激光原理复习题答案
激光原理习题答案
激光原理习题答案激光是一种特殊的光源,它具有高度的单色性、相干性、方向性和亮度。
激光的产生基于受激辐射原理,即当原子或分子被激发到高能级状态后,受到外部光子的激发,以相同的频率、相位和方向释放出光子。
以下是一些激光原理习题的答案:1. 激光的产生条件:- 粒子数反转:在激光介质中,高能级上的粒子数必须大于低能级上的粒子数。
- 光学谐振腔:激光器内部需要有一个反射镜和一个半反射镜构成的谐振腔,以形成反馈机制。
2. 激光的分类:- 固体激光器:如红宝石激光器、Nd:YAG激光器等。
- 气体激光器:如氦氖激光器、CO2激光器等。
- 半导体激光器:也称为激光二极管,广泛应用于通信和数据存储。
3. 激光的特性:- 单色性:激光的波长非常窄,颜色非常纯净。
- 相干性:激光的光波具有相同的频率和相位。
- 方向性:激光束具有很好的方向性,发散角很小。
4. 激光的应用:- 医学:用于手术切割、治疗等。
- 工业:用于材料加工,如焊接、切割、打标等。
- 通信:光纤通信中使用激光作为信号载体。
5. 激光的安全问题:- 激光可能对眼睛造成损伤,使用时应采取适当的防护措施。
- 激光器应按照安全等级分类,并遵守相应的操作规程。
6. 激光器的工作原理:- 泵浦源提供能量,将介质中的粒子激发到高能级。
- 高能级粒子在受到外部光子的激发下,通过受激辐射释放出光子。
- 释放的光子在谐振腔中来回反射,不断被放大,最终形成激光束输出。
7. 激光的调制和调Q技术:- 调制:通过改变激光的参数(如频率、强度)来传输信息。
- 调Q:通过改变谐振腔的品质因数,实现激光脉冲的压缩和放大。
8. 激光的光谱特性:- 激光的光谱非常窄,通常用线宽来描述。
- 线宽越窄,激光的单色性越好。
9. 激光的相干长度:- 相干长度是激光在保持相干性的情况下能够传播的最大距离。
10. 激光的发散角:- 发散角是激光束在传播过程中的扩散程度,与激光的模式有关。
以上是一些基本的激光原理习题答案,希望能够帮助理解激光的基本原理和特性。
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1500MHz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(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。
激光原理期末考试题及答案
激光原理期末考试题及答案# 激光原理期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 激光的产生需要满足以下哪个条件?A. 粒子数反转B. 增益介质C. 光学谐振腔D. 所有以上答案:D2. 激光的三个主要特性是什么?A. 单色性、方向性、相干性B. 单色性、亮度、相干性C. 亮度、方向性、相干性D. 单色性、亮度、方向性答案:A3. 以下哪个不是激光器的类型?A. 固体激光器B. 气体激光器C. 半导体激光器D. 热激光器答案:D4. 激光器中的泵浦过程是指什么?A. 将能量注入工作介质B. 将工作介质加热C. 将工作介质冷却D. 将工作介质的粒子数反转答案:A5. 激光器的谐振腔的作用是什么?A. 提供能量B. 储存能量C. 提供反馈D. 吸收能量答案:C6. 激光的相干长度是指什么?A. 激光的波长B. 激光的脉冲宽度C. 激光的相干时间D. 激光的传播距离答案:D7. 激光的调Q技术主要用来实现什么?A. 增加激光的功率B. 增加激光的频率C. 增加激光的亮度D. 增加激光的相干性答案:A8. 激光冷却技术可以用来实现什么?A. 降低物体的温度B. 增加物体的温度C. 保持物体的温度D. 测量物体的温度答案:A9. 激光在医学中的应用主要包括哪些方面?A. 切割、焊接、诊断B. 诊断、治疗、美容C. 美容、诊断、焊接D. 切割、治疗、美容答案:D10. 激光测距的原理是什么?A. 利用激光的单色性B. 利用激光的方向性C. 利用激光的相干性D. 利用激光的高亮度答案:C二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述激光的产生原理。
答案:激光的产生原理基于受激辐射。
在激光器中,工作介质被泵浦至高能级,形成粒子数反转。
当处于高能级的粒子受到外部光子的激发时,会以受激辐射的方式释放光子,这些光子与激发它们的光子具有相同的频率、相位和方向。
这些光子在光学谐振腔中来回反射,通过增益介质时不断被放大,最终形成具有高度单色性、相干性和方向性的激光束。
激光原理答案
激光原理答案测验1.11、梅曼(TheodoreH.Maiman)于I960年发明了世界上第一台激光器一—红宝石激光器,其波长为694.3nm。
