激光原理与技术复习大纲

1、激光原理与技术复习提纲,第一章,自发辐射、受激辐射、受激吸收的物理概念； 二能级系统粒子数密度变化的速率方程（相关公式）； 三种光场与物质相互作用过程的爱因斯坦系数之间的相互关系（相关公式）； 产生激光的必要条件； 自激振荡产生的过程； 增益系数的定义（相关公式）；,第二章,基本光学元件的光线传输矩阵；(表2.1前六种) 复杂光学系统光线传输矩阵的计算方法； 双周期透镜波导的光线稳定条件；（相关公式） 基模高斯光束的基本表达式；（37页相关公式） 基模高斯光束的性质，光斑半径变化规律、远场发散角、等相位面曲率半径变化规律、瑞利长度、横向平面上能量分布规律等；（相关公式）,第二章,高阶高斯光束横

2、向平面上的光强分布； 高斯光束的传输变换、ABCD法则；（q参数、ABCD法则相关公式） 高斯光束的聚焦、准直、匹配和自再现变换；（相关公式会推导或记忆）,第三章,光学谐振腔的稳定性条件；（相关公式） 稳区图； 光学谐振腔的分类； 光学谐振腔中的纵模与横模； 光学谐振腔的纵模间隔与纵模存在条件；（相关公式）,第三章,光学谐振腔中自再现模式的衍射积分分析方法； 平平腔的Fox-Li迭代法； 平平腔自再现模式的特点；,第三章,方形镜对称共焦腔的自再现模式，其基横模的基本公式、镜面上的光斑半径、等相位面等特性；（相关公式） 方形镜共焦腔自再现模式的厄米高斯分布特征； 圆形镜共焦腔自再现模式的拉盖尔高

3、斯分布特征；,第三章,一般稳定球面腔与对称共焦腔的等价性； 求解一般稳定球面腔对应的对称共焦腔；（相关公式会推导或记忆） 非稳腔的轴上共轭像点、几何自再现波形； 共焦非稳腔的特点、设计方法； 非稳腔的几何放大率和能量损耗率；（相关公式）,第四章,自然加宽、碰撞加宽的产生机理以及均匀加宽的特性； 均匀加宽的线型函数；（相关公式） 多普勒加宽的产生机理以及非均匀加宽特性； 三能级、四能级系统速率方程；（相关公式）,第五章,增益饱和的物理概念以及其在稳定的激光输出中所起到的作用； 阈值条件、小信号增益系数及小信号粒子反转数的物理概念；小信号粒子反转数的表达式；（相关公式） 增益系数的表达式；（相关公

4、式）,第五章,均匀加宽工作物质中的粒子反转数饱和及增益饱和的特点，增益饱和的表达式（相关公式）； 非均匀加宽工作物质中的粒子反转数饱和及增益饱和的特点； 均匀加宽、非均匀加宽工作物质中的模式竞争；,第五章,连续激光器输出功率； 最佳透过率；（相关公式会推导） 空间烧孔； 兰姆凹陷；,激光技术,电光效应的基本原理； KDP晶体横向应用、纵向应用的系统构成方法，半波电压（相关公式）； 电光调制器的基本原理和使用方法； 声光效应的基本原理； 声光调制器的基本原理和使用方法； 声光相互作用长度、布拉格衍射判据、布拉格衍射效率、布拉格衍射角；（相关公式）,激光技术,调Q的基本原理； PTM方式调Q脉冲脉

5、冲能量、脉冲宽度的计算；（相关公式） PRM方式和PTM方式电光调Q激光器的构成及调Q工作过程； 超阈度的定义及其对调Q输出脉冲的特性的影响；（相关公式）,激光技术,锁模的基本原理； 声光驻波场锁模工作原理，脉冲宽度、纵模个数、峰值功率、声场驱动频率，以及上述参量之间的相互影响关系；（相关公式）； 调Q脉冲和锁模脉冲的特性及其区别；,激光原理与技术,总结分析,17,激光原理与技术,激光器的几乎一切特性以及对激光器采取的技术措施都与增益和损耗特性相关。因此，工作物质的增益特性和光腔的损耗特性是掌握激光原理的主要线索。,激光器的基本思想：光波模式的选择（F_P腔）；光的受激放大辐射（LASER）,

6、Chap01-激光的基本原理,光子简并度的概念？,光场与原子相互作用的三个过程？,实现光放大的条件？,激光器振荡的基本条件？,光学谐振腔的主要作用？,激光的四性？,激光原理部分,增益与损耗的概念？,激光器的基本组成结构？,Chap02-开放式光腔与高斯光束,激光原理部分,开放式谐振腔的分类及判据？,横模和纵模的概念及纵模间隔的表达式？,光学谐振腔的损耗及分类？,菲涅耳数的概念及与谐振腔损耗的关系？,掌握ABCD矩阵对谐振腔分析的方法及常用光学器件的ABCD矩阵？,什么叫自再现模？,方型共焦腔自再现模-厄米-高斯近似,基模高斯光束的数学表达式、各模式的强度花样及振幅分布图,共焦参数、束腰半径、模

7、体积、发散角、等相位面数学表达式,圆型共焦腔自再现模-拉盖尔-高斯近似,各模式的强度花样及振幅分布图,掌握等价共焦腔的概念及变换方法。,q(z)参数的定义及应用。q参数与ABCD矩阵的变换,高斯光束的准直与聚焦特性。,谐振腔内高斯光束的自再现特性及谐振腔稳定性判据。,光束衍射倍率因子。,Chap02-开放式光腔-非稳定腔,23,Chap02-开放式光腔-非稳定腔,掌握虚共焦腔的基本计算！,Chap03-电磁场和物质的共振相互作用,均匀加宽和非均匀加宽区别及线性函数。,三能级结构四能级结构能级示意图+速率方程。,均匀加宽增益饱和现象与非均匀加宽增益饱和现象的区别。,激光器振荡的阈值条件？,模式竞

8、争、兰姆凹陷等概念？,25,Chap03-电磁场和物质的共振相互作用,自发辐射寿命？,光子的寿命？,原子经典简谐振子的数学模型,激光调制的基础,激光调制的技术,调制的基本概念：,掌握调制的种类及起优缺点比较。,电光调制：-电光效应,声光调制：-声光效应,纵向电光效应,横向电光效应,拉曼-奈斯衍射,布拉格衍射,调Q技术：起因、原理、方法,电光调Q技术：PTM， PRMC,声光调Q技术：工作原理,被动调Q技术：工作原理,比较,27,锁模技术：起因、原理、方法,主要理解P135页，锁模脉冲宽度、时间间隔、输出峰值功率等于谱线宽度、纵模间隔之间的关系与数学表达式。,非线性光学技术：倍频技术的基本概念及实现方式,波耦合方程、相位匹配条件，倍频的转换效率、相位匹配的种类,未加电场时在主