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时间:2019-09-28
《丘志仁《激光原理与技术》试卷-激光原理--a-答案》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、选择题(请在正确答案处打丁,2X11分)1•根据黑体辐射维恩位移定律,最大辐射强度波长4T=2.898x107A-K,那么人体(300K)时辐射最大九属于:(A)可见光(B)近红外(C)J远红外光2.已知自发发射系数每与受激发射系数场之比每/场】=8於/才,那么对于较短波长激光,例如紫外、X射线激光器相对于长波长激光器产生激光输出将(A)丁更难(B)更易(C)与波长无关3•激光腔的Q因子越大,该腔的输出单色性越高,即(A)丁输出光谱带宽越小(B)输出光谱带宽越大(C)光子寿命越小4.电光调Q激光器的调制电压波形一般为(A)J方波(B)正弦波(C)余弦波5.N
2、d+3:YAG和Ti*sapphire(掺钛蓝宝石)激光器中产生激光的物质分别是V(A)Nd和Ti离子(B)YAG和Sapphire(C)Nel和Ti原子6.电光调制器半波电压产生的相位差是(A)90度⑻45度(C)VI80度7・一般情况下谐振朋的稳定条件是):(A)丁0"厶51,(B)03、振幅不同,则锁模脉冲的吋间和光谱带宽积(A)等于1(B)V>0.315(C)011・锁模与调Q激光器中,饱和吸收体的受激态寿命f锁模、如q(驰豫时间)与激光器可能产生的极限脉冲宽度匚关系是(A)(锁模和/调Q>tp,⑻'锁模和,调Q卩填空题(3X12分)1・激光光源与普通光源相比,具有哪三方面的优点:(1)单色性高(2)方向性好(3)相干性高(或者亮度高)2.辐射能量交换的三个基本过程是:(1)受激吸收(2)受激发射(3)自发发射3.激光器的三个基本组成部分是:(1)工作物质(2)谐振腔(3)驱动源4.声光调制器的四个组成部分是:(1)声光介质(2)换能器(4、3)驱动电源(4)吸声和声反射材料5.试举出常见的四大类锁模的方法:•(1)主动锁模(2)被动锁模(3)同步泵浦锁模(4)口锁模6.假设光场能态密度是p(v),粒子从较低能态叭(能量E1)过渡到较高能态(p2(能量E?)的受激吸收几率是(1)B12p(v);粒子从较高能态©(能量E2)过渡到较低能态%(能量E])的受激发射和自发发射几率分别是(2)B2,p(v)和A2jO7.谐振腔中的每一个稳定的驻波就是腔的一个振荡模。每个振荡模有(1)一定的偏振;(2)一定的频率(或者波长);(3)一定的方向。&调Q的基本原理是:在泵浦过程的大部分时间里谐振腔处于(1)低5、Q值或者高损耗状态,故阈值很高,不能起振,从而在激光上能级的(2)粒子数不断积累,到某一时刻反转粒子数达到最大值,Q值突然(3)增人,建立激光振荡,并输出脉冲激光。8.激光谐振腔的两个主要作用是提供(1)反馈放大和(2)选择模式。8.声光互作用的两种类型是(1)RamanNath型:光波垂直于声波场传播方向;(2)Bragg型:入射光与声场方向的夹角满足布拉格方程。8.碉秋脉冲指的是不同的(1)频率成分按时间序列处于脉冲的不同的部分。而群速度色散补偿元件对碉秋脉冲产生(2)压缩作用。9.采用适当的方法对激光进行腔内调制,当调制周期(1)等于腔内纵模间隔的倒数6、时,每一纵模都会产生边带与相邻的(2)纵模耦合,从而保持各纵模具有一定的(3)一相位_关系被锁定。三问答与综合题(1,2题必做;3,4,5题选二题)1,2题必做1.如下图脉冲透射式调Q—腔倒空激光器原理图中,偏振器P1和P2的透光轴平行,电光晶体上应加妆还是町电压,为什么?(9分)工作物质偏振器1电光晶体偏振器2调Q激光输出全反镜1V全反镜2解:电光晶体应该加半波电压。当工作物质发射的荧光经过偏振器1和加半波电压的电光晶体时,其偏振方向旋转90度,不通过偏振器2,而由偏振器2全反射至全反射镜2,再市全反射镜2反射回来经过偏振器2反射到电光晶体之后,其偏振旋转7、9()度,并通过偏振器1至工作物质放大和全反射镜1形成激光振荡。若突然撤消电光品体的半波电压,则放大后经过偏振器1和电光品体的激光,偏振方向不变,而从偏振器2输出调Q激光脉冲。而电光晶体加四分之一波电压时,偏振器1形成的偏振光通过电光晶体后变成圆偏振光,部分透过偏振器2,部分由全反射镜2反射原路返回至电光晶体,再产生90度的相位差,部分不能通过偏振器1,而不能形成激光振荡。2.解释非均匀加宽介质的增益曲线的“烧孔”现象、兰姆凹陷及应用。(9分)解:对于低气压的增益中心频率勺的非均匀加宽介质,在谐振腔某纵模加=*o+匕光子的作用下,速度为匕的那部分激发粒子才产8、生受激发C射,导致这部分粒子的损耗,即速度为匕的粒子