其频率为:A:4.74某10^14(14是上标)HzB:4.32某10人14(14是上标)HzC:3.0某10人14(14是上标)Hz您的回答:B参考答案:Bnull满分:10分得分:10分2、下列说法错误的是:A:光子的某一运动状态只能定域在一个相格中,但不能确定它在相格内部的对应位置B:微观粒子的坐标和动量不能同时准确测定C:微观粒子在相空间对应着一个点您的回答:C参考答案:Cnull满分:10分得分:10分3、为了增大光源的空间相干性,下列说法错误的是:A:采用光学滤波来减小频带宽度B:靠近光源C:缩小光源线度您的回答:B参考答案:Bnull满分:10分得分:10分4、相干光强取决于:A:所有光子的数目B:同一模式内光子的数目C:以上说法都不对您的回答:B参考答案:Bnull满分:10分得分:10分5、中国第一台激光器——红宝石激光器于1961年被发明制造出来。
其波长为A:632.8nmB:694.3nmC:650nm您的回答:B参考答案:Bnull满分:10分得分:10分6、光子的某一运动状态只能定域在一个相格中,这说明了A:光子运动的连续性B:光子运动的不连续性C:以上说法都不对您的回答:参考答案:Bnull满分:10分得分:10分7、3-4在2cm的空腔内存在着带宽(A入)为1某10m、波长为0.5m的自发辐射光。
求此光的频带范围A V°A:120GHzB:3某10八18(18为上标)Hz您的回答:B参考答案:Anull满分:10分得分:0分8、接第7题,在此频带宽度范围内,腔内存在的模式数?A:2某10八18(18为上标)B:8某10八10(10为上标)您的回答:A参考答案:Bnull满分:10分得分:0分9、由两个全反射镜组成的稳定光学谐振腔腔长为L腔内振荡光的中心波长为求该光的波长带宽的近似值。
激光原理练习题及答案
激光原理练习题及答案一、选择题1. 激光的产生是基于以下哪种物理现象?A. 光电效应B. 康普顿散射C. 受激辐射D. 黑体辐射答案:C2. 激光器中的“泵浦”是指什么?A. 激光器的启动过程B. 激光器的冷却过程C. 激光器的增益介质D. 激光器的输出过程答案:A3. 以下哪种激光器不是按照工作物质分类的?A. 固体激光器B. 气体激光器C. 半导体激光器D. 脉冲激光器答案:D二、填空题4. 激光的三个主要特性是________、________和________。
答案:单色性、相干性和方向性5. 激光器中的增益介质可以是________、________或________等。
答案:固体、气体或半导体三、简答题6. 简述激光与普通光源的区别。
答案:激光与普通光源的主要区别在于激光具有高度的单色性、相干性和方向性。
普通光源发出的光波长范围较宽,相位随机,方向分散,而激光则具有单一的波长,相位一致,且能沿特定方向高度集中。
7. 解释什么是激光的模式竞争,并说明其对激光性能的影响。
答案:激光的模式竞争是指在激光腔中,不同模式(横模和纵模)之间争夺增益介质提供的增益资源。
模式竞争可能导致激光输出不稳定,影响激光的质量和效率。
通过优化腔体设计和使用模式选择器可以减少模式竞争,提高激光性能。
四、计算题8. 假设一个激光器的增益介质长度为10cm,泵浦效率为80%,增益系数为0.01cm^-1。
计算在不考虑任何损耗的情况下,激光器的增益。
答案:增益 = 增益系数× 增益介质长度× 泵浦效率 = 0.01× 10× 0.8 = 0.89. 如果上述激光器的输出镜的反射率为90%,计算腔内光强每通过一次腔体增加的百分比。
答案:增益百分比 = (1 - 反射率) × 增益 = (1 - 0.9) × 0.8 = 0.08 或 8%五、论述题10. 论述激光在医学领域的应用及其原理。
激光原理习题答案1~3章
第一章 激光的基本原理习题2.如果激光器和微波激射器分别在=10μm λ、=500nm λ和=3000MHz ν输出1W 连续功率,问每秒从激光上能级向下能级跃迁的粒子数是多少?解:若输出功率为P ,单位时间内从上能级向下能级跃迁的粒子数为n ,则:由此可得:其中346.62610J s h -=⨯⋅为普朗克常数,8310m/s c =⨯为真空中光速。
所以,将已知数据代入可得:=10μm λ时:19-1=510s n ⨯ =500nm λ时:18-1=2.510s n ⨯ =3000MHz ν时:23-1=510s n ⨯3.设一对激光能级为2E 和1E (21f f =),相应的频率为ν(波长为λ),能级上的粒子数密度分别为2n 和1n ,求(a) 当ν=3000MHz ,T=300K 时,21/?n n = (b) 当λ=1μm ,T=300K 时,21/?n n = (c) 当λ=1μm ,21/0.1n n =时,温度T=?解:当物质处于热平衡状态时,各能级上的粒子数服从波尔兹曼统计分布:(a) 当ν=3000MHz ,T=300K 时:(b) 当λ=1μm ,T=300K 时:cP nh nh νλ==P P n h hcλν==2211()exp exp exp n E E h hc n KT KT K T νλ-⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-=-=- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦3492231 6.62610310exp 11.3810300n n --⎛⎫⨯⨯⨯=-≈ ⎪⨯⨯⎝⎭34822361 6.62610310exp 01.381010300n n ---⎛⎫⨯⨯⨯=-≈ ⎪⨯⨯⨯⎝⎭(c) 当λ=1μm ,21/0.1n n =时:6.某一分子的能级4E 到三个较低能级1E 、2E 和3E 的自发跃迁几率分别是7-143510s A =⨯,7-142110s A =⨯和7-141310s A =⨯,试求该分子4E 能级的自发辐射寿命4τ。
