激光原理与技术学习通超星期末考试答案章节答案2024年

激光原理与技术学习通超星期末考试章节答案2024年处于热平衡状态原子体系，无外界激励常温下，光进入物质时总是受到衰减。

答案:对激光的四性本质上归结为：激光具有很高的光子简并度。

答案:对热平衡状态下可以实现集居数反转。

答案:错激光腔有模式选择的作用。

答案:对集居数反转分布为实现光放大的必要条件。

答案:对自发辐射和受激辐射的跃迁选择定则一定相同。

答案:对增益系数没有单位。

答案:错产生激光的基本物理过程是受激辐射。

答案:对实现集居数反转，一定就能实现激光振荡。

答案:错激光产生的内因是具有光学谐振腔。

答案:错下列哪个物理量不仅与原子的性质有关，还与场的性质有关？

答案:受激吸收跃迁几率自发辐射爱因斯坦系数A21与激发态E2平均寿命τs的关系为（

）

答案:A21=1/τs氢原子3p态的简并度为（

）

答案:6以下说法不正确的是（

）

答案:光学谐振腔是实现激光振荡的充分条件热平衡状态下各能级粒子数服从（

）

答案:玻尔兹曼分布原子最低的能量状态叫什么？

答案:基态以下说法正确的是（

）

答案:集居数反转分布时，处于低能级上的粒子数少于高能级上的粒子数下列说法错误的是（

）

答案:非辐射跃迁过程一定没有能量变化当光线顺序通过变换矩阵分别为T1,T2,…,Tm的m个光学元件组成的光学系统时，此光学系统的传输矩阵为

。

答案:TmTm-1…T2T1对称共焦腔和半共心腔在稳区图上的坐标为(

)

答案:(0,0);(1,0)稳定谐振腔是指（

）

答案:任一傍轴光线在谐振腔内往返无穷多次不会逸出腔外以下说法正确的是：(

)

答案:对称共焦腔是稳定腔，平行平面腔是临界腔今有一球面腔，R1=1m，R2=2m，L=6m，则该球面腔为（

）

答案:非稳腔今有一球面腔，R1=1.5m，R2=-1m,L=80cm。关于g参数、等价共焦腔的具体位置（单位m）和此球面腔（M1、M2）的位置（单位m），以下说法正确的是：

答案:g1=0.467，g2=1.8；（-0.5，0.5）；（-1.3，-0.5）关于谐振腔的等价，下列说法中错误的是

答案:两个等价谐振腔的谐振频率不相同为了增大光源的空间相干性，下列说法错误的是：（

）

答案:

靠近光源一光束通过长度为1m的均匀激励的工作物质，如果出射光强是入射光强的两倍，试求该物质的增益系数

答案:

0.69/m氢原子基态能量为E1=-13.6eV，第一激发态能量为E2=-3.4eV，t=20°C，则能级粒子数N2/N1可能为（）

答案:0以下说法不正确的是：（

）

答案:

激光器维持稳定的振荡时，Im不但与放大器本身的参数有关，还与初始光强有关激光的空间相干性和方向性都与什么相联系

答案:横模结构自再现模的谐振条件

答案:自再现模在腔内往返一次的相移为2π的整数倍，此即为模的谐振条件。非稳腔和稳定腔的区别是什么？举例说明哪些是非稳腔？

答案:答：(1)稳定腔中傍轴光线能在腔内往返任意多次而不致横向溢出腔外；而非稳腔中傍轴光线在腔内经过有限次往返后必然从侧面溢出腔外。(2)非稳腔类型所有双凸腔；所有平-凸腔；凹面镜曲率半径小于腔长的平-凹腔；什么是自再现模？

答案:开腔镜面上，经过足够多次往返后，能形成这样一种稳恒场，其分布不再受衍射的影响，在腔内往返一次能够再现出发时的场分布。这种稳恒场经一次往返后，唯一可能的变化是，镜面上各点的场分布按同样的比例衰减，各点的相位发生同样大小的滞后。把这种开腔镜面上的经一次往返能再现的稳恒场分布称为开腔的自再现模。求解菲涅尔-基尔霍夫衍射积分方程得到的本征函数和本征值各代表什么?

