“激光原理与专业技术”期末考试A卷(答案)(可打印修改)

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激光原理与技术期末考试B卷答案

电子科技大学- 年第 2 学期期末考试 B 卷课程名称: _ 激光原理与技术___ 考试形式: 开卷（笔试）考试日期: 20 11 年 6 月29 日考试时长: 120___分钟课程成绩构成: 平时30 %, 期中%, 试验%, 期末70 %本试卷试题由_____部分构成, 共_____页。

一.选择题（单项选择）（共20分, 共10题, 每题2分)1.与一般光源相比, 下列哪项是激光旳优势D 。

A.相干性好B.发散角小C.谱线窄D.以上都是2.要产生激光下列哪个条件不是必需具有旳___D___。

A.实现集居数反转（粒子数反转）B、受激辐射跃迁C.具有增益介质D.谐振腔为稳定腔3、下列谱线加宽方式中, 不属于均匀加宽旳是 B 。

A.自然加宽B.多普勒加宽C.晶格振动加宽D.碰撞加宽4.从输出光束特性考虑, 一种稳定腔等价于无穷个 A 。

A.稳定..B.临界..C.共焦..D.非稳腔5、若激光器输出为某一模式旳厄米特-高斯光束, 且其两个主轴方向上旳M2值为5和3, 则该模式也许为 D 。

A.TEM01B.TEM11C.TEM31D.TEM216、下列腔型中, 肯定具有共轭像点旳是C（非稳腔）。

A. B、C. D、7、可以运用下列哪种损耗进行模式选择 B 。

A.腔镜不完全反射损耗B.衍射损耗C.材料中旳非激活吸取损耗D.以上都不对8、在振幅调制锁模激光器中, 若损耗调制器紧贴腔镜放置且腔长为L, 光速为c, 则损耗调制信号旳角频率为___C___。

A. B C、D、9、KDP晶体横向电光调制旳重要缺陷为__C___。

A.半波电压太高B.调制带宽低C.存在着自然双折射引起旳相位延迟D.调制频率较高时,功率损耗比较大10、下列性质选项中, 对于由受激辐射跃迁产生旳光子与入射光子相似旳是___D___。

A.偏振方向B、频率C.运动方向D、以上都是二. 填空题（共20分, 共20空, 每空2分）1.激光器采用开放式谐振腔旳重要原因是减少模式数。

激光原理与技术期末考试卷（2007-09）

激光原理与技术期末考试卷（2007-09）1．基本概念题(选做5小题，每小题5分)[25]1.1 激光器一般包括哪三个基本单元？各单元的主要作用是什么？1.2 试辨析激光振荡器、激光放大器和激光器的区别1.3 激光器的主要泵浦方式有哪些？各举一典型激光器实例。

1.4 激光具有哪些基本特性？试举3个应用实例，并说明各自应用了激光的哪方面特性。

1.5 何谓烧孔效应？何谓兰姆凹陷？1.6 何谓有源腔和无源腔？如何理解激光线宽极限和频率牵引效应？1.7 在粒子反转数密度Δn大于0时，在激光腔中一定能产生自激振荡吗?为什么？2. 综合思考题(选做2小题，每小题15分)[30]2.1何谓介质的吸收截面？现有红宝石样品一块，试设计一实验方案测量该样品的吸收截面，列出实验所需的设备和元器件。

2.2 选模复合腔如图所示，M1、M2、M3为全反镜，M4为部分反射镜。

(1)试分析其选模原理和条件；(2)如腔内增益介质振荡线宽为νosc, 为了获得单纵模输出，l1、l2应如何选择？2.3 (1) 三能级系统和四能级系统的主要区别是什么？简要说明它们在实现粒子数反转过程中的特点；(2)试列出二能级系统的速率方程组（设能级简并度f1=f2）。

(3)分析二能级系统能否实现粒子数反转。

3. 计算题(选做3小题，每小题15分)[45]3.1 What would be the output intensity of a helium-neonlaser operating at 632.8 nm if ithas a small-signal gain of 0.15/m? The laser has two mirrors of reflectivity 99.99% and 98%, a gain-medium length of 0.2 m, and essentially no scattering losses.3.2 A Nd:YVO4 laser operating in a pulsed mode at 1.06 μm is placed in a cavity with mirrors of 95% at each end of the laser. The scattering losses are determined to be 0.4% per pass. If the laser produces output pulses of 200-μs duration in a beam of diameter 6 mm and if the small-signal gain is measured to be 20% per pass, what would be the energy of the pulses emerging from the laser?3.3 Nd3+ ions are doped into YAG at a 1% atomic concentration, which corresponds toadensity of Nd atoms of 1.38×1026 per cubic meter in the laser rod. If all of these atoms were instantly pumped to the upper laser level and then began to radiate, what would be the radiated energy per cubic meter and the average power per cubic meter radiated from this material at the emission wavelength of 1.06 μm? if the power radiated from one cubic centimeter could be concentrated into a spot 1 mm in diameter, what would be the intensity(power/m)3.4 长度为10 cm的红宝石棒置于长度为22 cm的光谐振腔中，红宝石694.3 nm谱线的自发辐射寿命τs≈4ms,均匀加宽线宽为2×105 MHz,，光腔单程损耗δ=0.2。

