激光原理与技术各章重点(基本补全)

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1、激光原理与技术期末总复习第1章1.激光产生的必要条件(粒子数反转分布)2.激光产生的充分条件(在增益介质的有效长度内光强可以从微小信号增长到饱和光强)3.饱和光强定义:使激光上能级粒子数减小为小信号值的1/2时的光强为饱和光强4.谱线加宽的分类:均匀加宽和非均匀加宽两种加宽的本质区别？5激光器泵谱技术的分类:直接泵谱缺点：首先从基态E1到激光上能级E3往往缺乏有效途径，即B13（对光泵浦）或σ13（对粒子泵浦）太小，难以产生足够的增益；其次即使存在E1èE3的有效途径，但同一过程可能存在由E1到激光下能级E2的有

2、效途径，结果是W12/W13太大难以形成粒子反转分布。这些缺点是直接泵浦方式对很多激光器来说是不适用的。间接泵谱:分为自上而下、自下而上和横向转移三中方式)间接泵谱的优点：首先，中间能级具有远大于激光上能级的寿命，且可以是很多能级形成的能带，因而，Ei上很容易积累大量的粒子；其次，在有些情况下，将粒子从基态激发到Ei的几率要比激发到Eu的几率大得多，这就降低了对泵浦的要求；最后，依据选择定则，可以使Ei向Eu的弛豫过程比Ei向激光下能级Ei的弛豫过程快得多6..频率牵引有源腔中的纵模频率总是比无源腔中同序数频率更

3、接近工作物质的中心频率7.能画出激光工作物质三能级系统能级图，说明能级间粒子跃迁的动态过程？8.当粒子反转数大于零时，在激光谐振腔中能够自激振荡吗？为什么？9.激光的特性(单色性、方向性、相干性和高亮度)10.证明光谱线型函数满足归一化条件证明:则11.激光器的输出特性。（43页）？？？第2章1.光学谐振腔的分类和作用分类：能否忽略侧面边界，可将其分为开腔，闭腔以及气体波导腔按照腔镜的形状和结构，可分为球面腔和非球面腔是否插入透镜之类的光学元件，或者是否考虑腔镜以外的反射表面，可以分为简单腔和符合腔根据腔中辐射场

4、的特点，可分为驻波腔和行波腔从反馈机理的不同，可分端面反馈腔和分布反馈腔根据构成谐振腔反射镜的个数，可分为两镜腔和多镜腔作用：①提供轴向光波模的光学反馈；②控制振荡模式的特性2.光学谐振腔的损耗分类:几何损耗、衍射损耗、输出腔镜的透射损耗和非激活吸收、散射等其他损耗计算:单程损耗：(D为平平腔镜面的横向尺寸（反射镜的直接）β两镜面直接的小角度L两镜面直接的距离（腔长）)单程衍射p59开始带图3.推导平平腔的两个相邻纵模的频率间隔证明：4.以平-平腔为例理解光学谐振腔横模的形成过程5.用g参数表示的谐振腔稳定性条件

5、6..高斯光束高斯光束既不是平面波、也不是一般的球面波，在其传播轴线附近可以近似看作是一种非均匀高斯球面波。在传播过程中其曲率中心和曲率半径不断改变，其振幅和强度在横截面内始终保持高斯分布特性，强度集中在轴线附近，且等相面始终保持为球面。计算:第3章1.激光器的基本结构激光器由工作物资、泵浦源、和光学谐振腔三个基本部分构成工作物资：是激光器的核心，是激光器产生光的受激辐射、放大的源泉之所在泵浦源：为工作物质中实现粒子反转分布提供所需能源，工作物资类型不同，采用的泵浦方式亦不同光学谐振腔：为激光振荡的建立提供正反馈

6、，同时具有选模的作用，光学谐振腔的参数影响输出激光束的质量2.激光器的分类工作物质：气体激光器、固体激光器、液体激光器、半导体激光器、光纤激光器、化学激光器、自由电子激光器工作方式：连续输出和脉冲输出3.He-Ne激光器按谐振腔与放电管的放置方式分类:内腔式、外腔式、半内腔式4、He-Ne激光器最佳充气条件：最佳充气总气压与最佳He、Ne气压比5、氦－氖激光器的谱线竞争及抑制３.３９um谱线可以采用的方法？6.CO2激光器输出特性的显著特点？①输出功率或能量相当大，能量转换效率高②输出波长分布在9~18μm，9~

7、11μm红外波段中最重要的输出波长10.6μm处于大气传输的窗口，有利于激光测距、激光制导、大气通信等方面的应用，且该波长对人眼安全7、LD泵谱固体激光器的优点.①光谱匹配性好②固体激光器总体效率高③固体激光器体积小，结构简单，装调方便，使用寿命长8.LD泵谱固体激光器的结构和原理？结构：直接端面泵浦：光纤耦合端面泵浦：侧面泵浦:原理：?？？？？9.He-Ne激光器半内腔式结构中,加入布鲁斯特窗的作用是使激光器可获得线偏振光输出.偏振度一般大于99%.第9章10.调Q和锁模的区别（脉宽和峰值功率）,：调Q技术是一

8、种获得高峰值功率、窄脉宽激光脉冲的技术11调Q技术可将激光器脉宽压缩至纳秒量级（峰值功率达10^6W以上）锁模技术则可将激光脉宽进一步压缩至皮秒或者飞秒量级12谐振腔的品质因数Q13调Q的基本原理？（267页）？？？？？=14调Q激光器的储能方式分类？①工作物资储能调Q②谐振腔储能调Q15带偏振器的Pockels电光调Q激光器的结构和工作原理、关键问题和解决的方法？结构：