09级激光原理与技术期末考试试题A

09级激光原理与技术期末考试试题A
09级激光原理与技术期末考试试题A

2011 ─2012学年 第 2 学期 《 激光原理与技术 》课程考试试卷( A 卷) 专业:应物 年级2009级 考试方式:闭卷 学分4.5 考试时间:110 分钟 相关常数:光速:c=3×108m/s, 普朗克常数h =6.63×10-34Js, 101/5=1.585 一、选择题 (每小题 3 分,共 30 分) 1. 掺铒光纤激光器中的发光粒子的激光上能级寿命为10ms ,则其自发辐射几率为 。 (A )100s -1 (B) 10s -1 (C) 0.1s -1 (D) 10ms 2. 现有一平凹腔R 1→∞,R 2=5m ,L =1m 。它在稳区图中的位置是 。 (A) (0, 0.8) (B) (1, 0.8) (C) (0.8, 0) (D) (0.8, 1) 3. 图1为某一激光器的输入/输出特性曲线,从图上可以看出,该激光器的斜效率约为 。 (A) 10% (B) 20% (C) 30% (D) 40% 图1 图2 4.图2为某一激光介质的吸收与辐射截面特征曲线,从图上可以看出,该激光介质可用来产生 的激光。 (A) 只有1532 nm (B)只能在1532 nm 附近 (C) 只能在

1530 nm-1560nm 之间 (D) 1470 nm-1570nm 之间均可 A 卷第 1 页共 6

5. 电光晶体具有“波片”的功能,可作为光波偏振态的变换器,当晶体加上Vλ/2电

场时,晶体相当于。

(A)全波片(B) 1/4波片(C) 3/4波片(D) 1/2波片

6. 腔长3m的调Q激光器所能获得的最小脉宽为。(设腔内介质折射率为1)

(A)6.67ns (B) 10ns (C) 20ns (D) 30ns

7. 掺钕钇铝石榴石(Y3Al5O12)激光器又称掺Nd3+:YAG激光器,属四能级系统。其发光波长为。

(A) 1.064μm (B)1.30μm (C)1.55μm (D)1.65μm

8. 在采用双包层泵浦方式的高功率光纤放大器中,信号光在中传输。

(A)纤芯(B)包层(C)纤芯与包层(D)包层中(以多模)9. 脉冲透射式调Q开关器件的特点是谐振腔储能调Q,该方法俗称。

(A)漂白(B)腔倒空(C)锁模(D)锁相

10. 惰性气体原子激光器,也就是工作物质为惰性气体如氩、氪、氙、氖等。这些气体除氙以外增益都较低,通常都使用氦气作为辅助气体,借以。

(A)降低输出功率(B)提高输出功率C)增加谱线宽度(D)减小谱线宽度

二、填空题 (每小题 3 分,共 30 分)

1. 在2cm3空腔内有一带宽为1×10-4μm,波长为0.5μm的跃迁,此跃迁的频率范围是GHz。

2. 稳定球面腔与共焦腔具有等价性,即任何一个共焦腔与无穷多个稳定球面腔等价,而任何一个球面腔等价于一个共焦腔。

3. 在980nm光波的泵浦下,掺Er3+磷酸盐光纤对波长为1532nm光波的增益系数可

达2dB/cm,相应介质极化率虚部为。

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4. 被动锁模是一种连续波锁模技术,图3是某被动锁模激光器的连续波与锁模功率谱,其中曲线 为连续波功率谱曲线。 图3 图4

5. 图4为某超短脉冲激光器脉宽测量原理图,待测锁模激光器输出激光经6m 长的标准单模光纤跳线连接到自相关仪。测得结果为1.76ps ,已知锁模激光器输出激光中心波长为1535nm ,FWHM 宽度为 1.6nm ,标准单模光纤的色散系数为16ps/nm/km ,则待测超短脉冲激光脉宽为 ps 。

6. 超声波在声光介质中传波时会引起介质密度呈疏密交替的变化,其折射率也发生相应地变化,故超声波作用的这部分介质即可视为一等效的“相位光栅”,光栅周期等于 波长。

7. 基于可饱和吸收体被动式调Q 器件的机理是在开始阶段,腔内光强很小,可饱和吸收体的光透过率很低,处于低Q 值,不能形成振荡。当腔内光强达到一定值时,可饱和吸收体的吸收达到饱和,突然被 而变得透明,这时腔内Q 值猛增,产生巨脉冲激光振荡。