激光原理试题

《激光原理及应用》期末试题（A卷答案）一、简答题1.激光器的基本结构包括三个部分，简述这三个部分答：激光工作物质、激励能源（泵浦）和光学谐振腔；2.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。

答：粒子能级之间的跃迁为辐射跃迁，辐射跃迁必须满足跃迁定则；非辐射跃迁表示在不同的能级之间跃迁时并不伴随光子的发射或吸收，而是把多余的能量传给了别的原子或吸收别的原子传给他的能量。

3.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。

答：如果引起加宽的物理因数对每一个原子都是等同的，则这种加宽称为均匀加宽。

自然加宽、碰撞加宽及晶格振动加宽均属均匀加宽类型。

非均匀加宽是原子体系中每一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。

多普勒加宽和固体晶格缺陷属于非均匀加宽。

4.简述均匀加宽的模式竞争答：在均匀加宽的激光器中，开始时几个满足阈值条件的纵模在振荡过程中相互竞争，结果总是靠近中心频率的一个纵模获胜，形成稳定的振荡，其他的纵模都被抑制而熄灭。

这种情况叫模式竞争。

5.工业上的激光器主要有哪些应用？为什么要用激光器？答：焊接、切割、打孔、表面处理等等。

工业上应用激光器主要将激光做热源，利用激光的方向性好，能量集中的特点。

6.说出三种气体激光器的名称，并指出每一种激光器发出典型光的波长和颜色。

答：He-Ne激光器，632.8nm（红光），Ar+激光器，514.5nm（绿光），CO2激光器，10.6μm（红外）7.全息照相是利用激光的什么特性的照相方法？全息照相与普通照相相比有什么特点？答：全息照相是利用激光的相干特性的。

全息照片是三维成像，记录的是物体的相位。

二、证明题：（每题6分，共18分）1.证明：由黑体辐射普朗克公式33811hKThceννπνρ=-导出爱因斯坦基本关系式：3213218A hn h B cνπνν==三、计算题1．由两个凹面镜组成的球面腔，如图。

激光原理与技术A答案

06~07激光原理与技术A答案2006-2007学年第1学期《激光原理与技术》A卷试题答案1．基本概念题(选做6小题，每小题5分)[30]1.1 试就你所了解的知识，对激光器进行科学分类。

按工作介质分：气体激光器、固体激光器、染料激光器、半导体激光器等按工作方式分：脉冲激光器（pulsed laser）、连续激光器（c.w laser）固定波长输出、波长可调谐的激光器……（按任一方式对其进行分类均可得分，答案是多样的）1.2 激光器一般包括哪三个基本单元？各单元的主要作用是什么？激光器三个基本组成单元（各自的作用描述方式可以不一样）泵浦源：提供输入能量，使粒子数反转分布?n?0。

增益介质：对入射光产生放大作用。

光子谐振腔：选模、储能，形成光振荡（变激光放大器为激光振荡器）。

1.3 对于线宽为??的洛仑兹函数和高斯函数，│ν-ν0│为多大时，这两个函数值相等？在什么频率范围内，洛仑兹函数值大于高斯函数值？│ν-ν0│= 0.75???时，洛仑兹函数与高斯函数值相等；│ν-ν0│> 0.75??时，洛仑兹函数大于高斯函数值。

1.4 三能级系统和四能级系统的主要区别是什么？就两系统各举一典型实例.三能级系统与四能级系统的主要区别是：前者基态与激光下能级共享，因而阈值反转粒子数密度为n/2，而后者的激光下能级抽空速率很快，阈值反转粒子数密度近似为激光上能级的阈值反转粒子数n2t。

典型的三能级系统激光器为红宝石激光器，典型四能级系统激光器为Nd:YAG激光器。

1.5 何谓烧孔效应？何谓兰姆凹陷？烧孔效应主要指非均匀加宽介质中，由于频率?1的强光入射引起的反转集居数的饱和现象。

即在频率为?1，光强为I?1的强光作用下，使表观中心频率处在?1±(1+ I?1 /Is)1/2???H/2范围内的粒子产生受激辐射，因此在?n???~??曲线上形成一个以?1为中心，宽度约为(1+ I?1 /Is)1/2???H的“烧孔”，这种现象称为烧孔效应。

2024-2025激光原理考题

北京化工高校2024——2024学年其次学期课程名称：《激光原理》期末考试试卷班级：姓名：学号：分数：一、填空（25分）1．兰姆凹陷发生在（综合加宽，非匀称加宽，纯多普勒加宽）介质激光器中。

HeNe激光器是一种（固体、半导体、气体）激光器，其光波长可以是（0.6328A，6943A，3.39μm）。

通常状况下，我们见到的HeNe 激光器发光的颜色是（红色，蓝色，黄色）。

一般状况下，由（两平面镜，一平一凹镜，两凹面镜）组成He-Ne激光谐振腔，两反射镜的透射率是腔的（主要，次要）损耗，只有当（腔长，放电区，毛细管）足够长时，增益才大于损耗，形成激光。

