激光技术与应用复习重点(名词解释)

激光技术与应用

一、名词解释 20′（4×5′）

1.驰豫振荡

一般固体脉冲激光器所输出的并不是一个平滑的光脉冲，而是一群宽度只有微秒量级的短脉冲序列，即所谓“尖峰”序列。激励越强，则短脉冲之间的时间间隔

越小。这种现象称为激光器驰豫振荡。

产生驰豫振荡的主要原因是：当激光器的工作物质被泵浦，上能级的反转粒子数超过阈值条件时，即产生激光振荡，腔内光子数密度增加，并发射激光。随着激

光的发射，上能级粒子数大量被消耗，导致反转粒子数降低，当低于阈值时，激光

振荡就停止。这时，由于泵浦光的继续抽运，上能级反转粒子数重新积累，当超过

阈值时，又产生第二个脉冲，如此不断重复上述过程，直到泵浦停止才结束。

2.模式竞争

在均匀加宽激光介质中，通过增益饱和效应，某一模式逐渐把其他的模式振荡抑制下去，最后只剩下一个纵模振荡的现象，叫做模式竞争。竞争的结果通常是最

靠近中心频率ν0的一个纵模取胜，形成稳定的激光振荡，其他纵模都被抑制而熄灭。

因此，理想情况下，均匀加宽稳态激光器的输出模式是单纵模，单纵模的频率总是

位于谱线中心频率附近。

3.同步泵浦锁模

同步泵浦锁模激光器采用一台主动锁模激光器的脉冲序列去泵浦另一台激光器，通过调制腔内增益的方法获得锁模，这种方式就是同步泵浦锁模。

4.频率复现性

把在不同地点、时间、环境下稳定频率的偏差量与它们的平均频率的比值称之为频率的复现性，表示为

Rν=δν(τ)ν

式中，ν 为被测激光器系列的平均频率或同一台激光器的标准频率（或原始工作频率），δν为频率的偏差量。

5.锁模振荡

未经锁模的自由运转激光器的输出一般包括若干个超过阈值的纵模，这些模的振幅及相位都不固定，激光输出随时间的变化是它们无规则的叠加结果，是一种时间平均的统计值。如果采用适当的措施使这些各自独立的纵模在时间上同步，即把

它们的相位相互关联起来，使之有一确定的关系（φq+1−φq=常数），那么就会出现一种与上述情况有质的区别而有趣的现象：激光器输出的将是脉宽极窄、峰值功率很高的光脉冲。这就是说，该激光器各模的相位已按照φq+1−φq=常数的关系被锁定，这种激光器叫做锁模激光器，相应的技术称为“锁模技术”。

6.兰姆凹陷

非均匀加宽型谱线的输出功率P随频率ν的变化曲线上，在中心频率ν=ν0处出现一个凹陷，这就是兰姆凹陷。

（多谱勒加宽的单纵模气体激光器中，输出功率总是随纵模频率向中心频率的靠近而增大，但是当纵模频率接近中心频率时，由于增益曲线上两个烧孔重叠而使能够受激辐射的粒子数减小，因而光强反而下降，在中心频率ν0处出现凹陷，称为兰姆凹陷。）

7.自锁模

当激活介质本身的非线性效应能够保持各纵模频率的等间隔分布，并有确定的初相位关系时，不需要在谐振腔内插入任何调制元件，就可以实现纵模锁定，这种方法称为自锁模。

8.拍频原理

激光的相干性好，当两束光叠加在一起时，初相位的差值是暂时稳定的或缓慢变化的，因而会产生干涉现象。两束光波之间的可相干性，为测量光波频率稳定性提供了一种方法——拍频测量法。

二、简答 5×10′

1.实现调Q激光器的基本要求

2.什么是被动锁模？

3.解释横模测量中的直接观察法原理

4.主动稳频有哪几种方法？

5.什么叫做激光散斑现象？

6.什么是主动锁模？

7.模式选择技术的基本方法

8.影响激光频率稳定的主要因素

9.激光精细加工的特点

三、作图 10′

1.稳频技术中，要测量比较各种激光频率，试根据其原理画出两台激光器的拍频测量

装置的原理示意图，并给出原理性的解释。

2.激光放大中有一个主要的技术问题，是消除不同放大器之间的耦合，电光隔离器常

常有其用处，试画出电光隔离器在放大器中的应用示意图，并解释其工作原理。

四、综合题 5′,5′,10′

1.（1）锁模技术中，被动锁模的工作原理是什么？

（2）被动锁模的物理过程有几个阶段，分别是什么？

（3）请画出被动锁模激光器的谐振腔的基本结构。

2.（1）调Q技术中，声光调Q的原理是什么？

（2）试根据其技术原理，画出声光调Q激光器的示意图。

（3）解释一下普通调Q器件的设计要点，画出声光器件两种工作方式的示意图。