8. 图5是光放大器等效电路图,图中Ps 为入射信号光功率,G 为放大器增益,P 为出射信号光功率,则(1)中的表达式为 。 图5 9.横模选择技术是指从振荡模式中选出 模。 10. 在光电子技术中,常用dBm 作为光功率的单位,0.1mW 的光功率对应 dBm 。 A 卷第3 页共 6 页

三、简答题 (每小题 5 分,共 10 分)

1.当脉冲激光入射单模光纤FP腔时,其输出有何特性?有何应用?2.简述均匀加宽激光器中的模式竞争现象。

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四、计算题 (每小题 10 分,共 30 分)

1.光波长为λ=3.14μm的高斯光束在某点处q参数为q=2+i(m), 计算此处的等相位面曲率半径R及光斑半径w。

2. 某激活介质的峰值发射截面为10-14 m2,谐振腔长L=10cm,单程损耗率δ= 0.01。试求阈值反转粒子数密度。

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3. 已知某均匀加宽二能级(21f f =)饱和吸收染料在其吸收谱线中心频率0ν=69

4.3nm 处的吸收截面-1628.110cm σ=?,其上能级寿命1222210s τ-=?,试求此染料的饱和光强s I 。

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08激光原理与技术试卷B

华南农业大学期末考试试卷(B 卷) 2008~2009学年第一学期 考试科目:激光原理与技术 考试类型:(闭卷) 考试时间:120分钟 姓名 年级专业 学号 一.填空题(每空2分,共30分) 1. 设小信号增益系数为0g ,平均损耗系数为α,则激光器的振荡条件为 g o > α 。 2. 相格 是相空间中用任何实验所能分辨的最小尺度。 3. 四能级系统中,设3E 能级向2E 能级无辐射跃迁的量子效率为1η,2E 能级向1E 能 级跃迁的荧光效率为2η,则总量子效率为 。。 4. 当统计权重21f f =时,两个爱因斯坦系数12B 和21B 的关系为 B 12=B 21 。 5. 从光与物质的相互作用的经典模型,可解释 色散 现象和 物质对光的 吸收 现象。 6. 线型函数的归一化条件数学上可写成 。 7. 临界腔满足的条件是 g1g2=1 或 g1g2=0 。 8. 把开腔镜面上的经过一次往返能再现的稳态场分布称为开腔的 自再现模 。 9. 对平面波阵面而言,从一个镜面中心看到另一个镜面上可以划分的菲涅耳半周期 带的数目称为 菲涅耳数 。

10. 均匀加宽指的是引起加宽的物理因素对各个原子是 等同的, 。 11. 入射光强和饱和光强相比拟时,增益随入射光强的增加而减少,称 增益饱和 现 象。 12.方形镜的mnq TEM 模式沿x 方向有 m 条节线,没y 方向有 n 条节线. 二.单项选择题(每题2分,共10分) 1. 关于高斯光束的说法,不正确的是( ) (A)束腰处的等相位面是平面; (B)无穷处的等相位面是平面; (C)相移只含几何相移部分; (D)横向光强分布是不均匀的。 2. 下列各模式中,和圆型共焦腔的模q n m TEM ,,有相同频率的是(A ) (A)1,,2-+q n m TEM ; (B) q n m TEM ,,2+; (C) 1,,1-+q n m TEM ; (D) 1,1,2-++q n m TEM 。 3. 下列各种特性中哪个特性可以概括激光的本质特性(C ) (A)单色性; (B)相干性; (C)高光子简并度; (D)方向性。 4. 下列加宽机制中,不属于均匀加宽的是(B ) (A)自然加宽; (B)晶格缺陷加宽; (C)碰撞加宽; (D)晶格振动加宽。 5. 下列方法中,不属于横模选择的是(D ) (A)小孔光阑选模; (B) 非稳腔选模; (C) 谐振腔参数N g ,选择法; (D)行波腔法。 三、简答题(每题4分,共20分)

《南京工业大学《仪器分析》期末考试试卷 (2)