He-Ne激光介质是（综合加宽，非匀称加宽，纯多普勒加宽）介质，多普勒宽度（约1500MHZ，300MHZ，20MHZ），碰撞加宽和充气压（成反比，成正比，无关）。

在激光器内，一个恰为增益线中心频率的谐振频率在增益线上烧（一个孔，两个孔，对称于v的两个孔）。

激光损耗越大，孔（越深，越浅，越宽）。

2．在介质发光时自发放射，受激放射，受激汲取总是（同时，不同时，一种或两种）存在，自发放射几率与介质内光强度（有关，无关，成正比）。

产生激光的条件是（增益大于损耗，有泵浦，有受激放射），满意谐振条件的频率（有形成振荡的可能，不能振荡，形成振荡）。

光放大的条件是（下能级粒子数多于上能级，损耗小于增益，上能级粒子数多于下能级）。

3. 随意一个共焦球面腔与（一个，多个，无穷多个）稳定球面腔等价；随意一个满意稳定性条件的球面腔可以与（唯一一个，多个，无穷多个）共焦腔等价。

4. 在匀称加宽中，每一发光原子对光谱线内（全部频率，多个频率，一个频率）有贡献；在非匀称加宽中，原子体系中每个原子发光只对谱线内（特定频率，一个频率，多个频率）有贡献。

假如对于某种气体激光介质，主要的加宽类型是由碰撞引起的加宽和由多普勒效应引起的加宽，因此在求线型函数时，要考虑（匀称加宽，非匀称加宽，综合加宽）。

激光原理与技术A卷

2007 ─2008学年第 1 学期 1 《激光原理与技术》课程考试试卷( A 卷)专业：应物年级：2041/2042 考试方式：闭卷学分：3 考试时间：120 分钟一、选择题 (每小题 3 分，共 30 分)1．调Q 激光器的脉宽为量级。

（A ）μs (B) ns (C) ps (D) f s2. 图1是某连续激光经调制后的频谱，调制信号的频率为。

(A) 50MHz (B) 100MHz (C) 5MHz (D) 20MHz3. 图2是某单模光纤FP 腔的输出光谱，则此FP 腔的自由谱宽为。

(A) 0.2nm (B) 0.4nm (C) 0.6nm (D) 0.8nm 4. 单模光纤最低损耗工作波长为: 。

(A) 1.55μm (B) 1.31μm (C) 1.06μm (D) 0.85μm 5. 光纤的传输色散主要限制了光纤通信的 .(A) 传输距离 (B) 传输速率 (C) 传输噪声 (D) 传输波长A 卷第 1 页共页图1 图2 （ 0.800nm/div)6. 图3是某可调谐DFB 激光器输出的光波经过一带通滤波器后的光谱曲线,则此激光器的输出波长约为: .(A) 1550.28nm (B) 1549.48nm (C) 1551.08nm (D) 1550.68nm7. 图4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: .(A) 7MHz (B) 10MHz (C) 5.88 MHz (D) 100MHz8. 当频率的超声波MHz f s 40=在熔凝石英声光介质(n=1.54)中建立起超声场时)/1096.5(5s cm v s ⨯=,波长为m μλ06.1=的入射光所满足布拉格条件入射角为 mrad 。

(A) 2.3×10-1 (B) 2.3×10-2 (C) 2.3×10-3 (D) 2.39. 一个YAG 激光放大器，1730610n cm -∆=⨯，19212510cm 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10n s ，能量为50m J ，若要求放大到200m J ，则放大介质的长度应为 .(A) 4.62cm (B) 7.44cm (C) 8.64cm (D) 1.55cm10. 有一掺钕钇铝石榴石激光器(假设折射率为1)，振荡线宽(荧光谱线中能产生激光振荡的范围)Hz osc 101012⨯=∆υ，腔长L=0.5m ，则osc υ∆内可容纳纵模的数目为。

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：。

“激光原理与专业技术”期末考试A卷(答案)

1. 电光效应是指在外加电场的作用下，晶体的折射率椭球沿特定方向传播的线偏振光折射率发生相应变化。
发生变形，使
2. KDP晶体沿纵向加电压，折射率椭球感应主轴旋转了 45 度，如果所加的电压为“半波电压”，则线偏振光偏振方向将旋转 90 度。
3. 横向电光调制中，存在自然双折射影响。
4. 拉曼 -纳斯声光衍射产生多级衍射光，布拉格衍射只产生一级衍射光。
因此在表观中心频率
' 0
v1 附近，由于饱和效应反转集居数密度下降；在表观中心频率远
离光频 v1 ，反转集居数密度不变。所以在
' 0
v1 附近，增益系数下降，其它频率处增益系
数仍为小信号增益，形成一凹陷，称为“烧孔” 。（ 3 分）
3. 简述兰姆凹陷成因（ 6 分）
气体多普勒加宽激光器，腔内相反方向传播的两束激光，当激光频率不等于原子中心频率时，两束激光与不同表观中心频率原子相互作用，有两部分原子对激光增益有贡献；当激光频率等于原子中心频率时，两束激光与都与中心频率原子相互作用，只有一部分原子对激光的增益有贡献。（ 3 分）
所以当激光频率不等于原子中心频率，但离中心频率不远时，两部分原子对激光的贡献比一部分原子贡献大，因此在激光频率等于原子中心频率出，激光器输出功率比激光频率在中心频率附近低。这个现象称为兰姆凹陷。（ 3 分）
4. 画出电光强度调制器原理图（ 4 分）
5/8
5．简述电光调制原理（ 8 分）
3/8
极化。
得分三、简答题（共 10 分）
1.给出一至二个光子概念实验例子（ 3 分）
黑体辐射、光电效应、康普顿散射。
2.带偏振器的电光调 Q 激光器中在电光晶体上加 / 4 电压，为什么不是 / 2 电压？（ 3 分）

