激光原理--复习课(4).ppt

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1、6、掺钕钇铝石榴石（Nd3+:YAG）激光器常用输出激光波长是：（A）A）1060nm；B）550nm；C）10600nm；7、与普通光源比较，激光具有如下特点：（B）A）方向性、单色性和相干性；B）方向性、相干性和高亮度；C）单色性、相干性和高亮度；8、固体激光器工作物质的线型展宽机制主要是：（A）A）均匀展宽；B）非均匀展宽；C）碰撞展宽；9、下列机制属于均匀增宽型物质机制是（A）A）自然展宽和碰撞展宽；B）自然展宽和缺陷展宽；C）自然展宽盒多普勒展宽；一、选择题（二）10、激光器输出的纵模频率主要决定因素是：（

2、C）A）激光介质的荧光谱线；B）激光器腔长；C）A和B11、激光器工作物质缺陷造成的展宽机制主要是：（B）A）均匀展宽；B）非均匀展宽；C）碰撞展宽；12、激光器产生稳定激光输出的条件之一是：（B）A）实现粒子数反转；B）激光物质的增益系数大于激光器的总体损耗阈值；C）有小激光输入；13、短焦距凸透镜对高斯激光束的作用为：（A）A）会聚作用；B）发散作用；C）准直作用；14、激光共心腔是：（B）A）稳定腔；B）临界腔；C）非稳腔；一、选择题（三）1、激光器主要由工作物质、谐振腔、激励能源三个部份组成。2、光与物质相互

3、作用的三个主要过程是自发辐射、吸收和受激发射。3、光波在谐振腔内的主要损耗包括衍射损耗、散射损耗和杂质吸收损耗。4、激光器驻波腔内光场沿轴向的分布叫纵模，其指数q决定了驻波的波腹数，通过它可以算出激光的频率，驻波腔内光场沿轴向横切面的分布叫横模，其指数m,n决定了沿轴向横切面驻波的波节数，通过它们可以算出激光的传播方向。5、激光器振荡的阈值条件是增益大于损耗。6、实验上只要由测定了工作谱线的中心波长和线宽，其线型函数就被唯一确定。对于工作物质来说，均匀加宽的特点是原子群内每一个原子所发出的光对谱线内所有的频率都有贡献

4、，所有原子的线型函数都是相同的，而非均匀内加宽的特点是不同的原子群有不同的线型函数，而总的线型函数是它们的包络曲线。二、填空题（一）7、饱和效应的存在使激光工作的反转粒子数N随激光光强I的增加而减少。8、四能级激光器的四个能级分别泵浦能级、激光高能级、激光低能级和基态能级。9、从稳定性的角度，可把光学谐振腔分为稳定腔、非稳腔和临界腔三种。10、单纵模激光束的理论线宽是自发辐射的存在引起的。11、按照工作物质原子对发光的贡献的不同，压力加宽的荧光线型函数属均匀加宽，多普勒加宽的荧光线型函数属非均匀加宽。12、三能级激光

5、器的三个能级分别为泵浦能级、激光高能级和激光低能级（基态能级）。13、设在没有锁模前激光腔内有2N＋1个模式，则锁模后脉冲的光强可以增大到原来的2N＋1倍。二、填空题（二）三、简答题（一）1、简述受激辐射与自发辐射的相同点和不同点。2、在He-Ne气体激光器中，激光工作物质是Ne原子，请说明为何加入He原子？3、简述在CO2激光器中加入N2和He的作用。4、均匀增宽型介质激光器谐振腔内能同时振荡的纵模数主要由谐振腔长以及激光工作物质的荧光谱线决定，简述其理由。5、简述非均匀型介质激光器增益曲线上出现“烧孔”效应的原理

6、。6、激光器输出激光的频率一般会出现漂移，简述引起激光器漂移的主要因素。相同点：跃迁时都以光的形式释放能量；不同点：自发辐射式随机的，发射的光子没有确定的方向性，各光子之间没有相同的偏振性，也没有固定的相位关系，而受激辐射发射的光子与激发光子具有相同的传播和偏振方向，并且具有固定的相位关系。He原子容易被高速电子激发到高能级，而处于高能级的He原子很容易与Ne原子发生共振能量转移从而将能量耦合给Ne原子，有助激光产生N2：提高激发转换效率；He：有效传热；纵模频率间隔为△vq=c/(2μL),谐振腔内可以同时振荡的纵

7、模数由△vF/△vq决定。如图所示：在频率为v1、强度为I的光波作用下，可以计算出介质的增益系数:在非均匀增宽型介质中，频率为v1、强度为I的光波只在附近宽度约为的范围内有增益饱和作用，如图下图所示。根据激光纵模频率与谐振腔长的关系，温度变化引起的热胀冷缩从而引起激光谐振腔长的变换，从而引起激光器输出频率的漂移；另外一个重要因素是温度以及湿度的变化会引起激光工作物质折射率的变化，从而引起激光器谐振腔的光学长度的改变，并引起激光频率的漂移。三、简答题（二）7、为何均匀增宽型介质中存在模式竞争，而非均匀增宽型介质中却没有

8、模式竞争？8、兰姆凹陷法稳频与饱和吸收法稳频是常用的两种激光器稳频方法，二者原理有何不同？9、简述高斯激光束经过透镜变换后的特性变化。10、简述激光锁模技术的原理。11、简述声光调Q的原理。12、简述激光纵模和横模概念的涵义及其二者的区别。在均匀增宽介质中，任何频率的纵模激光受激辐射消耗的反转粒子数对所有纵模都是一样的，随着谐振腔能激光振荡的加