南京工业大学仪器分析重点 第2章气相色谱分析 一.选择题 1.在气相色谱分析中, 用于定性分析的参数是( ) A 保留值 B 峰面积 C 分离度 D 半峰宽 2. 在气相色谱分析中, 用于定量分析的参数是( ) A 保留时间 B 保留体积 C 半峰宽 D 峰面积 3. 使用热导池检测器时, 应选用下列哪种气体作载气, 其效果最好?( ) A H2 B He C Ar D N2 4. 热导池检测器是一种( ) A 浓度型检测器 B 质量型检测器 C 只对含碳、氢的有机化合物有响应的检测器 D 只对含硫、磷化合物有响应的检测器 5. 使用氢火焰离子化检测器, 选用下列哪种气体作载气最合适?( ) A H2 B He C Ar D N2 6、色谱法分离混合物的可能性决定于试样混合物在固定相中()的差别。 A. 沸点差, B. 温度差, C. 吸光度, D. 分配系数。 7、选择固定液时,一般根据()原则。 A. 沸点高低, B. 熔点高低, C. 相似相溶, D. 化学稳定性。 8、相对保留值是指某组分2与某组分1的()。 A. 调整保留值之比, B. 死时间之比, C. 保留时间之比, D. 保留体积之比。 9、气相色谱定量分析时()要求进样量特别准确。 A.内标法; B.外标法; C.面积归一法。 10、理论塔板数反映了()。 A.分离度; B. 分配系数;C.保留值;D.柱的效能。 11、下列气相色谱仪的检测器中,属于质量型检测器的是() A.热导池和氢焰离子化检测器; B.火焰光度和氢焰离子化检测器; C.热导池和电子捕获检测器;D.火焰光度和电子捕获检测器。 12、在气-液色谱中,为了改变色谱柱的选择性,主要可进行如下哪种(些)操作?() A. 改变固定相的种类 B. 改变载气的种类和流速 C. 改变色谱柱的柱温 D. (A)、(B)和(C) 13、进行色谱分析时,进样时间过长会导致半峰宽()。 A. 没有变化, B. 变宽, C. 变窄, D. 不成线性 14、在气液色谱中,色谱柱的使用上限温度取决于() A.样品中沸点最高组分的沸点, B.样品中各组分沸点的平均值。 C.固定液的沸点。 D.固定液的最高使用温度 15、分配系数与下列哪些因素有关() A.与温度有关; B.与柱压有关; C.与气、液相体积有关; D.与组分、固定液的热力学性质有

激光原理与技术试题

2006-2007学年第1学期《激光原理与技术》B卷试题答案 1 .填空题(每题4分)[20] 1.1激光的相干时间T和表征单色性的频谱宽度△V之间的关系 为 1/ c 1.2 一台激光器的单色性为5X10-10,其无源谐振腔的Q值是_2x109 1.3如果某工作物质的某一跃迁波长为100nm的远紫外光,自发跃迁几率A10等于105S1,该跃迁的受激 辐射爱因斯坦系数B10等于6x1010 m3^2^ 1.4设圆形镜共焦腔腔长L=1m,若振荡阈值以上的增益线宽为80 MHz判断可能存在两个振荡频率。 1.5对称共焦腔的1(A D)_1_,就稳定性而言,对称共焦腔是稳定______________ 空。 2.问答题(选做4小题,每小题5分)[20] 2.1何谓有源腔和无源腔?如何理解激光线宽极限和频率牵引效应? 有源腔:腔内有激活工作物质的谐振腔。无源腔:腔内没有激活工作物质的谐振腔。 激光线宽极限:无源腔的线宽极限与腔内光子寿命和损耗有关: 九';有源腔由于受到自发辐射影响,净损耗不等于零,自发辐射的随机相位造成输出激光的线宽极限 n2t 2 ( C)h 0 ------------------- 。 n t Rut 频率牵引效应:激光器工作物质的折射率随频率变化造成色散效应,使得振荡模的谐振频率总是偏离无源腔 相应的模的频率,并且较后者更靠近激活介质原子跃迁的中心频率。这种现象称为频率牵引效应。 2.2写出三能级和四能级系统的激光上能级阈值粒子数密度,假设总粒子数密度为n阈值反转粒子数密 度为n t. 三能级系统的上能级阈值粒子数密度n 2t n n ——-;四能级系统的上能级阈值粒子数密度2 n2t n t 。 2.3产生多普勒加宽的物理机制是什么? 多普勒加宽的物理机制是热运动的原子(分子)对所发出(或吸收)的辐射的多普勒频移。 2.4均匀加宽介质和非均匀加宽介质中的增益饱和有什么不同?分别对形成的激光振荡模式有何影响? 均匀加宽介质:随光强的增加增益曲线会展宽。每个粒子对不同频率处的增益都有贡献,入射的强光不仅使自身的增益系数下降,也使其他频率的弱光增益系数下降。满足阀值条件的纵模在振荡过程中互相竞争,结果总是靠近中心频率的一个纵模得胜,形成稳定振荡,其他纵模都