答案:答：本征函数:描述腔的一个自再现模式或横模。其模描述镜面上场的振幅分布，幅角描述镜面上场的相位分布。本征值值：表示自再现模在渡越一次时的幅值衰减和相位滞后。其模值量度自再现模在腔内往返一次的功率损耗，幅角量度自再现模的单程相移，从而也决定模的谐振频率。光腔的损耗主要有

、

、

和材料中的非激活吸收、散射、插入物损耗。

答案:几何偏折损耗；;衍射损耗；;腔镜反射不完全引起的损耗设某激光器谐振腔长50cm，反射镜面半径为2cm，光波波长为800nm，则此腔的菲涅耳数为

。

答案:1000设激光器谐振腔两反射镜的反射率为r1=r2=0.98，腔长L=90cm，不计其它损耗，则腔内光子的平均寿命为

。设v=5×1014Hz（即630nm），则激光腔的Q值为

。

答案:150ns；;4.71×108设某固体激光器谐振腔长50cm，固体激光介质棒长30cm，其折射率为1.5，其本征纵模的频率间隔为

。

答案:2.31×108Hz激光腔镜的衍射效应起着“筛子”的作用，它将腔内所有可能存在的

筛选出来。

答案:各种自再现模/star3/origin/b1bc4a93ff0bedd75f1be6478963e88e.png

答案:TEM01；TEM02；TEM10腔的品质因数Q值衡量腔的

。

答案:质量优劣对称共焦腔的模式理论证明：每一个横模的单程衍射损耗单值地由腔的

决定。

答案:菲涅耳数/star3/origin/1a532e8908f8853b4b14233c20a8c45a.png

答案:TEM20；TEM11；TEM21方形镜共焦腔积分方程的本征函数的模决定

，基模的振幅是

分布，幅角决定

，在近轴区，共焦场的等相位面近似为

。

答案:振幅分布；;高斯型；;相位分布；;球面平行平面腔是历史上最早被采用的谐振腔，Fox-Li首先提出用

法进行数值计算求得自再现模积分方程的数值解。

答案:迭代法以下说法不正确的是：（

）

答案:方形镜对称共焦腔模式积分方程的精确解析解是超椭球函数有关共焦腔等相位面的表述正确的是：（

）

答案:共焦腔反射镜面是共焦场中曲率半径最小的等相位面以下说法不正确的是：（

）

答案:对称共焦腔反射镜曲率半径与该处等相位面曲率半径不一定相等任意一个共焦腔与

个稳定球面腔等价，任意一个稳定球面腔等价于

个共焦腔。

答案:无穷多;一由两个曲率半径不同的球面镜按任意间隔组成的腔称为一般球面腔，当它们满足条件

时，称为一般稳定球面腔。

答案:0今有一球面腔，R1=1.5m，R2=-1m,L=80cm。关于g参数、等价共焦腔的具体位置（单位m）和此球面腔（M1、M2）的位置（单位m），以下说法正确的是：（

）

答案:g1=0.467，g2=1.8；（-0.5，0.5）；（-1.3，-0.5）一个平凹腔，腔长为L，凹面镜曲率半径为R，且L答案:其等价的对称共焦腔中心与平凹腔的中心重合列举两种高斯光束准直的方法，并画图说明。

答案:（1）单透镜准直（2）倒装望远镜准直请分别从经典角度和量子角度解释激光光谱的自然增宽。

答案:量子解释：因为自发辐射引起的能级寿命的缩短；经典解释：由于自发辐射跃迁引起的振子能量衰减。什么是多普勒增宽，产生多普勒增宽的原因是什么？

答案:多普勒增宽是由于发光原子相对于观察者（接收器）运动所引起的谱线增宽。产生多普勒增宽的原因是光的多普勒效应。什么是谱线加宽？均匀加宽和非均匀加宽的加宽机理有何不同？

答案:谱线加宽：由于各种因素的影响，自发辐射并不是单色的，而是分布在中心频率

附近一个很小的频率范围内，这就叫谱线加宽。不同：引起加宽的物理因素对每个原子的作用效果都相同，这种加宽机制导致的谱线加宽称为均匀加宽。原子体系的每个原子只对谱线内与该原子的表观频率对应的部分有贡献，因而可以区分出谱线上某一频率范围是由哪部分原子贡献的。非均匀加宽。碰撞加宽的线宽与气体压强的关系

。

答案:正比例多普勒加宽发生在

介质中。

答案:气体He-Ne气体激光谱线（氖的原子量20，T=300K）的多普勒加宽的线宽为

。

答案:1.5×109Hz自然加宽谱线为

。

答案:洛仑兹线型什么是增益饱和？

答案:增益饱和1.考试时间：第16周星期二9：45-11：30

（2023年12月26日）地点：徐汇三教317电化教室2.考试形式：开卷3.考试须知：l

考前15分钟时持电子学生证或校园卡进入考场；l

可携带书、纸质笔记；l

将非考试用具（文曲星、商务通、手机、PAD、书包等存储功能的电子产品）放入自己的包内并交到讲台前，按一人一