激光原理与技术期末考试卷(2007-09).pdfVIP

士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已，不亦远乎?——《论语》

1．基本概念题(选做5小题，每小题5分)[25]

1.1激光器一般包括哪三个基本单元？各单元的主要作用是什么？

1.2试辨析激光振荡器、激光放大器和激光器的区别

1.3激光器的主要泵浦方式有哪些？各举一典型激光器实例。

1.4激光具有哪些基本特性？试举3个应用实例，并说明各自应用了激光的哪

方面特性。

1.5何谓烧孔效应？何谓兰姆凹陷？

1.6何谓有源腔和无源腔？如何理解激光线宽极限和频率牵引效应？

1.7在粒子反转数密度Δn大于0时，在激光腔中一定能产生自激振荡吗?为什

么？

2.综合思考题(选做2小题，每小题15分)[30]

2.1何谓介质的吸收截面？现有红宝石样品一块，试设计一实验方案测量该样

品的吸收截面，列出实验所需的设备和元器件。

2.2选模复合腔如图所示，M1、M2、M3为全反镜，M4为部分反射镜。(1)试分析

其选模原理和条件；(2)如腔内增益介质振荡线宽为νosc,为了获得单纵模

输出，l1、l2应如何选择？

2.3(1)三能级系统和四能级系统的主要区别是什么？简要说明它们在实现粒子

数反转过程中的特点；(2)试列出二能级系统的速率方程组（设能级简并度

f1=f2）。(3)分析二能级系统能否实现粒子数反转。

3.计算题(选做3小题，每小题15分)[45]

3.1Whatwouldbetheoutputintensityofahelium-neonlaseroperatingat632.8nm

ifit

hasasmall-signalgainof0.15/m?Thelaserhastwomirrorsofreflectivity99.99%

and98%,again-mediumlengthof0.2m,andessentiallynoscatteringlosses.

士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已，不亦远乎?——《论语》

3.2ANd:YVO4laseroperatinginapulsedmodeat1.06μmisplacedinacavitywith

mirrorsof95%ateachendofthelaser.Thescatteringlossesaredeterminedtobe

0.4%perpass.Ifthelaserproducesoutputpulsesof200-μsdurationinabeamof

diameter6mmandifthesmall-signalgainismeasuredtobe20%perpass,what

wouldbetheenergyofthepulsesemergingfromthelaser?

3.3Nd3+ionsaredopedintoYAGata1%atomicconcentration,whichcorrespondsto

a

densityofNdatomsof1.38×1026percubicmeterinthelaserrod.Ifallofthese

atomswereinstantlypumpedtotheupperlaserlevelandthenbegantoradiate,what

wouldbetheradiatedenergypercubicmeterandtheaveragepower