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。
激光原理试题及答案
激光原理试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 激光的产生原理是基于以下哪种效应?A. 光电效应B. 康普顿效应C. 受激辐射D. 多普勒效应答案:C2. 激光器中,用于提供能量的介质被称为什么?A. 增益介质B. 反射介质C. 吸收介质D. 传输介质答案:A3. 激光器中,用于将光束聚焦的元件是:A. 透镜B. 棱镜C. 反射镜D. 滤光片答案:A4. 激光的波长范围通常在:A. 红外线B. 可见光C. 紫外线D. 所有选项5. 以下哪种激光器是固态激光器?A. CO2激光器B. 氩离子激光器C. 钕玻璃激光器D. 所有选项答案:C6. 激光的相干性意味着:A. 波长一致B. 相位一致C. 频率一致D. 所有选项答案:D7. 激光器的输出功率通常用以下哪种单位表示?A. 瓦特B. 焦耳C. 牛顿D. 伏特答案:A8. 激光切割机利用激光的哪种特性进行切割?A. 高亮度B. 高方向性C. 高单色性D. 高相干性答案:A9. 激光冷却技术主要应用于:B. 工业C. 物理学研究D. 军事答案:C10. 激光二极管通常使用的半导体材料是:A. 硅B. 锗C. 砷化镓D. 碳化硅答案:C二、填空题(每题2分,共20分)1. 激光的英文全称是________。
答案:Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation2. 激光器的三个主要组成部分是________、________和________。
答案:工作物质、激励源、光学谐振腔3. 激光器中,________用于提供能量,________用于产生激光。
答案:激励源、工作物质4. 激光的________特性使其在通信领域有广泛应用。
答案:高相干性5. 激光器的________特性使其在医疗手术中具有高精度。
答案:高方向性6. 激光冷却技术中,激光与原子相互作用的效应被称为________。
激光原理(含答案)
1、试证明:由于自发辐射,原子在E2能级的平均寿命211/s A τ=。
(20分)证明:根据自发辐射的性质,可以把由高能级E2的一个原子自发地跃迁到E1的自发跃迁几率21A 表示为212121()spdn A dt n = (1)式中21()spdn 表示由于自发跃迁引起的由E2向E1跃迁的原子数因在单位时间内能级E2所减少的粒子数为221()sp dn dn dt dt =- (2)把(1)代入则有2212dn A n dt =- (3)故有22021()exp()n t n A t =- (4)自发辐射的平均寿命可定义为22001()s n t dt n τ∞=⎰ (5)式中2()n t dt为t 时刻跃迁的原子已在上能级上停留时间间隔dt 产生的总时间,因此上述广义积分为所有原子在激发态能级停留总时间,再按照激发态能级上原子总数平均,就得到自发辐射的平均寿命。
将(4)式代入积分(5)即可得出210211exp()s A t dt A τ∞=-=⎰2、一光束通过长度为1m 的均匀激励的工作物质,如果出射光强是入射光强的两倍,试求该物质的增益系数。
(20分)解: 若介质无损耗,设在光的传播方向上z 处的光强为I(z),则增益系数可表示为()1()dI z g dz I z =故()(0)exp()I z I gz =根据题意有(1)2(0)(0)exp(1)I I I g ==⨯解得1ln(2)0.693g cm -==3、某高斯光束0 1.2,10.6.mm um ωλ==今用F=2cm 的锗透镜来聚焦,当束腰与透镜的距离为10m,1m,0时,求焦斑大小和位置,并分析结果 (30分)解:由高斯光束q 参数的变化规律有(参书P77: 图2.10.3) 在z=0 处200(0)/q q i πωλ== (1)在A 处(紧挨透镜L 的“左方”)(0)A q q l=+ (2)在B 处(紧挨透镜L 的“右方”)111B A q q F =-(3)在C 处C B Cq q l =+ (4)又高斯光束经任何光学系统变换时服从所谓ABCD 公式,由此得00C Aq Bq Cq D +=+ (5)其中1101011/101C A B l l C D F ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦ (6)则222220022222200()()()()()()()C C l F l F q l F i F l F l πωπωλλπωπωλλ--=++-+-+ (7)在像方高斯光束的腰斑处有{}Re 1/0C q =,得2202220()()0()()C l F l l F F l πωλπωλ--+=-+ (8)解得像方束腰到透镜的距离2'2220()()()C F l F l l F F l πωλ-==+-+ (9)将(9)代入(8)得出22220()()()C F l F q iF l πωλ-=-+ (10)由此求得220'222001111Im (1)()C l q F F πωπωλωλ⎧⎫=-=-+⎨⎬⎩⎭ (11。