激光原理与技术试卷08级A卷评分标准

评分标准及参考答案专业班级姓名学号开课系室光电信息科学系考试日期 2010年12月16日本套试题共17题，满分100分，答题时间120分钟。

一、填空题：（本题共40分）1、（2分） LASER 是英文 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 的缩写。

(如单词写的不全，或拼写有误，酌情扣1分)2、（3分）激光器主要由工作物质、谐振腔和泵浦系统三部分组成。

（每空1分，答出基本含义就给分）3、（2分）有一个谐振腔，腔长L=1m ，折射率取1，在1500MHz 的范围内所包含的纵模个数为 10 或11 个。

（答10 ；11；10或11均给分）4、（4分）目前世界上激光器有数百种之多，如果按其工作物质的不同来划分，则可分为固体激光器、气体激光器、液体激光器、半导体激光器、化学激光器和光纤激光器等。

（写出4类即可，重复的扣分） 5、(3分) 稳定腔的一块反射镜的曲率半径13R L =，其中L 为腔长，则另一面镜的曲率半径取值范围 2R L >或22R L <-。

（缺一个解扣1分）6、（3分）一般文献将激光的基本特性归结为方向性、单色性和高亮度。

（答出基本意思就给分）7、（3分）一光束通过长度为1m 的均匀激励工作物质，如果出射光强是入射光强的两倍，那么该物质的增益系数为 l n 2 （假设光很弱，可不考虑增益或吸收饱和效应）。

8、（4分）采用调Q 技术可将激光的脉宽压缩到纳秒量级，常用的调Q 方法有转镜调Q 、电光调Q 、声光调Q 和饱和吸收调Q 等。

（每空1分） 9、（2分）多普勒加宽属于非均匀加宽，其特点为原子系统中不同原子或原子群对谱线的不同部分有贡献；而碰撞加宽属于均匀加宽，其特征是所有原子对整个谱线都有贡献。

10、(4分) 写出下面几种激光器的较强谱线波长：（请以纳米为单位） (1)红宝石激光器 693.4nm (2)Nd:YAG 激光器 1064nm (3)2CO 激光器 16000nm (4)He-Ne 激光器 632.8nm (每空1分，不按要求的单位不得分)11、（3分）激光倍频技术可以使激光的频率变为原来的 2 倍，具体实现有内腔倍频和外腔倍频两类。

激光原理期末试题及答案

激光原理期末试题及答案一、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现象？A. 光电效应B. 康普顿散射C. 受激辐射D. 多普勒效应答案：C2. 激光器的工作原理不包括以下哪一项？A. 泵浦B. 增益介质C. 谐振腔D. 反射镜答案：D3. 以下哪种激光器不是固体激光器？A. Nd:YAG激光器B. Ruby激光器C. CO2激光器D. Ti:Sapphire激光器答案：C4. 激光的相干性主要取决于以下哪个参数？A. 波长B. 频率C. 相位D. 振幅答案：C5. 激光的单色性是指激光的什么特性？A. 单一波长B. 单一频率C. 单一相位D. 单一振幅答案：B6. 激光的发散角通常比普通光源小，这是因为激光具有以下哪种特性？A. 高亮度B. 高相干性C. 高单色性D. 高方向性答案：D7. 以下哪种现象不是激光的特性？A. 高亮度B. 高单色性C. 高相干性D. 热效应答案：D8. 激光冷却技术利用了激光的哪种特性？A. 高亮度B. 高单色性C. 高相干性D. 高方向性答案：B9. 激光在医学领域的应用不包括以下哪一项？A. 激光切割B. 激光焊接C. 激光诊断D. 激光手术答案：B10. 激光在工业领域的应用不包括以下哪一项？A. 激光打标B. 激光雕刻C. 激光通信D. 激光切割答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 激光的全称是________。

答案：受激辐射光放大2. 激光器的四个基本组成部分包括工作物质、泵浦源、________和光学谐振腔。

答案：激励装置3. 激光的相干长度是指激光在传播过程中保持________的最长距离。

答案：相干性4. 激光的模式是指激光在________中的分布情况。

答案：横截面5. 激光的波长范围可以从紫外到________。

答案：远红外6. 激光的功率是指激光在单位时间内发射的________。

答案：能量7. 激光的脉冲宽度是指激光脉冲的________。

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。

激光原理与技术09级A卷含答案

长江大学试卷院（系、部）专业班级姓名学号…………….…………………………….密………………………………………封………………..…………………..线……………………………………..2011 ─2012学年第 2 学期《激光原理与技术》课程考试试卷( A 卷) 专业：应物年级2009级考试方式：闭卷学分4.5 考试时间：110 分钟相关常数：光速：c=3×108m/s, 普朗克常数h =6.63×10-34Js, 101/5=1.585 一、选择题 (每小题 3 分，共 30 分) 1. 掺铒光纤激光器中的发光粒子的激光上能级寿命为10ms ，则其自发辐射几率为。