《仪器分析》期末考试试卷答案

武汉大学2006-2007学年度第一学期《仪器分析》期末考试 试卷答案(B) 学号姓 名院 (系)分 数 一、填空(每空1分,共9分,答在试卷上) 1.在测定33-浓度的库仑滴定中, 滴定剂是2_。实验中, 将阴 极在套管中保护起来, 其原因是防止阴极产物干扰, 在套管中应加足24_溶液, 其作用是_导电。 2.液相色谱分析法常使用的化学键合反相色谱填充柱是十 八烷基键合硅胶填充柱或(C18) ,分离原理是疏水作用,常使用极性溶剂(如水-甲 醇)流动相,分析分离难挥发弱极性类化合物。 二、选择题(每小题2分,共20分,答在试卷上)

1. 空心阴极灯的构造 是: ( 4 ) (1) 待测元素作阴极,铂棒作阳极,内充氮气; (2) 待测元素作阳极,铂棒作阴极,内充氩气; (3) 待测元素作阴极,钨棒作阳极,灯内抽真空; (4) 待测元素作阴极,钨棒作阳极,内充惰性气 体。 2 关于直流电弧,下列说法正确的 是:( 1 ) (1) 直流电弧是一种自吸性很强、不稳定的光源; (2) 直流电弧的检出限比交流电弧差; (3) 直流电弧的电极头温度比交流电弧低; (4) 直流电弧只能进行定性、半定量分析,不能进行准确的定量分析。

3. 等离子体是一种电离的气体,它的组成 是: (4 ) (1) 正离子和负离子; (2) 离子和电子; (3) 离子和中性原子; (4) 离子,电子和中 性原子。 4. 极谱分析中,氧波的干扰可通过向试液中(1)而得到消除。 (1). 通入氮气; (2). 通入氧气; (3). 加入硫酸钠固体;(4). 加入动物胶。 5. 在化合物(Ⅰ),(Ⅱ),(Ⅲ)和2(Ⅳ)中,羧基伸 缩振动频率大小顺序 为: ( 3 )

激光原理与技术习题

1.3 如果微波激射器和激光器分别在λ=10μm ,=5×10- 1μm 输出1W 连续功率,试问每秒钟从激光上能级向下能级跃迁的粒子数是多少? 解:若输出功率为P ,单位时间内从上能级向下能级跃迁的粒子数为n ,则: 由此可得: 其中346.62610J s h -=??为普朗克常数, 8310m/s c =?为真空中光速。 所以,将已知数据代入可得: =10μm λ时: 19-1=510s n ? =500nm λ时: 18-1=2.510s n ? =3000MHz ν时: 23-1=510s n ? 1.4设一光子的波长=5×10- 1μm ,单色性λ λ ?=10- 7,试求光子位置的不确定量x ?。若光子的波长变为5×10- 4μm (x 射线)和5 ×10 -18 μm (γ射线),则相应的x ?又是多少 m m x m m m x m m m x m h x h x h h μμλμμλμλλμλλ λλλλλλλλ 11171863462122 1051051051051051051055/105////0 /------?=?=???=?=?=???=?==?=???=?=?P ≥?≥?P ??=P?=?P =?P +P?=P 1.7如果工作物质的某一跃迁波长为100nm 的远紫外光,自发跃迁几率A 10等于105S - 1,试问:(1)该跃迁的受激辐射爱因斯坦系数B 10是多少?(2)为使受激跃迁几率比自发跃迁几率大三倍,腔内的单色能量密度ρ应为多少? c P nh nh νλ==P P n h hc λ ν= =