《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 。
华中科技大学《激光原理》考研题库及答案
华中科技大学《激光原理》考研题库及答案在考研的征程中,《激光原理》这门课程对于许多学子来说,既是挑战,也是机遇。
为了帮助大家更好地应对华中科技大学《激光原理》的考研,我们精心准备了这份题库及答案,希望能为大家的复习之路点亮一盏明灯。
一、选择题1、以下关于激光的特点,错误的是()A 方向性好B 单色性好C 相干性好D 能量分布均匀答案:D解析:激光具有方向性好、单色性好、相干性好的特点,但能量分布并不均匀,通常在光束中心处能量较高。
2、实现粒子数反转的必要条件是()A 工作物质具有亚稳态B 激励能源足够强C 工作物质具有三能级结构D 工作物质具有四能级结构答案:A解析:要实现粒子数反转,工作物质必须具有亚稳态,这样才能使处于高能级的粒子数多于低能级的粒子数。
3、下列哪种激光器属于气体激光器()A 红宝石激光器B 氦氖激光器C 半导体激光器D 染料激光器答案:B解析:氦氖激光器是常见的气体激光器,红宝石激光器是固体激光器,半导体激光器属于半导体激光器,染料激光器是液体激光器。
4、激光的纵模频率间隔与()有关A 谐振腔长度B 工作物质的折射率C 激光波长D 以上都是答案:D解析:激光的纵模频率间隔与谐振腔长度、工作物质的折射率以及激光波长都有关系。
5、激光的阈值条件与()有关A 增益系数B 损耗系数C 谐振腔长度D 以上都是答案:D解析:激光的阈值条件取决于增益系数、损耗系数和谐振腔长度等因素。
二、填空题1、激光产生的必要条件是________、________和________。
答案:工作物质、激励能源、光学谐振腔2、激光的三个主要特性是________、________和________。
答案:方向性好、单色性好、相干性好3、常见的固体激光器有________、________等。
答案:红宝石激光器、Nd:YAG 激光器4、光学谐振腔的品质因数 Q 与谐振腔的________和________有关。
激光原理笔试题及答案
激光原理笔试题及答案一、选择题(每题5分,共20分)1. 激光的英文缩写是:A. LEDB. LCDC. LASERD. LEDE答案:C2. 激光的产生原理是:A. 热效应B. 光电效应C. 康普顿散射D. 受激辐射答案:D3. 激光器中,工作物质是:A. 气体B. 液体C. 固体D. 所有选项答案:D4. 下列哪种激光器不是基于固体激光器的?A. 红宝石激光器B. 钕玻璃激光器C. 氩离子激光器D. 二氧化碳激光器答案:C二、填空题(每空5分,共20分)1. 激光的特点是方向性好、_______、亮度高。
答案:单色性好2. 激光器的工作原理基于_______效应。
答案:受激辐射3. 激光器的输出功率通常用_______来表示。
答案:瓦特4. 激光器的类型包括固体激光器、_______激光器、气体激光器等。
答案:液体三、简答题(每题10分,共20分)1. 简述激光的产生过程。
答案:激光的产生过程包括激发、粒子数反转和受激辐射放大。
首先,工作物质被激发到高能级,使得高能级上的粒子数多于低能级,形成粒子数反转。
然后,当一个高能级的粒子通过受激辐射释放光子时,会激发更多的粒子以相同的方式释放光子,形成相干光束,即激光。
2. 描述激光在医学领域的应用。
答案:激光在医学领域的应用非常广泛,包括激光外科手术、眼科治疗、皮肤治疗、肿瘤治疗等。
激光手术可以减少出血和感染的风险,提高手术的精确性和安全性。
在眼科治疗中,激光可以用于矫正视力,如LASIK手术。
在皮肤治疗中,激光可以用于去除痣、纹身和疤痕。
在肿瘤治疗中,激光可以用于精确地摧毁肿瘤细胞。
四、计算题(每题20分,共40分)1. 假设一个激光器的输出功率为100mW,工作波长为532nm,请计算激光的光子能量。
答案:光子能量E = h * c / λ,其中 h 是普朗克常数(6.626x 10^-34 Js),c 是光速(3 x 10^8 m/s),λ 是波长(532 x10^-9 m)。
激光原理第二次习题含答案(大学期末复习资料).docx
问答题:1.解释非均匀加宽介质的增益曲线的“烧孔”现象与应用。
2.什么是兰姆凹陷?兰姆凹陷产生的条件?3.按调制的性质,激光调制有几种?并进行简单说明。
4.声光互作用的两种类型?声光调制器由哪些部分组成?5.目前激光器应用领域中采用什么激光器?比如(a)激光加工、热处理、焊接、切割(b)通信(c)光盘(d)激光武器(e)全息照相①三维微加工(g)医用(h)遥感6.说明利用调Q技术获得高峰值功率巨脉冲的原理,并简单说明调Q脉冲形成过程中各参量(泵浦速率、谐振腔损耗、粒子反转数和光子数密度)随时间的变化。
7.激光器锁模的工作原理?参考课本推导出锁模输出的电场表达式,并说明表达式的各部分含义。