（A ）100s -1 (B) 10s -1 (C) 0.1s -1 (D) 10ms 2. 现有一平凹腔R 1→∞，R 2=5m ，L =1m 。

它在稳区图中的位置是。

(A) (0, 0.8) (B) (1, 0.8) (C) (0.8, 0) (D) (0.8, 1) 3. 图1为某一激光器的输入/输出特性曲线，从图上可以看出，该激光器的斜效率约为。

(A) 10% (B) 20% (C) 30% (D) 40% 图1 图2 4．图2为某一激光介质的吸收与辐射截面特征曲线，从图上可以看出，该激光介质可用来产生的激光。

(A) 只有1532 nm (B)只能在1532 nm 附近 (C) 只能在1530 nm-1560nm 之间 (D) 1470 nm-1570nm 之间均可 A 卷第 1 页共 6 页题号一二三四总分阅卷人得分得分5. 电光晶体具有“波片”的功能，可作为光波偏振态的变换器，当晶体加上Vλ/2电场时，晶体相当于。

（A）全波片(B) 1/4波片(C) 3/4波片(D) 1/2波片6. 腔长3m的调Q激光器所能获得的最小脉宽为。

（设腔内介质折射率为1）（A）6.67ns (B) 10ns (C) 20ns (D) 30ns7. 掺钕钇铝石榴石（Y3Al5O12）激光器又称掺Nd3+:YAG激光器，属四能级系统。

(完整word版)激光原理期末考试题练习题测试题

卷号：XXXXXXXX 大学—二OO 九学年第二学期期末二OO 八考试激光原理试题（闭卷）（专业用）注意：学号、姓名和所在年级班级不写、不写全或写在密封线外者，试卷作废。

一、简要回答下列问题（共28分）1．激光与普通光源的主要区别是什么？激光具有什么特性？试列举激光的某一个特性在相关领域的应用。

（7分）2．简要回答对称共焦腔与一般稳定球面腔的等价性。

（7分）3．简要分析激光器弛豫振荡的过程（6分）4．声光调Q 激光器在输入功率不变的情况下，调制频率从1KHz变为10KHz,请问：激光器输出的平均功率和峰值功率如何变化？为什么？（8分）二、试述均匀加宽和非均匀加宽的特点和区别，并简述在均匀加宽激光器中的自选模过程和非均匀加宽激光器的多纵模振荡。

（18分）三、有一球面腔，R 1＝1.5m, R 2=2m, L=80cm 。

求出它等价共焦腔的共焦参数f 。

如果晶体的热透镜效应等效为在中心位置F=1m 的薄透镜，分析该谐振腔的稳定性。

（18分）四、腔内均匀加宽增益介质具有最佳增益系数m g 及中心频率处的饱和光强SG I ，同时腔内存在一均匀加宽吸收介质，其最大吸收系数为m a ，中心频率处的饱和光强Sa I ，为假设二介质中心频率均为0v ，m m g a >，SG Sa I I <，试问：1）此激光器能否起振？说明理由。

（7）密封2）如果瞬时输入一足够强的频率为0v 的光信号，此激光器能否起振？写出其起振条件；讨论在何种情况下能获得稳定振荡，并写出稳定振荡时的腔内光强。

（10）五、某高斯光束束腰斑大小为mm w 3.10=,波长m μλ6.10=。

1) 求此高斯光束的共焦参数f 和束腰处的q 参数值。

（8分） 2) 若距束腰1m 处有一焦距为0.5m 的透镜，求透镜后2m处的q 参数值、光斑半径W 和波前曲率半径R 。

（11分）。

激光原理本科期末考试试卷及答案

、班姓名座号
……封……………线……………密……………封……………线…………………
2.一两块球面镜组成的直腔, 腔长为L, 球面镜的曲率半径分别为R1和
R2, 写出其往返矩阵的表达式。

答:往返矩阵为:
⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡-
⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡=120110112
01
1011
2
R L R L T
3. 什么是对成共焦腔,计算对成共焦腔g 参数.: 答: 对成共焦腔:R 1=R 2=L
对成共焦腔g 参数.:
0111=-
=R L g 012
2=-=R L g 021==g g g
4.画出声光调Q 激光器原理图, 说明声光调Q 基本原理.
答.电光晶体两端加一定电压, 使沿x 方向的偏振光通过电光晶体后, 沿
轴两方向偏振光的位相差为 , 电光晶体相当于1/4波片, 光束两次通
过电光晶体时, 偏振方向旋转90°, 偏振方向及偏振片检偏方向垂直, 光束无法通过检偏片, 腔内损耗高, 激光无法振荡;突然撤除电压后,
损耗迅速下降, 上能级反转粒子数迅速转化为激光脉冲输出.
四. 计算
题（36分）题号一二三四合计
得分
试计算连续功率均为1W 的两光源, 分别发射＝0.5000(m, =3000MHz 的光, 每秒从上能级跃迁到下能级的粒子数各为多少？（8分）
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:
其中为普朗克常数, 为真空中光速。

c
P nh nh
νλ
==。

03-04第一学期期末考试激光原理试卷答案(01届)

