最新华科光电激光原理与技术复习大纲教学文案
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▪ 激光器的基本思想：光波模式的选择（F_P腔）；光的受激 放大辐射（LASER）
激光原理与技术 17
激光原理部分
Chap01-激光的基本原理
光子简并度的概念？ 光场与原子相互作用的三个过程？
实现光放大的条件？ 激光器振荡的基本条件？
光学谐振腔的主要作用？ 激光的四性？
增益与损耗的概念？
激光器的基本组成结构？
共焦参数、束腰半径、模体积、发散角、等相位面—数学表达式 圆型共焦腔自再现模---拉盖尔-高斯近似
各模式的强度花样及振幅分布图 掌握等价共焦腔的概念及变换方法。 q(z)参数的定义及应用。q参数与ABCD矩阵的变换
激光原理与技术
高斯光束的准直与聚焦特性。 谐振腔内高斯光束的自再现特性及谐振腔稳定性判据。 光束衍射倍率因子。
模个数、峰值功率、声场驱动频率，以及 上述参量之间的相互影响关系；（相关公 式）； • 调Q脉冲和锁模脉冲的特性及其区别；
激光原理与技术
总结分析
182 光电 182 光电
2015~2016学年第二学期期末考试安排
考试时间：AM(上午)：8：30~11：00 PM（下午）：3：00~5：30 NIG(晚上)：7：00~9：30
激光原理与技术
Chap02-开放式光腔---非稳定腔
1、非稳腔的几何放大率
m1
a1
Biblioteka Baidu/ a1 1
对望远镜腔，可以求出：
m2
a2
/ a2
R1 2
R2 R1 g2 2 R2 g1
其中M的表达式与几何光学中望远镜系统的放大率公式一致；
非稳腔的几何放大率只与腔长L和R1、R2有关，而与反射镜的
（相关公式）
第三章
• 光学谐振腔中自再现模式的衍射积分 分析方法；
• 平平腔的Fox-Li迭代法； • 平平腔自再现模式的特点；
第三章
• 方形镜对称共焦腔的自再现模式，其基横 模的基本公式、镜面上的光斑半径、等相 位面等特性；（相关公式）
• 方形镜共焦腔自再现模式的厄米高斯分布 特征；
• 圆形镜共焦腔自再现模式的拉盖尔高斯分 布特征；
激光原理与技术
激光原理部分
Chap02-开放式光腔与高斯光束
开放式谐振腔的分类及判据？ 横模和纵模的概念及纵模间隔的表达式？ 光学谐振腔的损耗及分类？ 菲涅耳数的概念及与谐振腔损耗的关系？ 掌握ABCD矩阵对谐振腔分析的方法及常用光学器件的ABCD矩阵？ 什么叫自再现模？
激光原理与技术
方型共焦腔自再现模---厄米-高斯近似 基模高斯光束的数学表达式、各模式的强度花样及振幅分布图
• 基本光学元件的光线传输矩阵；(表2.1前六 种)
• 复杂光学系统光线传输矩阵的计算方法； • 双周期透镜波导的光线稳定条件；（相关
公式） • 基模高斯光束的基本表达式；（37页相关
公式） • 基模高斯光束的性质，光斑半径变化规律、
远场发散角、等相位面曲率半径变化规律、 瑞利长度、横向平面上能量分布规律等；
横向尺寸a1、a2无关。
激光原理与技术
Chap02-开放式光腔---非稳定腔
2、非稳腔的能量损耗率 3、非稳腔的单端输出 掌握虚共焦腔的基本计算！
激光原理与技术 23
Chap03-电磁场和物质的共振相互作用
性； • 三能级、四能级系统速率方程；（相关公
式）
第五章
• 增益饱和的物理概念以及其在稳定的激光 输出中所起到的作用；
• 阈值条件、小信号增益系数及小信号粒子 反转数的物理概念；小信号粒子反转数的 表达式；（相关公式）
• 增益系数的表达式；（相关公式）
第五章
• 均匀加宽工作物质中的粒子反转数饱和及 增益饱和的特点，增益饱和的表达式（相 关公式）；
华科光电激光原理与技术 复习大纲
第一章
• 自发辐射、受激辐射、受激吸收的物理概 念；
• 二能级系统粒子数密度变化的速率方程 （相关公式）；
• 三种光场与物质相互作用过程的爱因斯坦 系数之间的相互关系（相关公式）；
• 产生激光的必要条件； • 自激振荡产生的过程； • 增益系数的定义（相关公式）；
第二章
• 非均匀加宽工作物质中的粒子反转数饱和 及增益饱和的特点；
