激光原理与应用 考试时间:第 18 周星期 五 < 2007年1 月 5日> 一单项选择〔30分〕 1．自发辐射爱因斯坦系数与激发态E2平均τ的关系为〔 B 〕 2．爱因斯坦系数A21和B21之间的关系为〔 C 〕 3．自然增宽谱线为〔 C 〕 〔A〕高斯线型〔B〕抛物线型〔C〕洛仑兹线型〔D〕双曲线型 4．对称共焦腔在稳定图上的坐标为〔 B 〕 〔A〕〔-1,-1〕〔B〕〔0,0〕〔C〕〔1,1〕〔D〕〔0,1〕 5．阈值条件是形成激光的〔 C 〕 〔A〕充分条件〔B〕必要条件〔C〕充分必要条件〔D〕不确定 6．谐振腔的纵模间隔为〔 B 〕 7．对称共焦腔基模的远场发散角为〔 C 〕 8．谐振腔的品质因数Q衡量腔的〔 C 〕 〔A〕质量优劣〔B〕稳定性〔C〕储存信号的能力〔D〕抗干扰性 9．锁模激光器通常可获得〔 A 〕量级短脉冲 10．YAG激光器是典型的〔 C 〕系统 〔A〕二能级〔B〕三能级〔C〕四能级〔D〕多能级 二填空〔20分〕 1.任何一个共焦腔与等价, 而任何一个满足稳定条件的球面腔地等价于一个共焦腔.<4分> 2 .光子简并度指光子处于、 、、.〔4分〕 3．激光器的根本结构包括三局部,即、 和.〔3分〕 4．影响腔内电磁场能量分布的因素有、 、.〔3分〕 5．有一个谐振腔,腔长L=1m,在1500MHｚ的X围内所包含的纵模个数为 个.〔2分〕 6．目前世界上激光器有数百种之多,如果按其工作物质的不同来划分,如此可分为四大类,它们分别是、、 和.〔4分〕 三、计算题〔 42分〕 1．〔8分〕求He-Ne激光的阈值反转粒子数密度.＝6328Å,1/f<>109Hz,＝1,设总损耗率为,相当于每一反射镜的等效反射率R＝l－L＝＝98.33％,＝10—7s,腔长L＝0.1m. 2．〔12分〕稳定双凹球面腔腔长L＝1m,两个反射镜的曲率半径大小分别为R1＝1.5m,R2＝3m求它的等价共焦腔腔长,并画出它的位置. . 3．〔12分〕从镜面上的光斑大小来分析,当它超过镜子的线度时,这样的横模就不可能存在.试估算在L＝30cm, 2a=0.2cm 的He-Ne激光方形镜共焦腔中所可能出现的最高阶横模的阶次是多大？ 4．4．〔10分〕某高斯光束的腰斑半径光波长.求与腰斑相距z=30cm处的光斑与等相位面曲率半径. 四、论述题〔8分〕 1．〔8分〕试画图并文字表示模式竞争过程 . 激光原理与应用〔A〕卷 答案与评分标准： 一、〔30分〕 BCCBCBCCAC 二、〔20分〕 1. .无穷多个稳定球面腔 <2分> 唯一 <2分> 2.处于一个光子态的平均光子数 <1分> 处于同一模式的光子数<1分> 相干体积内偏振一样的光子数 <1分> 处于同一相格中的偏振一样的光子数 <1分> 3．工作物质、激励能源、光学谐振腔〔3分〕 4．<1分> 激活介质的光放大作用<1分> 腔镜反射不完全介质吸收 <1分> 衍射损耗 5．10〔2分〕 6．固体激光器、气体激光器、液体激光器、半导体激光器〔4分〕 三〔42分〕 1〔8分〕 822a总n阈＝2 (3分）cf()1R82L (2分）2f()0.016781070.1109 (2分）62(0.632810)1531.04810/m (1分）解； 2〔12分〕 解：假设所要求的等价共焦腔的共焦参数为f,以等价共焦腔中点为z坐标的原点,M1,M2两镜的z坐标为z1和z2,有 L(R2L) （1分）(LR1)(LR2)LR1L （1分）LR1LR2 L(R1L)R2LR1R2L (2分）2LR1LR2 z1z2f2 . 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/b0ed2fcb6194dd88d0d233d4b14e852458fb390e.html