《激光原理和技术》习题一.doc

PAGE  PAGE 19 《激光原理与技术》习题一 班级 序号 姓名 等级 一、选择题 1、波数也常用作能量的单位，波数与能量之间的换算关系为1cm-1 = eV。 （A）1.24×10-7 (B) 1.24×10-6 (C) 1.24×10-5 (D) 1.24×10-4 2、若掺Er光纤激光器的中心波长为波长为1.530μm，则产生该波长的两能级之间的能量间隔约为 cm-1。 （A）6000 (B) 6500 (C) 7000 (D) 10000 3、波长为λ=632.8nm的He-Ne激光器，谱线线宽为Δν=1.7×109Hz。谐振腔长度为50cm。假设该腔被半径为2a=3mm的圆柱面所封闭。则激光线宽内的模式数为 个。 （A）6 (B) 100 (C) 10000 (D) 1.2×109 4、属于同一状态的光子或同一模式的光波是 . (A) 相干的 (B) 部分相干的 (C) 不相干的 (D) 非简并的 二、填空题 1、光子学是一门关于 、 、 光子的科学。 2、光子具有自旋，并且其自旋量子数为整数，大量光子的集合，服从 统计分布。 3、设掺Er磷酸盐玻璃中，Er离子在激光上能级上的寿命为10ms，则其谱线宽度为 。 三、计算与证明题 1．中心频率为5×108MHz的某光源，相干长度为1m，求此光源的单色性参数及线宽。 2．某光源面积为10cm2，波长为500nm，求距光源0.5m处的相干面积。 3．证明每个模式上的平均光子数为。 《激光原理与技术》习题二 班级 姓名 等级 一、选择题 1、在某个实验中，光功率计测得光信号的功率为-30dBm，等于 W。 （A）1×10-6 (B) 1×10-3 (C) 30 (D) -30 2、激光器一般工作在 状态. (A) 阈值附近 (B) 小信号 (C) 大信号 (D) 任何状态 二、填空题 1、如果激光器在输出1W连续功率，则每秒从激光上能级向下能级跃迁的粒子数是 。 2、一束光通过长度为1m的均匀激励的工作物质。如果出射光强是入射光强的两倍，则该物质的增益系数为 。 三、问答题 1、以激光笔为例，说明激光器的基本组成。 2、简要说明激光的产生过程。 3、简述谐振腔的物理思想。 4、什么是“增益饱和现象”？其产生机理是什么？ 四、计算与证明题 1、设一对激光能级为和(设g1=g2)，相应的频率为(波长为)，能级上的粒子数密度分别为和，求 (a) 当，T=300K时， (b) 当，T=300K时， (c) 当，时，温度T=？ 2、设光振动随时间变化的函数关系为 （v0为光源中心频率）， 试求光强随光频变化的函数关系，并绘出相应曲线。 《激光原理与技术》习题三 光线传输的矩阵描述 班级 姓名 得分 一、选择题 1．如选取透镜的两个焦平面作为入射面和出射面，透镜焦距为f，该光学系统的传输矩阵为 。 （A） （B） （C） （D） 2．如某光学系统的两个参考平面为一对物-像共轭平面，则该光学系统的ABCD变换矩阵四个元素中，必有 。 （A） A=0 （B） B=0 （C） C=0 （D） D=0 二、填空题 1．当光线顺序通过变换矩阵分别为T1,T2,…,Tm的m个光学元件组成的光学系统时，前一元件的出射光线作为后一元件的入射光线，分别以第一个元件的入射面和最后一个面的出射面为参考平面，此光学系统的传输矩阵为 。 2．反演对称光学系统对光线的变换作用与光学系统的使用方向无关，这样，反演对称光学系统的正向变换矩阵与反向变换矩阵 。 3．反演对称光学系统变换矩阵的对角元素相等，且对应的行列式的值为 。 三、计算题 1.焦距为10cm的正透镜与焦距为1