• 均匀加宽、非均匀加宽工作物质中的模式 竞争；
第五章
• 连续激光器输出功率； • 最佳透过率；（相关公式会推导） • 空间烧孔； • 兰姆凹陷；
激光技术
• 电光效应的基本原理； • KDP晶体横向应用、纵向应用的系统构成
方法，半波电压（相关公式）； • 电光调制器的基本原理和使用方法； • 声光效应的基本原理； • 声光调制器的基本原理和使用方法； • 声光相互作用长度、布拉格衍射判据、布
第二章
• 高阶高斯光束横向平面上的光强分布； • 高斯光束的传输变换、ABCD法则；（q参
数、ABCD法则相关公式） • 高斯光束的聚焦、准直、匹配和自再现变
换；（相关公式会推导或记忆）
第三章
• 光学谐振腔的稳定性条件；（相关公式） • 稳区图； • 光学谐振腔的分类； • 光学谐振腔中的纵模与横模； • 光学谐振腔的纵模间隔与纵模存在条件；
拉格衍射效率、布拉格衍射角；（相关公 式）
激光技术
• 调Q的基本原理； • PTM方式调Q脉冲脉冲能量、脉冲宽度的
计算；（相关公式）
• PRM方式和PTM方式电光调Q激光器的构
成及调Q工作过程； • 超阈度的定义及其对调Q输出脉冲的特性的
影响；（相关公式）
激光技术
• 锁模的基本原理； • 声光驻波场锁模工作原理，脉冲宽度、纵
第三章
• 一般稳定球面腔与对称共焦腔的等价性； • 求解一般稳定球面腔对应的对称共焦腔；
（相关公式会推导或记忆） • 非稳腔的轴上共轭像点、几何自再现波形； • 共焦非稳腔的特点、设计方法； • 非稳腔的几何放大率和能量损耗率；（相
第四章
• 自然加宽、碰撞加宽的产生机理以及均匀 加宽的特性；
• 均匀加宽的线型函数；（相关公式） • 多普勒加宽的产生机理以及非均匀加宽特
光实1301 26 光卓1301 29
激光原理与技术 激光原理与技术
19 3 6月29日 AM 东九 A404 唐霞辉 易飞 19 3 6月29日 AM 东九 A405 唐霞辉 易飞
激光原理与技术
激光原理与技术
▪ 激光器的几乎一切特性以及对激光器采取的技术措施都与增 益和损耗特性相关。因此，工作物质的增益特性和光腔的损 耗特性是掌握激光原理的主要线索。
激光原理与技术 17
激光原理部分
Chap01-激光的基本原理
光子简并度的概念？ 光场与原子相互作用的三个过程？
实现光放大的条件？ 激光器振荡的基本条件？
光学谐振腔的主要作用？ 激光的四性？
增益与损耗的概念？
激光器的基本组成结构？
共焦参数、束腰半径、模体积、发散角、等相位面—数学表达式 圆型共焦腔自再现模---拉盖尔-高斯近似
各模式的强度花样及振幅分布图 掌握等价共焦腔的概念及变换方法。 q(z)参数的定义及应用。q参数与ABCD矩阵的变换
激光原理与技术
高斯光束的准直与聚焦特性。 谐振腔内高斯光束的自再现特性及谐振腔稳定性判据。 光束衍射倍率因子。
模个数、峰值功率、声场驱动频率，以及 上述参量之间的相互影响关系；（相关公 式）； • 调Q脉冲和锁模脉冲的特性及其区别；
激光原理与技术
总结分析
182 光电 182 光电
2015~2016学年第二学期期末考试安排
考试时间：AM(上午)：8：30~11：00 PM（下午）：3：00~5：30 NIG(晚上)：7：00~9：30
激光原理与技术
Chap02-开放式光腔---非稳定腔
1、非稳腔的几何放大率
m1
a1
Biblioteka Baidu/ a1 1
对望远镜腔，可以求出：
m2
a2
/ a2
R1 2
R2 R1 g2 2 R2 g1
其中M的表达式与几何光学中望远镜系统的放大率公式一致；
非稳腔的几何放大率只与腔长L和R1、R2有关，而与反射镜的
（相关公式）
第三章
• 光学谐振腔中自再现模式的衍射积分 分析方法；
• 平平腔的Fox-Li迭代法； • 平平腔自再现模式的特点；
第三章
• 方形镜对称共焦腔的自再现模式，其基横 模的基本公式、镜面上的光斑半径、等相 位面等特性；（相关公式）
• 方形镜共焦腔自再现模式的厄米高斯分布 特征；
• 圆形镜共焦腔自再现模式的拉盖尔高斯分 布特征；
激光原理与技术
激光原理部分
Chap02-开放式光腔与高斯光束
