半径分别为 R1 ， R2 50cm ，腔长
L 25cm ，设折射率等于 1。则TEM mnq 模（m 0, n 3, q 1000000）的谐振频率
mnq
。
13 、 对 于 非 均 匀 增 宽 介 质 ， 激 光 单 纵 模 的 选 取 方 法 常 见 的 主 要
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8、方形镜对称共焦腔中，与TEM mnq 模式具有相同频率的模式是（
）。
(A)、TEM m1，n，q ； (B)、TEM m-1，n，q ； (C)、TEM m-1，n-2，q ； (D)、TEM m-2，n相位面位于（
）处。
(A)、焦点； (B)、反射镜面； (C)、无穷远； (D)、不确定。
一、单项选择题（每题 3 分，共 30 分）
1、氢原子的 2P 态对应的电子状态数目为（
）。
姓名：
(A)、2；
(B)、4；
(C)、6；
(D)、8。
2 、氖原子所发波长 632.8nm 的光谱所对应的的两个能级的平均寿命为： 3S 2 态的
2 2.0 10 8 s ， 2P4 态的1 1.2 10 8 s 。则其谱线的自然增宽 N 约为（
TEM11 模振荡而抑制TEM22 振荡，则光阑孔径应为
。
19、一高斯光束束腰半径0 0.2mm ， 10.6m，今用一焦距 f 为 3cm 的短焦距透镜聚焦，
已知腰粗0 离透镜的距离为 60cm，则在几何光学近似下，聚焦后光束腰粗0
。
20、有一多纵模激光器纵模数是 1000 个，腔长为 1.5m，输出的平均功率为 1W，认为各纵模振
幅相等。则在锁模情况下，光脉冲的周期=
、宽度=
、峰值功率=
。
三、计算题（第 21 题 10 分，第 22 题 20 分，共 30 分）
21、若 He-Ne 激光器的谐振腔的腔镜为圆形镜， R1 ， R2 50cm ，腔长 L 25cm ，设折 射率等于 1，两反射镜的反射率r1 0.9 ，r2 1。试求： （1）TEM00 和 TEM10 模之间的频率差。
武汉工业学院 2012–2013 学年第二学期
期末考试试卷（A 卷）
课程名称 激光原理及应用
课程编号 12140102
学号：
注：1、考生必须在<武汉工业学院学生考试用纸>上答题，答题时需注明大、小题号
2、答题纸共 1 页
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）。
考试课程：
(A)、 B21f ( ) B12 f ( ) ；
(B)、 B21f ( ) A21 ；
(C)、 B21f ( ) B12 f ( ) ；
(D)、 B12 f ( ) A21 。
5、已知两块反射镜的曲率半径分别为 R1 、 R2 ，其中 R2 2R1 ，用它们组成稳定腔，则腔长的
有
、
、
三种方法。
14、实现激光偏转的途径主要有
、
和
等。
15、 He Ne 激光器中，充以一定比例的 He 气，主要起
的辅助作用。
16、一对称共焦腔的腔长 L＝0.40m，波长 10.6m，束腰半径0 0.2mm ，则离腰 50cm 处
的光束有效截面半径
。
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17、双频激光干涉仪利用光的多普勒效应测量反射镜的运动速度和位移，如果光电探测器累
(A)、0.67；
(B)、1.67；
(C)、2.67；
(D)、3.67。
7、在普通的 Ne 原子辉光放电中，荧光光谱的线宽 F 1.5 10 9 Hz ，对于腔长为 L 30cm的
He Ne 气体激光器，设折射率等于 1，则腔内出现的纵模数为（
）个。
(A)、1；
(B)、2；
(C)、3；
(D)、4。
计计数脉冲数为 1000， He Ne 激光器的 632.8nm，则测量反射镜的位移量为
。
18、He-Ne 激光器辐射 632.8nm光波，其方形镜对称共焦腔，腔长 L＝0.2m。腔内同时存
在TEM00 ，TEM11 ，TEM22 横模。若在腔内接近镜面处加小孔光阑选取横模，如同时使TEM00 ，
范围是（ ）。
(A)、 R1 L 2R2 ；
(B)、 R1 L 3R2 ；
(C)、2R1 L 3R2 ；
(D)、3R1 L 4R2 。
6、假设激光器腔长 L 10cm ，两反射镜的反射率r1 0.5 ，r2 1 ，内损耗系数a内 0.2 ，则增
益系数的阈值G阈 等于（
）m 1。
）。
(A)、8MHz； (B)、13.3 MHz；(C)、5.3MHz；(D)、21MHz。
班级：
3、在一定频率 0 下，气体的多普勒增宽只取决于气体的（
）。
(A)、温度和原子量； (B)、压强和温度； (C)、压强和原子量；(D)、原子量和分子数。
4、要使受激辐射成为增益介质中的主要发光过程，则要求（
------------------------------------------------- 密 ---------------------------------- 封 ----------------------------- 线 ---------------------------------------------------------