《激光原理与技术》题集.docxVIP

《激光原理与技术》题集

一、选择题（每题2分，共20分）

激光的英文名称是：

A.LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation

B.LinearAcceleratorBeam

C.LargeAreaBeamEmitter

D.LowAmplitudeBeam

下列哪项不是激光器的基本组成部分？

A.激光工作物质

B.激励源

C.光学谐振腔

D.光学滤镜

激光产生的三个基本条件不包括：

A.实现粒子数反转

B.存在光学谐振腔

C.满足阈值条件

D.有强大的磁场

在激光技术中，调Q技术主要用于：

A.提高激光功率

B.压缩激光脉宽

C.扩大激光光斑

D.改变激光颜色

下列哪种激光器不属于气体激光器？

A.He-Ne激光器

B.CO2激光器

C.Nd:YAG激光器

D.Ar离子激光器

激光器的阈值条件是指：

A.激光工作物质开始发光的最低能量

B.激光工作物质达到最大发光强度的能量

C.激光工作物质开始产生激光的最低泵浦功率

D.激光工作物质温度达到熔点的能量

激光测距主要利用了激光的哪一特性？

A.单色性好

B.方向性强

C.亮度高

D.相干性好

在激光加工中，激光切割主要利用激光的：

A.热效应

B.光电效应

C.磁效应

D.化学效应

激光通信相比于微波通信的优势是：

A.传输距离更远

B.传输速度更快

C.抗干扰能力更强

D.所有以上选项

全息照相技术主要利用了激光的：

A.高能量特性

B.相干性好的特性

C.方向性好的特性

D.单色性好的特性

二、填空题（每题2分，共20分）

激光器的核心部件是______，它决定了激光器的输出波长。

在激光产生过程中，实现粒子数反转是通过______手段来实现的。

激光器的输出光束质量通常由______来描述。

激光脉冲的持续时间越短，其峰值功率就______。

固体激光器的工作物质通常是掺杂有激活离子的______晶体。

光纤激光器的主要优点是______和______。

在激光雷达系统中，激光的主要作用是______和______。

激光焊接相比传统焊接方式，其优点是焊接速度快、热影响区小和______。

激光冷却技术中，常用的冷却介质是______。

量子阱激光器是一种具有______结构的半导体激光器。

三、名词解释题（每题4分，共12分）

解释“粒子数反转”的含义。

简述“光学谐振腔”的作用。

什么是“调Q技术”？

四、解答题（每题6分，共18分）

阐述激光器的基本工作原理。

说明激光在医疗领域的应用及其优势。

分析激光通信系统的基本组成及其工作过程。

五、计算题（每题8分，共24分）

假设一个Nd:YAG激光器的输出功率为100W，波长为1064nm，求其每秒发射的光子数。

一束激光在真空中传播，其波长为632.8nm，求该激光的频率。

若用功率为2kW的CO2激光器对钢材进行切割，切割效率为80%，求1分钟内激光切割所做的功。

六、案例分析题（每题6分，共18分）

分析一种常见的激光加工技术（如激光切割、激光焊接或激光打孔），说明其工作原理及应用领域。

讨论激光在军事领域的应用，并分析其优势和局限性。

描述一种激光医疗技术，并解释其治疗原理及临床效果。

《激光原理与技术》题集答案

一、选择题答案

A

D

D

B

C

C

B

A

D

B

二、填空题答案

激光工作物质

泵浦（或激发）

光束质量因子（M2）

越高

透明

结构紧凑、光束质量好

探测目标、测距

焊缝质量高

液氮（或其他低温液体）

量子阱

三、名词解释题答案

“粒子数反转”是指激光工作物质中高能级的粒子数多于低能级的粒子数，这是激光产生的必要条件之一。通过外部泵浦源的作用，使得处于高能级的粒子数增多，从而实现粒子数反转。

“光学谐振腔”是激光器中的重要组成部分，其作用主要有两个：一是提供光学正反馈，使得激光工作物质中产生的光在腔内多次往返，不断增强；二是选择特定频率和方向的光进行放大，从而保证激光器输出的光束具有高度的单色性和方向性。

“调Q技术”是一种通过改变激光器的Q值（品质因数）来控制激光输出的技术。在激光器工作时，先通过某种方法降低谐振腔的Q值，抑制激光振荡的产生，使得激光工作物质上能级反转粒子数大量积累；然后突然增大谐振腔的Q值，使得激光振荡迅速建立起来，从而输出高峰值功率的激光脉冲。

四、解答题答案

激光器的基本工作原理是利用外部泵浦源将激光工作物质中的粒子泵浦到高能级，实现粒子数反转；然后通过光学谐振腔提供光学正反馈和选择作用，使得特定频率和方向的光得到放大并输出。具体来说，当激光工作物质中的高能级粒子数多于低能级粒子数时，受激辐射过程将占据主导地位