03-04第一学期期末考试激光原理试卷答案(01届) 2004.1.一、单选题（每题3分）1.B2.D3.B4.C5.B 6．A 7.A 8.B 9.D 10.B二、多选题（每题5分）1. A D E2.A C三、填空题（每题4分）1. 2×10-7s、60m2.2.08×10-37kg、6.25×10-29kg·m/s3.0.02、10-7s4. 9.55×105s -1、6MHz5.πλL 2、L 2πλ 四、计算题1.（5分）红宝石激光器在室温下线性函数为线宽等于Δν=3.3×105MHz的洛伦兹型,发射截面为S 21=2.5×10－20cm 2，求红宝石的E 2能级寿命τ2(λ0＝6943Å,n=1.76 ) 解 H2222021n 4S νΔτπλ= s 10784103310527611434)10(6943S n 43112422210H 2122202−−−×=×××××××=Δπλ=τ.....ν2．（5分）入射高斯光束的焦参数为f=1m，腰距凸透镜l =1m。

求出射高斯光束的焦参数f ′及腰距凸透镜的距离l ′。

凸透镜的焦距F=2/3m。

解 q=1+ii 40805i 24103i)1i)(2(1i 31i 22i)(1+i)(1q F Fq q 232..+−=+−=+−+=−−+=−+=−=′l ′=0.8m, f ′=0.4m3.（10分）CO 2激光器谐振腔长L＝0.6m，放电管直径d=20mm,二反射镜中,一个为全反镜,另一个为透射率为T=0.04的半反镜,其他往返损耗率a=0.04,求:稳定输出功率(经验公式:G m =1.4×10-2/d 1/mm, Is=72/d 2 w/mm 2) 解 142m mm 107201041G −−−×=×=. 141032600204.004.02−−×=×+=+=mm L a T G t 5.103/27===tm G G α22s mm w 1802072I /.== wP 7.105.918.004.01014.3)1(STI 221s 21=×××××==−=α 4.（10分）He-Ne激光器放电管及腔长都为L=1.6m,直径为d=2mm,两反射镜透射率分别为0和T=0.02,其它损耗的单程损耗率为δ=0.5%,萤光线宽ΔνF =1500MHz, 其峰值小信号增益系数G m =3×10-4/d 1/mm。

激光原理与技术试卷2010级A卷评分标准

Ａ卷2012—2013学年第一学期《激光原理与技术》试卷参考答案及评分标准专业班级姓名学号开课系室物理与光电工程系考试日期2012年12月16日8:30-10:301．请在试卷正面答题，反面可作草稿纸；2．答题时请注意书写清楚，保持卷面整洁；3．本试卷共三大题，满分100分；试卷本请勿拆开，否则作废；4. 本试卷正文共8页，无空白页。

一、选择题：（本题共10小题，每小题2分,共20分）1、（本题2分）自发辐射爱因斯坦系数与激发态E 2平均寿命τ的关系为（ B ）2、（本题2分）多普勒加宽谱线为（ A ）（A ）高斯线型（B ）抛物线型（C ）洛仑兹线型（D ）双曲线型 3、(本题2分)在一定温度下，自发辐射概率是受激辐射概率的（ B ）倍4、（本题2分）激光器中工作介质长为l =0.2m,小信号增益系数为g 0＝5×10-4/mm,总单程损耗率为δ=0.05，则光往返5周以后，光强变为初始光强（ D ）倍（A ）e （B ）4e （C ）2e （D ）e 5、（本题2分）调Q 激光器通常可获得（ C ）量级短脉冲(A)ms(B)μs(C)ns(D)fs6、（本题2分）入射光线坐标为114cm,0.1rad r θ==，则通过焦距大小为0.1m f =的凹面反射镜后的光线坐标为（ C ）（A ）4cm 0.1rad ⎛⎫ ⎪⎝⎭ （B ）0.04m 0.1rad ⎛⎫ ⎪-⎝⎭ （C ）0.04m 0.3rad ⎛⎫ ⎪-⎝⎭ （D ）4cm 0.5rad ⎛⎫⎪⎝⎭7、（本题2分）圆形镜共焦腔的横模强度花样如图所示，则其模式标记（TEM mn ，其中的,m n 值）为：（ A ）（A ）01TEM （B ）11TEM （C ）10TEM （D ）20TEM 8、（本题2分）对同一种介质，小信号增益系数随（ B ）变化)D ( )C ( 1 )B ( )A (212212121e A N A A A ττττ==== 8 )D ( 8 )C ( 8 )B ( 8 )A (3233333cv c hv c hv c v ππππ本题满分20分本题得分（A ）谱线宽度（B ）激发功率（C ）粒子数密度（D ）自发辐射几率 9、（本题2分）掺铒光纤放大器是典型的（ B ）系统（A ）二能级（B ）三能级（C ）四能级（D ）多能级 10、（本题2分）波长 3.14μm λ=的高斯光束在某点处q 参数为2(m)q i =+，则此处的等相位面曲率半径R 及光斑半径w 分别为（ A ）（A） 2.5m,R w == （B ） 2.5m,1mm R w == （C）0.4m,R w == （D ）0.4m,1mm R w ==二、简答题（本题共8小题，每题8分，选做其中5小题，满分40分，多做不多得分）1、（本题8分）指出激光具有哪些基本特性，试举3个应用实例，并说明其应用了激光的何种特性。

