激光原理及应用试卷.pdf

激光原理及应用 激光原理及应用 激激光光原原理理及及应应用用 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E平均寿命τ的关系为（ B ） 2 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．激光器的基本结构包括三部分，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的范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，则可分 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。已知 ＝6328Å，1/f(ν) 9 ＝10 Hz， ＝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,R＝3m求它的等价共焦腔腔长，并画出它的位置。2 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