8.说明主动锁模方法中的调幅锁模工作原理。
9.钛宝石激光器是实验室中很常用的飞秒激光器,它是利用什么方法进行锁模?10.调Q与被动锁模激光器中饱和吸收体的饱和恢复时间有何不同?11.激光器锁模产生超短脉冲原理通常有哪两种分析方法并进行说明12.超短脉冲压缩色散补偿技术有哪几种并进行说明?13.锁模脉冲的时间和光谱带宽积特点。
14.如何使用偏振棱镜与半波电压获得激光单脉冲?15.激光脉冲时间宽度直接测量有什么设备?间接测量有什么方法?16.激光脉冲的振幅、相位可以测量吗?如果可以,分别简述测量的方法。
计算题:1.当频率人=40MHz的超声波在熔融石英石英声光介质(n=1.54) 中建立起超声场(us=5.96 X 105cm/s )时,试计算波长为4 = 1.06㈣的入射光满足布拉格条件的入射角。
o2.有一多纵模激光器纵模数是1千个,激光器的腔长1.5m,输出的平均功率为1W,认为各纵模振幅相等。
(1)试求在锁模情况下, 光脉冲的周期、宽度和峰值功率各是多少?(2)采用声光损耗调制元件锁模时,调制器上加电压V(t) = V m cos(^t),试问电压的频率是多大?3.有一掺钗钉铝石榴石激光器,振荡线宽(荧光谱线中能产生激光振荡的范围)△以c =10X1010Hz,腔长L=0.5m,试计算激光器的参量:(1)纵模频率间隔;(2) Av?可容纳纵模的数目;(3) 假设各纵模振幅相等,求锁模后脉冲的宽度和周期;(4)锁模脉冲及脉冲间隔占有的空间距离。
《激光原理》复习解析
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 πδφ C. 0,20≥∆-=n q πδφ D. 0,20≥-=G q πδφ3. 下列腔型中,肯定为稳定腔的是 C 。
A. 凹凸腔 B. 平凹腔 C. 对称共焦腔 D. 共心腔4. 下面物理量哪一个与激光器阈值参数无关, D 。
A. 单程损耗因子 B. 腔内光子平均寿命 C. Q 值与无源线宽 D. 小信号增益系数5. 一般球面稳定腔与对称共焦腔等价,是指它们具有: A 。
A.相同横模 B.相同纵模 C.相同损耗 D . 相同谐振频率6. 下列公式哪一个可用于高斯光束薄透镜成像 A 其中if z q +=,R 为等相位面曲率半径,L 为光腰距离透镜距离。
A .F q q 11121=-;B. F R R 11121=-;C. F L L 11121=-;D.FL L 11121=+ 7. 关于自发辐射和受激辐射,下列表述哪一个是正确的? C 。
A. 相同两能级之间跃迁,自发辐射跃迁几率为零,受激辐射跃迁几率不一定为零;B. 自发辐射是随机的,其跃迁速率与受激辐射跃迁速率无关;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。
激光原理部分题答案
激光原理部分题答案(总6页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--07级光信息《激光原理》复习提纲简答题1、 简述自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的联系与区别。
(1)受激辐射过程是一种被迫的、受到外界光辐射控制的过程。
没有外来光子的照射,就不可能发生受激辐射。
(2) 受激辐射所产生的光子与外来激励光子属于同一光子状态,具有相同的位相、传播方向和偏振状态。
(3) 激光来自受激辐射,普通光来自自发辐射。
两种光在本质上相同:既是电磁波,又是粒子流,具有波粒二象性;而 不同之处:自发辐射光没有固定的相位关系,为非相干光, 而激光有完全相同的位相关系,为相干光。
(4) 自发辐射跃迁几率就是自发辐射系数本身,而受激辐射的跃迁几率决定于受激辐射系数与外来光单色能量密度的乘积。
(5)受激吸收是与受激辐射相反的过程,它的几率与受激辐射几率一样取决于吸收系数和外来光单色辐射能量密度的乘积。
2、二能级系统有无可能通过光泵浦实现稳态粒子数反转(不能,PPT 上有)在光和原子相互作用达到稳定条件下得到 不满足粒子数反转,所以不能实现。
3、简述均匀增宽和非均匀增宽的区别。
(类型,贡献不同ppt 上有)4、简述光谱线增宽类型,它们之间的联系与区别E 1E 2WW W B B ===2112 2112 即当t n B t n B t n A ννd d d 112221221ρρ=+WA W n n +=2112均匀增宽的共同特点引起加宽的物理因素对每个原子都是等同的 都是光辐射偏离简谐波引起的谱线加宽非均匀增宽的共同特点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某一频率范围是由哪一部分原子发射的。
均匀增宽同非均匀增宽的区别是均匀增宽中每一个原子对谱线宽度内任意频率都有贡献,且贡献相同;而非均匀增宽中每一个原子只对其速度所对应的频率有贡献,即不同速度的原子的作用是不同的。
激光原理答案
