激光原理与技术习题集三

《激光原理与技术》习题十三（调Q技术--原理部分）

班级序号姓名等级

1、调Q激光器的脉宽为量级。

（A）μs (B) ns (C) ps (D) f s

2、为什么调Q时增大激光器的损耗的同时能造成上能级粒子数的积累？

3、实现调Q对激光器的基本要求是什么？

4、普通脉冲激光器的峰值功率不高的主要原因是什么？

5、简述调Q技术的基本思想

6、红宝石调Q激光器输出镜反射率为r1=0.96,另一镜反射率在r2=0.1到r2=1之间变化, 红宝石棒与腔长同为L=20 cm,截面积S=10mm2,红宝石发射截面σ21=2.5×10-24m2,设Q开关在反转粒子数达到r2低反射率所对应的阈值时开启, 求ϕm及Pm(光波长λ= 694.3nm,折射率n=1.76)。

7、若调Q激光器的腔长L大于工作物质长l，η及'η分别为工作物质及腔中其余部分的折射率，试求峰值输出功率P m表示式。

《激光原理与技术》习题十四（调Q技术部分）

班级序号姓名等级

1、试画出带偏振器的KDP电光调Q激光器结构示意图，并简述其工作原理。

2、在双45 LN电光调Q激光器中，常采用光预偏置技术。请问何为光预偏置技术？

3、脉冲透射式调Q技术又称“腔倒空”技术，请解释“腔倒空”，并举例说明。

4、声光调Q激光器的机理是什么？试举例说明

5、请解释利用可饱和吸收体调Q激光器的工作原理，“漂白”的含义是什么？试举例说明。

《激光原理与技术》习题十五（锁模）

班级序号姓名等级

一、选择题

1、右图是某锁模脉冲激光器输出的RF频谱,则此脉冲激光器

的重复频率为: GHz。

(A) 2.5 (B) 5 (C) 10 (D) 50

2、如上题图,则此脉冲激光器的重复周期为: s。

(A) 200 (B) 2.0×10-8

(C) 2.0×10-10(D) 2.0×10-12

3、某一锁模激光器输出谱线形状近似于高斯函数，在变换极限下，其时间--带宽乘积约为。

(A) 0.441 (B) 0.315 (C) 0.882 (D) 1.321

4、一锁模He-Ne激光器振荡带宽为600MHz，输出谱线形状近似于高斯函数，其相应的脉冲宽度为：。

(A) 0.74ns(B) 1ns(C) 1ps(D) 1fs

二、填空题

1、在相关测量法中，设被测光场的光强为I(t)，则二阶相关函数的定义为。

2、设多模激光器的所有振荡模均具有相等的振幅，超过阈值的纵模共有2N+1个，与自由

运转的激光器的平均功率相比，由于锁模，其峰值功率增大了倍。

3、利用可饱和吸收体锁模的激光器，称为激光器。

三、简答题

1．可饱和吸收体可压缩输入的脉冲信号，试说明其机理。

四、计算题

1、一锁模氩离子激光器，腔长1m，多普勒线宽为6 000MHz，未锁模时的平均输出功率为3W。试粗略估算该锁模激光器输出脉冲的峰值功率、脉冲宽度及脉冲间隔时间。

班级 序号 姓名 等级

一、填空题

1、谐振腔对不同阶数的横模有不同 损耗，这一性能是实现横模选择的基础。

2、激光器的振荡频率范围是由工作物质的 决定。

3、为了有效的选择横模，衍射损耗在模的总损耗中必须 。

二、简答题

1、模式选择的一般步骤是什么？

2、阐述短腔法选纵模的原理，并简要说明该方法的适用场合？

三、计算题

1、激光工作物质是钕玻璃，其荧光线宽F ν∆=24.0nm ，折射率η=1.50，能用短腔选单纵模

吗？为什么？

2、一台红宝石激光器，腔长500L mm =，振荡线宽102.410D Hz ν∆=⨯，在腔内插入F P

-标准具选单纵模（1n =），试求它的间隔d 及平行平板的反射率R 。

3、图示激光器的M 1是平面输出镜，M 2是曲率半径为8cm 的凹面镜，透镜P 的焦距F =10cm ，

用小孔光阑选TEM 00模。试标出P 、M 2和小孔光阑间的距离。若工作物质直径是5mm ，

试问小孔光阑的直径应选多大？

班级 序号 姓名 等级

1、“光束质量”常用M 2参数来描述，其物理实质是将实际光束与 进行比较。

2、一个YAG 激光放大器，1730610n cm -∆=⨯，21912105cm -⨯=σ，对一矩形光脉

冲放大，已知光束截面是20.5cm ，光子能量191.8610h J ν-=⨯，脉宽为10ns ，能量为50mJ ，若要求放大到200mJ ，则放大介质的长度应为 .

(A) 4.62cm (B) 7.44cm (C) 8.64cm (D) 1.55cm

3、再生式放大技术可分为 和

两种。

4、FP 腔半导体激光放大器是个偏置在 以下的半导体激光器。

5、光纤拉曼放大器的优点是传输与放大同时进行，但需要较强的 和很长的光纤。

6、强脉冲放大有何特点？其机理是什么？为将强脉冲无畸变放大，应如何操作？

7、设计激光放大器时应考虑那些因素？

8、何为再生式放大技术？

9、何为注入锁定技术？

班级序号姓名等级

1、在强激光的作用下，介质会表现出非线性效应，此时，介质的极化强度可表示为

。

2、对三阶非线性效应，介质的极化率、折射率和吸收系数都是的函数。

3、三阶非线性克尔介质的折射率可表示为。

4、倍频光子是由两个基频光子产生的。符合能量守恒定律。

5、Nd:YAG激光器发出激光的波长是1.06μm，经倍频后，可得到波长为的激光。

6、绘出三波耦合的原理示意图，并写出相应的能量守恒与动量守恒方程

7、光学二次谐波，常称光学倍频，其相位匹配条件是什么？为实现相位匹配，应如何操作？

8、写出光学和频、差频的能量守恒与匹配条件，并绘出相应的原理性框图。

9、解释光学参量放大？

10、何为光学参量振荡器？光学参量振荡器与常见的激光振荡器有何异同？