09-10激光原理期末试题b

第 1 页 密 封 线 内 不 答 题 系名_ 班级_ 姓名_ 学号_ 成 都 信 息 工 程 学 院 考 试 试 卷 2009 2010 学年第 2 学期 课程名称：激光原理与激光技术 使用班级：电科、光信息、物理 07 级 试卷形式：开卷 闭卷 试题 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 得分 试题中可能用到的公式： ； ； ； 12()12bEkTnfe231.80JKbK 346.210Jsh70.6DvvMzJnedzJzJ021)( 一、判断题（共 5 分，每题 1 分） 1、 （ ）空间烧孔效应的出现利于激光器单模输出。 2、 （ ）稳定腔高阶横模比基横模具有更大的衍射损耗和光束发散角。 3、 （ ）激光工作物质只有达到了热平衡状态，才能实现受激辐射光放大。 4、 （ ）掺铒光纤激光放大器中，光纤长度越长，激光放大增益不一定越大。 5、 （ ）激光增益系数的饱和与反转集居数饱和无关。 二、名词解释（共 12 分，每题 3 分） 1、 相格 第 2 页 2、光束衍射倍率因子 3、光学多普勒效应 4、轴向空间烧孔效应 第 3 页 系名_ 班级_ 姓名_ 学号_ 密 封 线 内 不 答 题 三、填空题（共 33 分，每空 1 分） 1、损耗的大小是评价谐振腔的一个重要指标，主要有如下四种： 、 、 、 。 2、根据共轴球面腔稳定性条件可将谐振腔划分为： 、 、 ，由此稳定条件性判断：对称共焦腔 为 ，平凸腔为 ，平凹腔为 。 3、根据引起加宽的物理因素对每个原子的作用可将谱线加宽分为： 、 和 。其中碰撞加 宽属于 ，具有 线型，而多普勒加宽属于 ，具有 线型。 4、与四能级系统相比，三能级系统的阈值能量更 ，阈值受光腔损耗的 影响更 。 5、单纵模激光器由于自发辐射的影响存在线宽极限，通过 、 、 都可使线宽变窄。 6、激光 Q 调制技术是为了获得高的峰值功率和窄脉冲输出，常用的 Q 调制 方法有： 、 、 、 第 4 页 。 7、为了实现单横模输出，常用的模式选择方法主要有 、 、 、 。 8、均匀加宽激光器在理想情况下，由于 作用，可以实现单纵模输出。但实际上，当 激发强时，由于 ，如不采取措施，将输出多纵模。 9、调 Q 和锁模两技术相比，能输出更短激光脉冲宽度和更高激光峰值功率 的是 技术。 四、简答与推证题（共 20 分） 1、试用均匀平面波模型推导出平行平面腔的谐振频率和纵模间距。 （7 分） 2、非稳腔的近似基模是什么？其相比于稳定腔的优势何在？（6 分） 第 5 页 系名_ 班级_ 姓名_ 学号_ 密 封 线 内 不 答 题 3、试给出四能级系统的能级跃迁示意图并做标注和简要说明。 （7 分） 第 6 页 五、计算题（共 30 分） 1、设一对激光能级为 和 （ ） ，相应的频率为 ，能级上的粒子数1E221fv 密度分别为 和 ，求： （10 分）2n (1) 当 ， 时，30MHz30KT?12n (2) 当 ， 时，1m (3) 当 ， 时，温度 （ ）1.02n?30.2l 第 7 页 系名_ 班级_ 姓名_ 学号_ 密 封 线 内 不 答 题 2、在激光出现以前， 低气压放电灯是很好的单色光源。如果忽略自然加86Kr 宽和碰撞加宽，试估算在温度 下它的 谱线的相干长度是多少，7605.7nm 并与一个单色性 的氦氖激光器比较。 （10 分）810 第 8 页 3、证明激光脉