09-10激光原理期末试题A

系名____________班级____________姓名____________学号____________密封线内不答题成都信息工程学院考试试卷2009—2010 学年第2学期课程名称：激光原理与激光技术使用班级：电科、光信息、应用物理07级试题中可能用到的公式：()[]()z J n e dz z dJ z J ασ-∆-=-0221121)( 一、判断题（共5分，每题1分）1、（）光腔的损耗越高，则Q 值越低，腔内光子的平均寿命越长。

2、（）均匀加宽激光器由于增益曲线的自选模作用，因而不会输出多纵模。

3、（）激光再生放大器易于获得高的增益，但频率匹配技术复杂。

4、（）和传统光源相比，激光器可以输出理想的单色光。

5、（）稳定腔与非稳腔相比，可以获得更高的输出功率和更好的光束质量。

二、名词解释（共15分，每题3分）1、光子简并度系名____________班级____________姓名____________学号____________密封线内不答题2、谱线加宽3、弛豫振荡4、频率牵引5、兰姆凹陷系名____________班级____________姓名____________学号____________密封线内不答题三、填空题（共33分，每空1分）1、在许多实际工程应用领域，都需要用到频率稳定的激光。

通常指的激光频率稳定特性包含和。

常用的频率稳定方法主要有、、、。

2、一般所指的激光的四性包括：、、和；实际上，这四性本质上可归结为一性，即激光具有。

3、根据调制的原理，锁模技术可分为：和。

锁模的物理本质在于：。

锁模的前提是要求激光输出（填“单”或“多” ）纵模，相比较而言，荧光线宽宽的工作物质更（填“有”或“不” ）利于输出窄的锁模脉冲。

4、谱线均匀加宽类型主要分为三种，即、和。

对于气压很低的气体工作物质，其谱线加宽机制为。

5、为了实现激光器单纵模输出，常用的方法主要有：、、。

10级激光原理及应用试卷a-2

考试课程：班级：姓名：学号： ------------------------------------------------- 密 ---------------------------------- 封 ----------------------------- 线 ---------------------------------------------------------第 1 页(共 2 页)第 2 页(共 2 页)文案编辑词条B 添加义项?文案，原指放书的桌子，后来指在桌子上写字的人。

现在指的是公司或企业中从事文字工作的职位，就是以文字来表现已经制定的创意策略。

文案它不同于设计师用画面或其他手段的表现手法，它是一个与广告创意先后相继的表现的过程、发展的过程、深化的过程，多存在于广告公司，企业宣传，新闻策划等。

基本信息中文名称文案外文名称Copy目录1发展历程2主要工作3分类构成4基本要求5工作范围6文案写法7实际应用折叠编辑本段发展历程汉字"文案"(wén àn)是指古代官衙中掌管档案、负责起草文书的幕友,亦指官署中的公文、书信等;在现代，文案的称呼主要用在商业领域，其意义与中国古代所说的文案是有区别的。

在中国古代，文案亦作"文按"。

公文案卷。

《北堂书钞》卷六八引《汉杂事》:"先是公府掾多不视事，但以文案为务。

"《晋书·桓温传》:"机务不可停废，常行文按宜为限日。

"唐戴叔伦《答崔载华》诗:"文案日成堆，愁眉拽不开。

"《资治通鉴·晋孝武帝太元十四年》:"诸曹皆得良吏以掌文按。

"《花月痕》第五一回:"荷生觉得自己是替他掌文案。

"旧时衙门里草拟文牍、掌管档案的幕僚，其地位比一般属吏高。

《老残游记》第四回:"像你老这样抚台央出文案老爷来请进去谈谈，这面子有多大!"夏衍《秋瑾传》序幕:"将这阮财富带回衙门去，要文案给他补一份状子。

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电子科技大学2010 -2011 学年第 2 学期期末考试 A 卷
课程名称：_ 激光原理与技术___ 考试形式：开卷（笔试）考试日期：20 11 年 6 月29 日考试时长：120___分钟
课程成绩构成：平时30 %，期中%，实验%，期末70 %
本试卷试题由_____部分构成，共_____页。

题号一二三四五六七八九十合计
得分
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. B. C. D.
2. 下列条件哪一个是激光振荡充分必要条件： A 。

（为往返相移）
A. B.
C. D.
3. 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，R为等相位面曲率半径，L为光腰距离透镜距离。

A．；B. ；C. ；D.
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， C
A. 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 C
A．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。