激光原理答案(总30页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《激光原理》习题解答第一章习题解答1 为了使氦氖激光器的相干长度达到1KM ,它的单色性0λλ∆应为多少解答:设相干时间为τ,则相干长度为光速与相干时间的乘积,即c L c ⋅=τ根据相干时间和谱线宽度的关系 cL c ==∆τν1又因为γνλλ∆=∆,0λνc=,nm 8.6320=λ由以上各关系及数据可以得到如下形式: 单色性=ννλλ∆=∆=c L 0λ=101210328.61018.632-⨯=⨯nmnm解答完毕。
2 如果激光器和微波激射器分别在10μm、500nm 和Z MH 3000=γ输出1瓦连续功率,问每秒钟从激光上能级向下能级跃迁的粒子数是多少。
解答:功率是单位时间内输出的能量,因此,我们设在dt 时间内输出的能量为dE ,则 功率=dE/dt激光或微波激射器输出的能量就是电磁波与普朗克常数的乘积,即d νnh E =,其中n 为dt 时间内输出的光子数目,这些光子数就等于腔内处在高能级的激发粒子在dt 时间辐射跃迁到低能级的数目(能级间的频率为ν)。
由以上分析可以得到如下的形式:ννh dth dE n ⨯==功率 每秒钟发射的光子数目为:N=n/dt,带入上式,得到:()()()13410626.61--⨯⋅⨯====s s J h dt n N s J νν功率每秒钟发射的光子数根据题中给出的数据可知:z H mms c13618111031010103⨯=⨯⨯==--λν z H mms c1591822105.110500103⨯=⨯⨯==--λνz H 63103000⨯=ν把三个数据带入,得到如下结果:19110031.5⨯=N ,182105.2⨯=N ,23310031.5⨯=N3 设一对激光能级为E1和E2(f1=f2),相应的频率为ν(波长为λ),能级上的粒子数密度分别为n2和n1,求(a)当ν=3000兆赫兹,T=300K 的时候,n2/n1= (b)当λ=1μm ,T=300K 的时候,n2/n1= (c)当λ=1μm ,n2/n1=时,温度T=解答:在热平衡下,能级的粒子数按波尔兹曼统计分布,即:TK E E T k h f f n n b b )(expexp 121212--=-=ν(统计权重21f f =) 其中1231038062.1--⨯=JK k b为波尔兹曼常数,T 为热力学温度。
激光考试题及答案
激光考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 激光的产生是基于哪种物理现象?A. 光电效应B. 康普顿散射C. 受激辐射D. 黑体辐射答案:C2. 以下哪种材料常用于制造激光器的增益介质?A. 氖气B. 氩气C. 红宝石D. 石英答案:C3. 激光的相干性主要取决于哪种特性?A. 单色性B. 亮度C. 单向性D. 相位答案:D4. 激光的波长范围通常在哪个区间?A. 微波B. 红外线C. 可见光D. X射线答案:C5. 以下哪种激光器属于固体激光器?A. He-Ne激光器B. CO2激光器C. Nd:YAG激光器D. 染料激光器答案:C6. 激光冷却技术中,通常使用的是哪种类型的激光?A. 连续波激光B. 脉冲激光C. 单频激光D. 多频激光答案:B7. 以下哪种激光器可以实现超短脉冲输出?A. 光纤激光器B. 半导体激光器C. 固体激光器D. 气体激光器答案:A8. 激光在医学领域的应用不包括以下哪项?A. 眼科手术B. 肿瘤治疗C. 皮肤美容D. 核反应堆控制答案:D9. 激光测距的基本原理是什么?A. 多普勒效应B. 光的干涉C. 光的衍射D. 光的反射答案:D10. 以下哪种激光器不属于高功率激光器?A. 光纤激光器B. 化学激光器C. 半导体激光器D. 固体激光器答案:C二、填空题(每题2分,共20分)11. 激光的全称是________。
答案:受激辐射光放大12. 激光的三个主要特性是________、________和________。
答案:单色性、相干性和方向性13. 激光器的工作原理基于________效应。
答案:受激辐射14. 激光器的增益介质可以是________、________或________。
答案:固体、气体、液体15. 激光冷却技术中,常用的激光类型是________激光。
答案:脉冲16. 激光在工业加工中的主要应用包括________、________和________。
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1 Eu El 由于能级有一定宽度,所以自发辐射并不是单色的。而是分布Байду номын сангаас中心 h
E 2 E1 附近一个很小的频率范围内,称为谱线加宽。 h
H 2 g H ( ) 2 ( 0 ) 2 H 2
均匀加宽与非均匀加宽的区别:
