激光技术与应用(整理完毕)

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------激光技术与应用(整理完毕)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

2、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??0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

3、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

4、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????(??)式中，??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），????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（????+1?????=常数），那么就会出现一种与上述情况有质的区别而有趣

5、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????+1?????=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”。16.兰姆凹陷非均匀加宽型谱线的输出功率P随频率??的变化曲线上，在中心频率??=??0处出现一个凹陷，这就是兰姆凹陷。——————————————————————————————————————-------------------------------------------------------------------------

6、-----------------------（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??0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，

7、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（1）由于调Q是把能量以激活离子的形式存储在激光工作物质的高能态上，然后集中在一个极短的时间内释放出来，因此，要求激光工作物质必须能在强泵浦下工作，即抗损伤阈值要高。其次，要求工作物质上能级必须有较长的寿命。（2）光泵的泵浦速率必须快于激光上能级的自发辐射速率，即波形的持续时间（波形的半宽度）必须小于激光介质的上能级寿命；否则，不能够实现足够多的粒子数反转。（3）谐振腔的Q——————

8、————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------值改变要快，一般应与谐振腔建立激光振荡的时间比拟