激光原理与技术重新学习2012答案

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1、学院姓名学号任课老师考场教室__________选课号/座位号………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。题号一二三四五六七八九十合计得分得分一、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：C。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：C。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

2、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：D。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：B。A.B.C.D.5.下列哪一个参数与谐振腔的损耗有关：A。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：B。A.自然加宽B.晶格缺陷加宽C.碰撞加宽D.晶格振动加宽第6页共6页学院姓名学号任课老师考场教室__________选课号/座位号………密………封………线………以………内………

3、答………题………无………效……7.关于受激发射截面，下面表述哪一个是错误的：C。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：D。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：A。A.晶体尺寸B.激光波长C.晶体电光系数D.晶体折射率10.KDP晶体沿z轴加电场时，由单轴晶体变成双轴晶体，折射率椭球的主轴绕z轴旋转了A。A.45°B.60°C.90°D.180°得分二、填空题（共20分，共20空，每空1分）

4、1.在光与物质的三种相互作用中，受激辐射是产生激光的主要机制，而自发辐射所产生的光为非相干光。2.在三维空腔中，模式数目与频率的平方成正比，这个现象称为频谱浓缩。3.任何一个共焦腔可以与无穷多个稳定球面镜腔等价，而任何一个稳定球面镜腔只能有一个等价共焦腔。4.在旁轴近似下，高斯光束是赫姆霍兹方程的解。5.在采用KDP晶体的纵向电光调制系统中，使用四分之一波片使得通过晶体后的两偏振分量产生附加相位差为p/2，使调制器工作在T=50%的偏置点上。6.在布拉格声光衍射中，只有入射角等于布拉格角时，在声波面上衍射的光波才满足相干加强条件，得到衍射极值。7.在常规调Q激光器中，当谐振腔损耗很高时，

5、激光器不能振荡，增益介质中的反转粒子数不断增大并达到极大值，而后瞬间增大谐振腔的Q值，激光器起振并输出巨脉冲。8.可饱和吸收体是一种非线性吸收介质，在较强激光作用下，其吸收系数第6页共6页学院姓名学号任课老师考场教室__________选课号/座位号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……随光强的增加而减小直至饱和，利用该特性可将其作为被动调Q元件。9.锁模激光器的输出脉冲周期等于谐振腔环程时间，脉冲宽度反比于被锁定的纵模数量。10.被动锁模激光器中，由不规则脉冲演变到锁模脉冲的物理过程大致分为三个阶段：线性放大阶段、非线性吸收阶段、非线性放大阶段。1

6、1.用于倍频、差频、和频、光学参量振荡的晶体都是非对称性很大的晶体；为获得高效的倍频，必须满足相位匹配条件。得分三、简答题（共10分）1．写出激光的自激振荡条件。(4分)答：2．写出声光体调制器的三个主要组成部分。(3分)答：声光介质（1分），电声换能器（1分），吸声装置（1分）。3．列举三种实现调Q的方式。(3分)答：电光调Q（1分），声光调Q（1分），被动可饱和吸收调Q（1分）。第6页共6页学院姓名学号任课老师考场教室__________选课号/座位号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……得分四、简述题（共30分）1．画出三能级和四能级系统的能级

7、结构图，说明为什么四能级系统更容易实现粒子数反转。(10分)答：三能级和四能级系统的能级结构图分别如下图所示：（3分）（3分）（三能级）（四能级）三能级系统的激光下能级为基态能级，正常情况下基态能级集中了几乎所有的粒子数，需要将至少一半的粒子泵浦到高能级，而后再弛豫到激光上能级才能形成粒子数反转。…………………(2分)四能级系统的激光下能级粒子数可近似为0，有少量粒子泵浦到激光上能级即可形成粒子数反转，因而比三能级系统要容易的多……