《激光原理》本科期末考试试卷及答案

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1、系、班姓名座号…………………密……………封……………线……………密……………封……………线…………………华中科技大学2012年《激光原理》期末试题(A)题号一二三四总分复核人得分评卷人一.填空:（每孔1分，共17分）1.通常三能级激光器的泵浦阈值比四能级激光器泵浦阈值高。2.Nd:YAG激光器可发射以下三条激光谱线946nm、1319nm、1064nm。其中哪两条谱线属于四能级结构1319nm、1064nm。3.红宝石激光器属于3几能级激光器。He-Ne激光器属于4能级激光器。4.激光具有四大特性，即单色性好、亮度高、方向性好和相干性好5.激光器的基本组成部分激活物质、

2、激光谐振腔、泵浦源。6.激光器稳态运转时，腔内增益系数为阈值增益系数,此时腔内损耗激光光子的速率和生成激光的光子速率相等.7.调Q技术产生激光脉冲主要有锁模、调Q两种方法。二、解释概念：（共15分，每小题5分）(选作3题)题号一二三合计得分1.基模高斯光束光斑半径：激光光强下降为中心光强点所对应的光斑半径.2.光束衍射倍率因子光束衍射倍率因子=3.一般稳定球面腔与共焦腔的等价关系：一般稳定球面腔与共焦腔的等价性：任何一个共焦腔与无穷多个稳定球面腔等价；　　　任何一个稳定球面腔唯一地等价于一个共焦腔。三、问答题：（共32分，每小题8分）题号一二三四合计得分1.画出四能级系

3、统的能级简图并写出其速率方程组系、班姓名座号…………………密……………封……………线……………密……………封……………线…………………2.一两块球面镜组成的直腔，腔长为L，球面镜的曲率半径分别为R1和R2，写出其往返矩阵的表达式。答:往返矩阵为:3．什么是对成共焦腔,计算对成共焦腔g参数.:答:对成共焦腔:R1=R2=L对成共焦腔g参数.:4.画出声光调Q激光器原理图，说明声光调Q基本原理？答.电光晶体两端加一定电压，使沿x方向的偏振光通过电光晶体后，沿轴两方向偏振光的位相差为　，电光晶体相当于1/4波片，光束两次通过电光晶体时，偏振方向旋转90°，偏振方向与偏振片检偏

4、方向垂直，光束无法通过检偏片，腔内损耗高，激光无法振荡;突然撤除电压后，损耗迅速下降，上能级反转粒子数迅速转化为激光脉冲输出.四．计算题（36分）题号一二三四合计得分1．试计算连续功率均为1W的两光源，分别发射＝0.5000mm，=3000MHz的光，每秒从上能级跃迁到下能级的粒子数各为多少？（8分）解：若输出功率为P，单位时间内从上能级向下能级跃迁的粒子数为n，则：由此可得：其中为普朗克常数，为真空中光速。所以，将已知数据代入可得：时：时：系、班姓名座号…………………密……………封……………线……………密……………封……………线…………………2.今有一球面腔，，，L＝

5、80cm。试证明该腔为稳定腔；求出它的等价共焦腔的参数。（9）解：g=1-=0.47g=1-=1.8，gg=0.846即：0