3、振幅不同,则锁模脉冲的吋间和光谱带宽积(A)等于1(B)V>0.315(C)011・锁模与调Q激光器中,饱和吸收体的受激态寿命f锁模、如q(驰豫时间)与激光器可能产生的极限脉冲宽度匚关系是(A)(锁模和/调Q>tp,⑻'锁模和,调Q卩填空题(3X12分)1・激光光源与普通光源相比,具有哪三方面的优点:(1)单色性高(2)方向性好(3)相干性高(或者亮度高)2.辐射能量交换的三个基本过程是:(1)受激吸收(2)受激发射(3)自发发射3.激光器的三个基本组成部分是:(1)工作物质(2)谐振腔(3)驱动源4.声光调制器的四个组成部分是:(1)声光介质(2)换能器(
4、3)驱动电源(4)吸声和声反射材料5.试举出常见的四大类锁模的方法:•(1)主动锁模(2)被动锁模(3)同步泵浦锁模(4)口锁模6.假设光场能态密度是p(v),粒子从较低能态叭(能量E1)过渡到较高能态(p2(能量E?)的受激吸收几率是(1)B12p(v);粒子从较高能态©(能量E2)过渡到较低能态%(能量E])的受激发射和自发发射几率分别是(2)B2,p(v)和A2jO7.谐振腔中的每一个稳定的驻波就是腔的一个振荡模。每个振荡模有(1)一定的偏振;(2)一定的频率(或者波长);(3)一定的方向。&调Q的基本原理是:在泵浦过程的大部分时间里谐振腔处于(1)低
5、Q值或者高损耗状态,故阈值很高,不能起振,从而在激光上能级的(2)粒子数不断积累,到某一时刻反转粒子数达到最大值,Q值突然(3)增人,建立激光振荡,并输出脉冲激光。8.激光谐振腔的两个主要作用是提供(1)反馈放大和(2)选择模式。8.声光互作用的两种类型是(1)RamanNath型:光波垂直于声波场传播方向;(2)Bragg型:入射光与声场方向的夹角满足布拉格方程。8.碉秋脉冲指的是不同的(1)频率成分按时间序列处于脉冲的不同的部分。而群速度色散补偿元件对碉秋脉冲产生(2)压缩作用。9.采用适当的方法对激光进行腔内调制,当调制周期(1)等于腔内纵模间隔的倒数
6、时,每一纵模都会产生边带与相邻的(2)纵模耦合,从而保持各纵模具有一定的(3)一相位_关系被锁定。三问答与综合题(1,2题必做;3,4,5题选二题)1,2题必做1.如下图脉冲透射式调Q—腔倒空激光器原理图中,偏振器P1和P2的透光轴平行,电光晶体上应加妆还是町电压,为什么?(9分)工作物质偏振器1电光晶体偏振器2调Q激光输出全反镜1V全反镜2解:电光晶体应该加半波电压。当工作物质发射的荧光经过偏振器1和加半波电压的电光晶体时,其偏振方向旋转90度,不通过偏振器2,而由偏振器2全反射至全反射镜2,再市全反射镜2反射回来经过偏振器2反射到电光晶体之后,其偏振旋转
7、9()度,并通过偏振器1至工作物质放大和全反射镜1形成激光振荡。若突然撤消电光品体的半波电压,则放大后经过偏振器1和电光品体的激光,偏振方向不变,而从偏振器2输出调Q激光脉冲。而电光晶体加四分之一波电压时,偏振器1形成的偏振光通过电光晶体后变成圆偏振光,部分透过偏振器2,部分由全反射镜2反射原路返回至电光晶体,再产生90度的相位差,部分不能通过偏振器1,而不能形成激光振荡。2.解释非均匀加宽介质的增益曲线的“烧孔”现象、兰姆凹陷及应用。(9分)解:对于低气压的增益中心频率勺的非均匀加宽介质,在谐振腔某纵模加=*o+匕光子的作用下,速度为匕的那部分激发粒子才产
8、生受激发C射,导致这部分粒子的损耗,即速度为匕的粒子
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