开放式谐振腔的分类及判据？ 横模和纵模的概念及纵模间隔的表达式？ 光学谐振腔的损耗及分类？ 菲涅耳数的概念及与谐振腔损耗的关系？ 掌握ABCD矩阵对谐振腔分析的方法及常用光学器件的ABCD矩阵？ 什么叫自再现模？
激光原理与技术
方型共焦腔自再现模---厄米-高斯近似 基模高斯光束的数学表达式、各模式的强度花样及振幅分布图
• 基本光学元件的光线传输矩阵；(表2.1前六 种)
• 复杂光学系统光线传输矩阵的计算方法； • 双周期透镜波导的光线稳定条件；（相关
公式） • 基模高斯光束的基本表达式；（37页相关
公式） • 基模高斯光束的性质，光斑半径变化规律、
远场发散角、等相位面曲率半径变化规律、 瑞利长度、横向平面上能量分布规律等；
横向尺寸a1、a2无关。
激光原理与技术
Chap02-开放式光腔---非稳定腔
2、非稳腔的能量损耗率 3、非稳腔的单端输出 掌握虚共焦腔的基本计算！
激光原理与技术 23
Chap03-电磁场和物质的共振相互作用
性； • 三能级、四能级系统速率方程；（相关公
式）
第五章
• 增益饱和的物理概念以及其在稳定的激光 输出中所起到的作用；
• 阈值条件、小信号增益系数及小信号粒子 反转数的物理概念；小信号粒子反转数的 表达式；（相关公式）
• 增益系数的表达式；（相关公式）
第五章
• 均匀加宽工作物质中的粒子反转数饱和及 增益饱和的特点，增益饱和的表达式（相 关公式）；
华科光电激光原理与技术 复习大纲
第一章
• 自发辐射、受激辐射、受激吸收的物理概 念；
• 二能级系统粒子数密度变化的速率方程 （相关公式）；
• 三种光场与物质相互作用过程的爱因斯坦 系数之间的相互关系（相关公式）；
• 产生激光的必要条件； • 自激振荡产生的过程； • 增益系数的定义（相关公式）；
第二章
• 非均匀加宽工作物质中的粒子反转数饱和 及增益饱和的特点；
• 均匀加宽、非均匀加宽工作物质中的模式 竞争；
第五章
• 连续激光器输出功率； • 最佳透过率；（相关公式会推导） • 空间烧孔； • 兰姆凹陷；
激光技术
• 电光效应的基本原理； • KDP晶体横向应用、纵向应用的系统构成
方法，半波电压（相关公式）； • 电光调制器的基本原理和使用方法； • 声光效应的基本原理； • 声光调制器的基本原理和使用方法； • 声光相互作用长度、布拉格衍射判据、布
第二章
• 高阶高斯光束横向平面上的光强分布； • 高斯光束的传输变换、ABCD法则；（q参
数、ABCD法则相关公式） • 高斯光束的聚焦、准直、匹配和自再现变
换；（相关公式会推导或记忆）
第三章
• 光学谐振腔的稳定性条件；（相关公式） • 稳区图； • 光学谐振腔的分类； • 光学谐振腔中的纵模与横模； • 光学谐振腔的纵模间隔与纵模存在条件；
拉格衍射效率、布拉格衍射角；（相关公 式）
激光技术
• 调Q的基本原理； • PTM方式调Q脉冲脉冲能量、脉冲宽度的
计算；（相关公式）
• PRM方式和PTM方式电光调Q激光器的构
成及调Q工作过程； • 超阈度的定义及其对调Q输出脉冲的特性的
影响；（相关公式）
激光技术
• 锁模的基本原理； • 声光驻波场锁模工作原理，脉冲宽度、纵
第三章
• 一般稳定球面腔与对称共焦腔的等价性； • 求解一般稳定球面腔对应的对称共焦腔；
（相关公式会推导或记忆） • 非稳腔的轴上共轭像点、几何自再现波形； • 共焦非稳腔的特点、设计方法； • 非稳腔的几何放大率和能量损耗率；（相
第四章
• 自然加宽、碰撞加宽的产生机理以及均匀 加宽的特性；
• 均匀加宽的线型函数；（相关公式） • 多普勒加宽的产生机理以及非均匀加宽特
光实1301 26 光卓1301 29
激光原理与技术 激光原理与技术
19 3 6月29日 AM 东九 A404 唐霞辉 易飞 19 3 6月29日 AM 东九 A405 唐霞辉 易飞
激光原理与技术
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▪ 激光器的几乎一切特性以及对激光器采取的技术措施都与增 益和损耗特性相关。因此，工作物质的增益特性和光腔的损 耗特性是掌握激光原理的主要线索。