电信激光原理期末填空题库

1 光的基本属性是 波粒二象性 光粒子性的典型现象有 光电效应 光波动性的典型现象有 干涉 衍射 偏振 39 He Ne 激光器的工作气体是 Ne 和 Ne 原子 辅助气体是 He 原子 Ne 原 子 He 原子 4 要形成稳定的激光输出还必须满足的充分条件为 粒子数反转 光谐振腔 5 在激光器中 光学谐振腔的作用是 模式选择 和 提供轴向光波模的反 馈及保证激光器的单模振荡 6 激光器的损耗分为 内部损耗 和 镜面损耗 两类 7 光和物质相互作用的三个过程分别为 自发辐射 受激辐射 受激吸收 8 红宝石激光器属于 3 能级系统 9 产生激光的必要条件是 粒子数反转 和 光谐振腔 15 所谓高斯光束的准直 目的是 改善光束的方向性 压缩光束的发散角 16 固体激光器的泵浦光源应当满足两个基本条件 有很高的发光效率 辐射光的光谱特性应与激光工作物质的吸收光谱相匹配 12 激光器的稳频可分为 主动稳频和被动稳频 两类 13 红宝石激光器的中心波长分别为 0 6943 m 0 6929 m 14 全息图的拍摄基于光波的 干涉原理 全息图的再现基于光波的衍射原理 干涉原理 衍射原理 10 YAG 激光器属于 4 能级系统 11 按照引起谱线增宽的原因不同 谱线增宽的类型可分为 自然增宽 碰撞增 宽 多普勒增宽 33 小信号增益系数是指 光强远小于饱和光强时 光通过单位长度及激活 0 G 物质后光强增长的百分比 增益饱和效应是指 增益系数 G 随 z 增加而减小 受激放大过程变慢 最终减小到等于固有吸收系数时 光强会趋于一个稳定值 的现象 32 纵模是 纵向电磁场 稳定分布 横模是 横向电磁场 稳定分布 33 圆形球面镜共焦腔自再现模积分方程精确解析解中的本征函数为 超椭圆函数 近似解中的本征函数为 拉盖尔高斯函数 44 光波长 3 14 m 的高斯光束在某点处 q 参数为 q 1 2i m 则此处的等相位面曲率半径 R 及光斑半径 w 分别为 30 写出爱因斯坦系数 A21 B21 B12间的关系式 B12f1 B21f2 A21 B21 8Pihv3 c3 20 二氧化碳 CO2 激光器是以 CO2气体分子 作为工作物质的气体激光器 21 普通 CO2激光器在工作时 影响输出功率的主要因素是它的 放电特性和 温度效应 27 方形球面镜共焦腔自再现模积分方程解的模表征腔镜面上光波场的 光 斑半径 幅角表征腔镜面上光波场的 相位分布 48 5 激光谐振腔长为 L 18cm 小信号增益系数为 G0 10 3 1 mm 单程损耗率为 0 02 则光往返 1 周以后 光强变为初始光强 倍 24 激光器按其泵浦方式可分为 连续激光器和脉冲激光器 两大类 25 按照激励强弱程度的不同 工作物质可处于三种状态 弱激发状态 反转 激发状态 超阈值激发状态 23 一般情况下 固体激光工作物质的谱线加宽主要是 晶格热振动引起 的均匀 加宽和 晶格缺陷引起 的非均匀加宽 26 符号标记激光的模式 其中 q 为 代表在 Z 轴上出现的节线数为 mnq TEM 纵模 序数 m n 为 代表在截面的 x y 轴方向出现的节线数为横模 序数 29 方形球面镜对称共焦腔所有谐振模式的等相位面曲率半径随其截轴 Z0而变 化 当时 2f L 当 Z0 0 时 无穷大 2 0 L Z 0 ZR 0 ZR 31 均匀加宽激活介质稳态增益 小信号增益曲线增益饱和时 整个增益曲线 下降 但 中心频率 和 增益线宽 不变 34 谐振腔衍射理论实际上是建立在 菲涅耳 基尔霍夫衍射 积分基础上的 35 气体激光器使用气体作为工作物质 激活粒子可以是原子 分子或离子等 如氦氖激光器的激活粒子为氦氖原子 二氧化碳激光器的激活粒子为二氧化碳 分子 开腔模的特征 36 现有一二能级系统 由于自发辐射 在时间内由上能级 E2向下能级 E1跃dt 迁了个粒子 如果各量之间的关系记为 则式中 A21称为 爱 21 dn 21212 dnA n dt 因斯坦自发辐射系数 其物理意义为 单位时间内 发生自发辐射的粒子数密 度占处于 E2 能级总粒子数密度的百分比 1 气体激光器是以气体或蒸气作为工作物质的激光器 由于气体激光器是利用 气体原子 分子或离子的分离能级进行工作的 2 离子激光器是以气态离子的不同激发态之间的激发跃迁进行工作的气体激光 器 Ar 激光器的激活粒子是 Ar 37 工作在可见光和近红外区的气体激光器的频率稳定性主要取决于 谐振腔振 荡频率 的稳定性 对共焦腔的 TEM00q 模来说 谐振频率的公式为 2 c q L 38 基横模选择的实质是 使 TEM00 模达到振荡条件 而使高阶横模的振荡受 到抑制 39 激光器单色性能 10 8 波长6000A 则它的相干时间为 相干长度 为 2 10 7s 60m 40 CO2激光器发出的光子质量为 动量为 h 6 63 10 34J S 2 08 10 37kg 6 25 10 29kg m s 41 激光器腔长45cm 激光介质长度为30cm 折射率1 5 二反射镜的反射率分 别为r1 1 r2 0 98 其它往返损耗率为0 02 则此腔的平均单程损耗率为 无 源腔寿命为 0 02 10 7s 42 如果某洛仑兹线性函数为 s 则常数K s 0 212 0 9 10 K g 1 该线性函数的线宽 MHz 9 55 105s 1 6MHz 45 8 用焦距为2cm 0 4m的二个透镜组成倒望远镜系统 对焦参数f 1m的高 斯光束进行扩束准直 现将入射高斯光束的腰置於离透镜3m处 则扩束倍数为 46 已知对称双凹腔二镜面曲率半径R1 R2 34L L为腔长 则镜面光斑半径是 腰斑半径的 倍 47 在腔长L 1m的对称共焦腔中 所有等相位面曲率半径大小为1 25m的点坐 标有 494 某激活介质的峰值发射截面为10 14m2 谐振腔长L 10cm 单程损耗率 0 01 则阈值反转粒子数密度为 50 2 静止中心频率为 0的发光粒子 以0 2c的速度沿Z方向运动 为使同样沿Z方 向传播的光波能与它发生共振作用 则此光波的频率应为 19 获得单纵模的三种主要方法有 1 短腔