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:赫兹根据电容器经由电火花隙会产生振荡原理设计的电磁波发生器实验。 (赫兹将一感应线圈的两端接于产生器二铜棒上。 当感应线圈的电流突然中断时, 其感应高电压使电火花隙 之间产生火花。瞬间后,电荷便经由电火花隙在锌板间振荡,频率高达数百万周。有麦克斯韦理论,此火花应产 生电磁波,于是赫兹设计了一简单的检波器来探测此电磁波。他将一小段导线弯成圆形,线的两端点间留有小电 火花隙。因电磁波应在此小线圈上产生感应电压,而使电火花隙产生火花。所以他坐在一暗室内,检波器距振荡 器 10 米远, 结果他发现检波器的电火花隙间确有小火花产生。 赫兹在暗室远端的墙壁上覆有可反射电波的锌板, 入射波与反射波重叠应产生驻波, 他也以检波器在距振荡器不同距离处侦测加以证实。 赫兹先求出振荡器的频率, 又以检波器量得驻波的波长,二者乘积即电磁波的传播速度。正如麦克斯韦预测的一样。电磁波传播的速度等于 光速。188 年,赫兹的实验成功了,而麦克斯韦理论也因此获得了无上的光彩。 ) 基于原理: (以下两种表述一样) 1)周期性变化的电场和磁场总是互相转化、互相激发、交替产生,由发生区域向周围空间由近及远的传播, 形成电磁波。 2)从麦克斯韦的电磁场理论可以知道:如果在空间某处发生了变化的电场,就会在空间引起变化的磁场, 这个变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场,这样形成互相联系的不可分割的统一体, 变化的电场和磁场并不局限于空间某个区域,而要由近及远向周围空间传播开去,电磁场这样由近及远的传播, 就形成电磁波。
当 I v1 很小时, n 和g 均为常数;
0 0
当 I v1 趋近于 Is0 增强时, n 和 g 均随 I v1 的增大而减小。 7、 激光的产生的一个重要条件是要有光学谐振腔。光学谐振腔的作用主要有哪几个? 答:光学谐振腔(常称谐振腔)是激光器的重要组成部分。 它的主要作用有两个方面(以下两种表述一样) : ①提供轴向光波的光学反馈;②控制振荡模式的特性(激光器所采用的谐振腔都属于开放式谐振腔) 。 ⑴产生与维持激光振荡; ⑵控制输出光束的质量。
2
,可得: G
w c
4. 谱线的线型因子中分为均匀加宽介质的线型因子和非均匀加宽介质的线型因子。请问为什么原 子辐射会有线型,或辐射宽度?两种不同线型因子的区别是啥?
答案 1 :由于各种因素的影响,原子能级具有一定的宽度时,自发辐射将不是单色的,而是分布在中心频率
( E2 E1 ) / h 附近一个很小的频率范围内,即谱线加宽。
答:三种:自发辐射,受激辐射,受激吸收 受激辐射是产生激光的最重要机理。 (1) 受激辐射只能在频率满足 hv=E2-E1 的光子的激励下发生的;
(2) 不同粒子发射的光子与入射光子的频率、相位、偏振等状态相同;这样,光场中相同光子数目 增加,光强增大,即入射光被放大——光放大过程; (3) 受激辐射的粒子系统是相干光源。 受激辐射是在外界辐射场的控制下的发光过程, 因而各原子的受激辐射的相位不再是无规则分布的, 二 应有和外界辐射场相同的相位。
5. 线型因子中又分为洛伦茨线型和高斯线型,它们分别对应着哪种介质?
答案 1:谱线加宽有均匀加宽和非均匀加宽。如果引起谱线加宽的因子对每个原子都有相同的作用,这种加 宽就叫做均匀加宽;否则,为非均匀加宽。均匀加宽包含有自然加宽和碰撞加宽,原子的晶格热振动和原子热弛 豫过程中产生的无辐射跃迁也会引起谱线的均匀加宽。 非均匀加宽对气体而言主要是多普勒加宽, 对于固体晶体 中晶格的缺陷也能引起非均匀加宽。 引起谱线均匀加宽的工作介质称为均匀加宽介质, 引起谱线非均匀加宽的工 作介质称为非均匀加宽介质。 自然加宽的线型因子为
均匀加宽线型函数为
多普勒加宽的线性函数为:
g D ( )
P ( ) c m e P 0 2KT
1
1 2
mc 2 ( 0 ) 2 2 2 KT 0
c m 2 当 0 时, g D ( 0 ) 0 2KT
1.从谱线加宽角度看 均匀加宽:原子之间不可区分,每个原子的自发辐射具有完全相同的线型、线宽和中心频率 非均匀加宽:原子之间可区分,每个原子的表观中心频率不同 2.从单个原子谱线加宽与原子体系谱线加宽之间的关系看 均匀加宽:原子体系的线型和线宽与单个原子的完全相同,每个原子以整个线型发射 非均匀加宽:原子体系的线型和线宽与单个原子的不同 3.从原子对谱线的贡献看 均匀加宽:每个原子对谱线内的任一频率都有贡献,且对于某一频率的贡献是相同的 非均匀加宽:某类原子仅对谱线内某一特定频率有贡献,例如仅对与其表观中心频率相同的频率有贡献 4.从光和物质相互作用的角度看 均匀加宽: 入射的某一频率的准单色光场与介质中所有原子发生完全相同的共振相互作用, 原子的受激跃迁几率 相同 非均匀加宽: 入射场仅与介质中表观中心频率与其频率相应的某类原子发生共振相互作用, 并引起这类原子的受 激跃迁
h 若某能级具有无限窄的宽度,则该能级具有无限长寿命。 2
能级有有限自发辐射寿命, 应有有限宽度E, 上、 下能级宽度分别为 Eu
EuM Eum和El El M Elm
自发辐射的中心频率为 v0 谱线宽度为 v v v 频率 v0 v0
Eu 0 El 0 E Elm E ElM 上边频为 v uM ,下边频为 v um h h h
激光原理复习题
第一章 电磁波
1、麦克斯韦方程中
B E t B J E 0 0 0 t .E / 0 .B 0
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?