10. 下列条件哪一个是激光器稳定振荡条件？ A A.；B. ；C.；
D.
. 填空题（共20分，共20空，每空1分)
1. 电光效应是指在外加电场的作用下，晶体的折射率椭球发生变形，使沿特定方向传播的线偏振光折射率发生相应变化。

2. KDP 晶体沿纵向加电压，折射率椭球感应主轴旋转了 45度，如果所加的电压为“半波电压”，则线偏振光偏振方向将旋转90度。

3. 横向电光调制中，存在自然双折射影响。

4. 拉曼-纳斯声光衍射产生多级衍射光，布拉格衍射只产生一级衍射光。

5. 布拉格衍射可用于声光移频和光束扫描；当进行光束扫描时，通过改变超声波的频率来实现偏转。

声光调制通过改变超声波的功率来实现。

6. 调Q 就是调制激光器损耗，当反转集居数密度较低时，Q 值很低，激光器不能振荡；当反转集居数密度最大时，突然增加Q 值，激光器迅速振荡，形成最大功率的巨脉冲。

7.电光调Q 脉冲能量比较高，但重复频率低；声光调Q 脉冲能量比较低，但重复频率比较高。

8. 锁模激光器输出周期为的脉冲串，脉冲峰值功率正比于模式数目的平方。

9.有效光学倍频、光学参量振荡等二阶非线性必须满足相位匹配条件。

10.倍频和光学参量振荡基于二阶非线性极化，光学相位共轭基于三阶非线性极
化。

10分）
1.给出一至二个光子概念实验例子（3分）
黑体辐射、光电效应、康普顿散射。

2.带偏振器的电光调Q激光器中在电光晶体上加电压，为什么不是电压？（3分）
往返通过。

3. 倍频对晶体对称性有怎样的要求？（4分）
对称性差。

四. 简述题 (共30分)
1. 简述受激辐射和自发辐射的区别与联系（6分）
受激辐射是原子在外界入射光扰动下原子从高能级向低能级跃迁产生的辐射，自发
辐射是原子不受外界入射光扰动下从高能级向低能级跃迁所产生的辐射。

（2分）
受激辐射的光频率、传播方向、偏振方向与入射光完全相同，自发辐射光传播方向、偏振方向是随机的，光频率谱线加宽范围内均匀分布。

（2分）
分配在一个模式中自发辐射跃迁速率等于相同模式内一个光子扰动所产生的受激辐射速率。

（2分）
2. 简述非均匀加宽工作物质“烧孔”现象（6分）
频率为的光入射到非均匀加宽工作物质，只有表观中心频率附近的原子与光有有效相互作用；表观中心频率远离光频率的原子没有有效相互作用。

（3分）
因此在表观中心频率附近，由于饱和效应反转集居数密度下降；在表观中心频率远离光频，反转集居数密度不变。

所以在附近，增益系数下降，其它频率处增益系数仍为小信号增益，形成一凹陷，称为“烧孔”。

（3分）
3. 简述兰姆凹陷成因（6分）
气体多普勒加宽激光器，腔内相反方向传播的两束激光，当激光频率不等于原子中心频率时，两束激光与不同表观中心频率原子相互作用，有两部分原子对激光增益有贡献；当激光频率等于原子中心频率时，两束激光与都与中心频率原子相互作用，只有一部分原子对激光的增益有贡献。

（3分）
所以当激光频率不等于原子中心频率，但离中心频率不远时，两部分原子对激光的贡献比一部分原子贡献大，因此在激光频率等于原子中心频率出，激光器输出功率比激光频率在中心频率附近低。

这个现象称为兰姆凹陷。

（3分）
4. 画出电光强度调制器原理图（4分）
5．简述电光调制原理（8分）
电光晶体(KDP)置于两个成正交的偏振器之间，其中起偏器的偏振方向平行于电光晶体的轴，检偏器的偏振方向平行于轴，当沿晶体轴方向加电场后，它们将旋转变为感应主轴，。

因此，沿轴入射的光束经起偏器变为平行于轴的线偏振光，进入晶体后()被分解为沿和方向的两个分量。

（3分）
当光通过长度为的晶体后，由于电光效应，和二分量间就产生了一个相位差。

成为椭圆偏振光，再经过检偏正器P2时，只有平行于y轴的光能通过。

（3分）
1/4波片的作用是将工作点置于斜率最大处。

五.计算证明题 (每题10分，共20分)
1．证明：采用传输矩阵证明任意高斯光束在对称共焦腔中均可自再现。

（5分）
对称共焦腔往返传播矩阵（2分）
自再现变换
2、稳定谐振器的两块反射镜，其曲率半径，，激光波长为
.（15分）
（1）求腔长L取值范围；
（2）选择腔长为，求稳定腔等价共焦腔焦距；
（3）高斯光束束腰位置及束腰半径；
1）求腔长L取值范围；
（2）选择腔长为，求稳定腔等价共焦腔焦距；
（3）高斯光束束腰位置及束腰半径；
解：（1）激光稳定性条件
得，…………………(5分)
进一步得
或
（2）
代入后得…………………………………….… (5分)
（3）
………….……(5分)。