工业大学激光原理及应用期末考试试卷2及答案

工业大学考试试卷(A)课程名称:激光原理与技术试卷满分100分考试时间:2007年6月18日(第16周星期一)一、选择题（每题3分，共30分）1.世界上第一台激光器是（）(A)氦氖激光器．(B)二氧化碳激光器．(C)钕玻璃激光器．(D)红宝石激光器．(E)砷化镓结型激光器．2.按照原子的量子理论，原子可以通过自发辐射和受激辐射的方式发光，它们所产生的光的特点是：（）(A)两个原子自发辐射的同频率的光是相干的，原子受激辐射的光与入射光是不相干的．(B)两个原子自发辐射的同频率的光是不相干的，原子受激辐射的光与入射光是相干的．(C)两个原子自发辐射的同频率的光是不相干的，原子受激辐射的光与入射光是不相干的．(D)两个原子自发辐射的同频率的光是相干的，原子受激辐射的光与入射光是相干的．3．氦-氖激光器属于典型的（）系统（A）二能级（B）三能级（C）四能级（D）多能级4．体积，线宽，中心波长60nm，模式数目为（）5．多普勒加宽发生在（）介质中（A）固体（B）液体（C）气体（D）等离子体6．半共心腔在稳定图上的坐标为（）（A）（-1，-1）（B）（0，0）（C）（1，1）（D）（0，1）7．对于均匀增宽介质，中心频率处小信号增益系数为，当时，饱和显著，非小信号中心频率增益系数为：（）（A）（B）（C）（D）8．.一平凹腔,其凹面镜的半径R等于腔长L,它是()（A）稳定腔（B）临界腔（C）非稳腔9.能够完善解释黑体辐射实验曲线的是()（A）瑞利-金斯公式（B）维恩公式（C）普朗克公式（D）爱因斯坦公式10.腔长为0.5米,μ=1.5,纵模间隔为()（A）（B）（C）（D）二、填空题（共20分）1.稳定腔的一块反射镜的曲率半径R1＝4L，求另一面镜的曲率半径取值范围。(5分)2.一共焦腔(对称)L＝0.40m，λ＝0.6328m，束腰半径，离腰56cm处的光束有效截面半径为。(5分)3.下图是红宝石的能级结构和跃迁示意图。请说明图中以下符号的意义，(每空2分，共10分)①W13、②W21③E2、④E1、⑤A21。三、计算题（共40分）1．（12分）(1)一质地均匀的材料对光的吸收为0.01mm-1、光通过10cm长的该材料后，出射光强为入射光强的百分之几?(2)—光束通过长度为1m的均匀激活的工作物质，如果出射光强是入射光强的两倍，试求该物质的增益系数。2．（14分）试从式出发，证明用最佳透射率表示的非均匀增宽激光器的最佳输出功率为：3．（14分）考虑一用于氩离子激光器的稳定球面腔，波长λ＝0.5145m，腔长L＝1m，腔镜曲率半径R1=1.5m，R2=4m。试计算光腰尺寸和位置及焦参数。四、简答题（10分）1．连续激光器稳定工作时的增益系数是否会随泵浦功率的提高而增加？为什么？工业大学试卷参考答案及评分标准()课程名称:激光原理与技术。考试时间:2007年6月18日(第16周星期一)一、单项选择题（每题3分，共30分）1（D）、2（B）、3（C）、4（C）、5（C）6（D）、7（C）、8（B）、9（C）、10（B）二、填空题（20分）1．（5分）20.6mm（5分3.（每空2分，共10分）①受激吸收几率(激励几率)②受激发射几率③激光上能级、④基态能级,又是激光下能级,也是抽运能级、⑤自发发射几率三、计算题（共40分）解：（1）（12分）∵（2分）∴（3分）（2）（2分）（2分）（3分）2．（14分）证明：由，等式两边对t求导，并令其为零（3分）得：（3分）整理上式可得：，即：（3分）式中t即为最佳透射率tm，则最佳输出功率（2分）（3分）3（14分）解：（1）束腰半径（3分）（2）束腰位置m；（2分）（3）两镜面上的光斑尺寸分别为：（3分）（3分）（4）焦参数（3分）四、简答题（10分）1．答：不会（2分）因为连续激光器稳定时增益系数为，G0为小信号增益系数，I为腔内光强，Is为饱和光强。