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

2、波腔才能产生激光振荡;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…

3、……以………内………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(

4、共20分,共20空,每空1分)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.

5、在常规调Q激光器中,当谐振腔损耗很高时,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

6、:线性放大阶段、非线性吸收阶段、非线性放大阶段。11.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…

7、…得分四、简述题(共30分)1.画出三能级和四能级系统的能级结构图,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……

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