北京工业大学激光工程研究院2006-2010年硕士研究生入学考试题-激光原理

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1、北京工业大学激光工程研究院2006-2010年硕士研究生入学考试题-激光原理北京工业大学2006年硕士研究生入学考试题★所有答案必须做在答题纸上，做在试卷上无效!一填空题（50分）1.激光具有的特点。2.实现受激辐射放大的条件是。3.实现激光振荡的条件是4.共轴球面腔（腔长为L，两球面镜的半径分别为R1，R2），其稳定性条件是5.根据稳定腔模式理论的解析解，对圆形镜共焦腔，镜面上的场分布可以近似为6.基膜高斯光束强度在1/e点的远场发散角为。227.光束衍射倍率因子M的定义为。8.圆波导本征模场具有波导内的场为，波导外的场为。9.Nd:YAG激光器波长是，CO2激光器波长是。10.导体二极管激

2、光器是以半导体材料为工作物质，其能带结构由，和构成二简述题（70分）（每小题10分）1.说明自发辐射，受激辐射，受激吸收2.烧孔效应3.弛豫振荡效应4.兰姆凹陷稳频原理5.激光器频率牵引6.量子效率7.Q调制激光器工作原理三计算题（30分）（每小题10分）1.氦氖激光器的相干长度是1Km，它的单色性Δλ/λ0应是多少？2.腔长为10cm的Nd：YAG激光器，增益介质充满腔，其折射率为1.83，其纵模间隔为多少？3.某氦氖激光器采用共焦腔，腔长L=30cm，放电管半径a=0.1cm，震荡波长为0.6238μm，腔的菲涅尔数为多少？北京工业大学2007年硕士研究生入学考试题★所有答案必须做在答题纸

3、上，做在试卷上无效!一试解释下列名词（100分）（每小题10分）1.模式，纵模，横模2.共焦参数，模体积，发散角3.共焦谐振腔，稳定谐振腔，非稳定谐振腔4.高斯光束，俄米高斯光束，拉盖尔高斯光束5.荧光线宽，增益线宽，激光线宽6.自然加宽，均匀加宽，非均匀加宽7.增益系数，激光振荡阈值，激光损伤阈值8.空间烧孔效应，频率牵引效应，频率排斥效应9.驰豫振荡，调Q，锁模10.自发辐射跃迁，受激辐射跃迁，受激吸收跃迁二填空题（30分）（每小题3分）1.激光具有的特点。2.实现受激辐射放大的条件是。3.实现激光振荡的条件是4.共轴球面腔（腔长为L，两球面镜的半径分别为R1，R2），其稳定性条件是5.根

4、据稳定腔模式理论的解析解，对圆形镜共焦腔，镜面上的场分布可以近似为6.基膜高斯光束强度在1/e点的远场发散角为。7.光束衍射倍率因子M的定义为。8.圆波导本征模场具有波导内的场为，波导外的场为。9.Nd:YAG激光器波长是，CO2激光器波长是。10.导体二极管激光器是以半导体材料为工作物质，其能带结构由，和构成三计算题（20分）1.增益：若光束通过1m长的介质后，光强增大了一倍，求此介质的增益系数（5分）2.相干性：为使氦氖激光器的相干长度是1Km，它的单色性Δλ/λ0应是多少？3.高斯光束：某高斯光束的束腰半径为w0=0.3mm，光波长λ=632.8nm，求束腰处与束腰相距30cm处的q参数

5、。22北京工业大学2008年硕士研究生入学考试题★所有答案必须做在答题纸上，做在试卷上无效!（共15题每题10分）1.增益：若光束通过1m长的介质后，光强增大了一倍，求此介质的增益系数2.增益与损耗谐振腔内均匀加宽增益介质具有最佳增益系数Gm及饱和参量IsG，同时腔内还存在一些均匀加宽吸收介质，其最大吸收系数为αm，饱和参量为Isa，如果αm>Gm，Isa<IsG，问：（1）激光器此时能否起振？（2）如瞬时输入一足够强的相应频率光信号，激光器能否稳定震荡？为什么？（3）球此时腔内光强。（忽略其他所有损耗）3.峰值吸收截面：已知红宝石中Cr求其峰值吸收截面。4.单纵模:某激光器工作物

6、质荧光线宽为50MHz，激励速率是阈值激励速率的5倍，欲使激光器单纵模震荡，腔长L应为多少？5.变换矩阵：利用往返矩阵证明对称共焦腔为稳定腔，即任意的傍轴光线在其中可以往返无限多次，而且两次往返及自行闭合。6.谐振腔：有一凹凸腔，腔长L=30cm，两个反射镜曲率半径大小分别为R1=50cm，R2=30cm，共焦参数f=15cm，激光工作物质为氦氖。（1）利用稳定条件证明此腔为稳定腔;（2）求此腔产生的高斯光束的束腰半径及远场发散角；（3）腔长L为多少时此谐振腔为临界腔和非稳定腔？3+的浓度为2?10cm19-3，在波长694.3nm附近的峰值吸收系数为0.4cm-1，试7.变换矩阵：分别求出两

7、种介质（折射率分别为n1和n2）的平面界面的球面界面对入射傍轴光线的变换矩阵。8.高斯光束：某高斯光束的束腰半径为w0=0.3mm，光波长λ=632.8nm，求束腰处和与束腰相距30cm处的q参数。9.稳定工作条件：CO2激光器长L=1m，放电管直径d=10mm，两反射镜的反射率分别为0.92和0.8，放电管气压p=3000Pa，为均匀加宽，设工作在最佳放电条件下。求（1）激发参数α；（2）振荡带