2
简谐振子发出的电磁辐射表示为 E
E0 e
t 2
e iwt 。这就是原子在某一特定谱线(中心频率为
w0)上的
自发辐射的经典描述。 0 代表了原子的本身特性,简谐振子的角频率。
2. 在外场作用下的原子被极化,其中的极化系数的实部和虚部各表示的物理意义是什么?
答:电极化系数的实部和虚部分别是:
3、光波是高频电磁波部分,它的产生与一般的电磁波不同,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:各光子的方向、偏振、初相位等状态是无规则的,独立的,粒子体系为非相干光源。 (普通光源)
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?
8、光学谐振腔的中会有横模和纵模, 通常表示为 是什么?
TEM mnq
。请问它的角标中 m,n,q 表示的意义分别
答: 一个激光的模式应该有三个独立的序号, 即应采用 TEM mnq 来表示谐振腔的模式, 其中 q 是纵模序数 (阶 次) ,在轴对称的情况下,m,n 分别表示沿 X 和 Y 方向的节线数;在旋转对称的情况下 m 表示径向的节线数 目,n 表示沿辐角的节线数。
于光强的的增加,而翻转粒子数会减少。这就是饱和效应。那么在增益系数之中是如何表示的, 请说明各个物理量的意义?
答:增益系数: g n 21 v, v0 其中 n (粒子数反转)
A v2 ~ n 0 (集居数) v, v0 , 单位面积 21 v,v 0 21 2 g I v1 8 v 0 1 I s 0 (饱和光强)
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。请问增益系数是与原子相关的哪个物理量成正比?这个物理量在激光的产生过程中 是必要条件。
答:光在介质中传输的(沿 z 方向)的光强分布表示为 I
I 0 e az 其中 Io 为 z=0 时的光强。
对于系数 a 有:a 小于 0 时,光强按照指数规律衰减,a 称为衰减系数; a 大于 0 时,光强按照指数规律增大,光强度被放大,a 称为增益系数。 若设原子体系中处于低,高能级 E1,E2 的粒子数目分别为 n1,n2, 则系数 a 正比于 n n2 n1 通常情况下根据玻尔兹曼的平衡分布定律有 n2 小于 n1,即 a 小于 0,光在介质中被吸收。要实现光在介质中 被放大则必须有 a 大于 0,要求想办法使得 n2 大于 n1,即实现粒子数反转,此时, n 称为反转粒子数。增益系 数正比于反转粒子数。实现粒子数反转是激光产生过程中的必要条件。 6、 在激光的产生过程中,由于光强会被不断的放大,但不会导致产生的激光被无限放大,这是由
离平衡位置而具有位移时,就受到一个恢复力 f=-kx 的作用。电子运动方程为: m x kx 0 当运动电子具有加速度时,他将发射电磁波能量,将电子运动方程修正为: x x 0 x 0
2
t e 2 w0 2 i 0 t x t x e e 式中 称为经典辐射阻尼系数,并且 原子的经典简谐振子模型: 0 3 6 0 c m
答:每个方程的意义: 1)第一个方程为法拉第电磁感应定律,揭示了变化的磁场能产生电场。 2)第二个方程则为 Maxwell 的位移电流假设。这组方程描述了电荷和电流激发电磁场、以及变化的电场与 变化的磁场互相激发转化的普遍规律。 第二个方程是全电流安培环路定理,描述了变化的电场激发磁场的规律,表示传导电流和位移电流(即变 化的电场)都可以产生磁场。 第二个方程意味着磁场只能是由一对磁偶极子激发,不能存在单独的磁荷(至少目前没有发现单极磁荷) 3)第三个方程静电场的高斯定理:描述了电荷可以产生电场的性质。在一般情况下,电场可以是库仑电场 也可以是变化磁场激发的感应电场,而感应电场是涡旋场,它的电位移线是闭合的,对封闭曲面的通量无贡献。 4)第四个方程是稳恒磁场的高斯定理,也称为磁通连续原理。