激光原理 期末复习-廖为兵

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1、系名____________班级____________姓名____________学号____________密封线内不答题试题中可能用到的公式：；；；一、判断题1、（）空间烧孔效应的出现利于激光器单模输出。2、（）稳定腔高阶横模比基横模具有更大的衍射损耗和光束发散角。3、（）激光工作物质只有达到了热平衡状态，才能实现受激辐射光放大。4、（）掺铒光纤激光放大器中，光纤长度越长，激光放大增益不一定越大。5、（）激光增益系数的饱和与反转集居数饱和无关。1、（）光腔的损耗越高，则Q值越低，腔内光子的平均寿命越长。2、（）均匀加宽激光器由于增益曲线的自选模作用，因而不会输出多纵模。3、（）

2、激光再生放大器易于获得高的增益，但频率匹配技术复杂。4、（）和传统光源相比，激光器可以输出理想的单色光。5、（）稳定腔与非稳腔相比，可以获得更高的输出功率和更好的光束质量二、名词解释1、相格——第7页——系名____________班级____________姓名____________学号____________密封线内不答题2.光束衍射倍率因子3.光学多普勒效应4.轴向空间烧孔效应1、光子简并度2、谱线加宽3、弛豫振荡4、频率牵引5、兰姆凹陷三、填空题1、损耗的大小是评价谐振腔的一个重要指标，主要有如下四种：、、、。2、根据共轴球面腔稳定性条件可将谐振腔划分为：、、，由此稳定条件

3、性判断：对称共焦腔为，平凸腔为，平凹腔为。3、根据引起加宽的物理因素对每个原子的作用可将谱线加宽分为：——第7页——系名____________班级____________姓名____________学号____________密封线内不答题、和。其中碰撞加宽属于，具有线型，而多普勒加宽属于，具有线型。4、与四能级系统相比，三能级系统的阈值能量更，阈值受光腔损耗的影响更。5、单纵模激光器由于自发辐射的影响存在线宽极限，通过、、都可使线宽变窄。6、激光Q调制技术是为了获得高的峰值功率和窄脉冲输出，常用的Q调制方法有：、、、。7、为了实现单横模输出，常用的模式选择方法主要有、、、。8、均

4、匀加宽激光器在理想情况下，由于作用，可以实现单纵模输出。但实际上，当激发强时，由于，如不采取措施，将输出多纵模。9、调Q和锁模两技术相比，能输出更短激光脉冲宽度和更高激光峰值功率的是技术。1、在许多实际工程应用领域，都需要用到频率稳定的激光。通常指的激光频率稳定特性包含和。常用的频率稳定方法主要有、、、。2、一般所指的激光的四性包括：、、和；实际上，这四性本质上可归结为一性，即激光具有。——第7页——系名____________班级____________姓名____________学号____________密封线内不答题3、根据调制的原理，锁模技术可分为：和。锁模的物理本质在于：

5、。锁模的前提是要求激光输出（填“单”或“多”）纵模，相比较而言，荧光线宽宽的工作物质更（填“有”或“不”）利于输出窄的锁模脉冲。4、谱线均匀加宽类型主要分为三种，即、和。对于气压很低的气体工作物质，其谱线加宽机制为。5、为了实现激光器单纵模输出，常用的方法主要有：、、。6、对于均匀加宽单模激光器，为提高其输出功率与能量，可以采用的方法有、和。7、方形镜稳定球面腔的横模可用TEMmn表示，其中，m和n分别指的是和。8、泵浦的目的是让激光工作物质达到（填“集居数反转”或“热平衡”）状态。三能级系统的激光下能级处于（填“基”或“非基”）态，故通常情况下三能级系统的激光阈值比四能级系统的要（

6、填“高”或“低”）。9、平凹腔、平凸腔、双凸腔、双凹腔、凹凸腔中，一定属于非稳腔的有，腔型与腔的具体尺寸相关的有。——第7页——系名____________班级____________姓名____________学号____________密封线内不答题四、简答与推证题1、试用均匀平面波模型推导出平行平面腔的谐振频率和纵模间距。2、非稳腔的近似基模是什么？其相比于稳定腔的优势何在？3、试给出四能级系统的能级跃迁示意图并做标注和简要说明。1、简要叙述激光放大器的定义和分类，并阐明激光放大技术的意义。2、简述激光调Q的基本原理，并绘出电光调Q激光器的原理示意图。3、光学开腔的衍射积分本征

7、值方程的本征函数和本征值分别有什么含义？——第7页——系名____________班级____________姓名____________学号____________密封线内不答题计算题1、在激光出现以前，低气压放电灯是很好的单色光源。如果忽略自然加宽和碰撞加宽，试估算在温度下它的谱线的相干长度是多少，并与一个单色性的氦氖激光器比较。2、证明激光脉冲放大器中：(1)若入射光脉冲极其微弱，则能量增益为：；(2)若入射光极强，则能量增益为：。1、为使He-Ne