1.8如果受激辐射爱因斯坦系数B10=1019m3s-3w-1,试计算在(1)λ=6 m(红外光);(2)λ=600nm(可见光);(3)λ=60nm(远紫外光);(4)λ=0.60nm(x射线),自发辐射跃迁几率A10和自发辐射寿命。又如果光强I=10W/mm2,试求受激跃迁几率W10。 2.1证明,如习题图2.1所示,当光线从折射率η1的介质,向折射率为η2的介质折射时,在曲率半径为R的球面分界面上,折射光线所经受的变换矩阵为 其中,当球面相对于入射光线凹(凸)面时,R取正(负)值。 习题

激光原理与激光技术习题

激光原理与激光技术习题答案 习题一 (1)为使氦氖激光器的相干长度达到1m ,它的单色性?λ/λ应为多大? 解: 1010 1032861000 106328--?=?=λ=λ λ?=.L R c (2) λ=5000?的光子单色性?λ/λ=10-7,求此光子的位置不确定量?x 解: λ=h p λ?λ=?2h p h p x =?? m R p h x 510 1050007 10 2=?=λ=λ?λ=?=?-- (3)CO 2激光器的腔长L=100cm ,反射镜直径D=1.5cm ,两镜的光强反射系数分别为r 1=0.985,r 2=0.8。求由衍射损耗及输出损耗分别引起的δ、τc 、Q 、?νc (设n=1) 解: 衍射损耗: 1880107501 106102 262.) .(.a L =???=λ=δ-- s ..c L c 881075110318801-?=??=δ=τ 6 86 8 10113107511061010314322?=??????=πντ=--....Q c MHz .Hz ...c c 19101910 75114321216 8 =?=???=πτ= ν?- 输出损耗: 119080985050212 1.)..ln(.r r ln =??-=-=δ s ..c L c 8 81078210 311901-?=??=δ=τ 6 86810 964107821061010314322?=??????=πντ=--....Q c MHz .Hz ...c c 7510751078214321216 8 =?=???=πτ= ν?- (4)有一个谐振腔,腔长L=1m ,两个反射镜中,一个全反,一个半反,半反镜反射系数r=0.99,求在1500MHz 的范围内所包含的纵模个数,及每个纵模的线宽(不考虑其它损耗) 解: MHz Hz .L c q 15010511 2103288=?=??==ν? 11]11501500 []1[=+=+ν?ν?=?q q 005.02 01 .02=== T δ s c L c 781067.610 3005.01 -?=??== δτ MHz c c 24.010 67.614.321 217 =???= = -πτν? (5) 某固体激光器的腔长为45cm ,介质长30cm ,折射率n=1.5,设此腔总的单程损耗率0.01π,求此激光器的无源腔本征纵模的模式线宽。

期末各科考试作息时间安排表

期末各科考试作息时间安排表

2006—2007学年度第二学期英语期末考试监考安排表 备注:1、考试时间: 28日上午一、二年级语文8:40—9:40; 三年级语文8:40—10:10;五年级语文8:40—10:40。 四年级数学8:40—10:10 28日下午三、五年级英语2:10—3:10 英语磁带、录音机负责人:总负责:朱莉、张劲 三年级:朱莉;四年级:顾玲;五年级:朱莉。 29日上午一、二年级数学8:40—9:40;三、五年级8:40—10:10 四年级语文8:40—10:10 29日下午四年级英语2:10—3:10 注:考前10分钟监考教师将学生带入考场等候考试,学校派专人将考卷送进考场。 27日下午2:00模拟座位。 语文考试4、5年级用钢笔,英语考试5年级用钢笔,数学考试用铅笔。 2、考场纪律:

①考场内除监考教师外,一律不允许其他教师进入考场。 ②监考教师监考期间不得做其它事情,中途不得离开考场。 ③如考卷上有问题,立即向学校分管人员反映,由分管人员答复,不得擅自更改。(语文:苗俊; 数学:蒋菊香;英语:朱莉) ④考试先结束的班级(一至四年级),由各班班主任、配班教师协调、组织,保证校园内安静。 ⑤考试结束后立即将试卷送校长室。 3、后勤服务: 桌椅调配:贺旭东、邵红兵考试作息时间:张劲 试卷分、发、装订:蒋长林、蒋芳、张劲 4、巡考:潘建元 28日下午、29日上午配班安排表 班级配班教师班级配班教师 一(1)、一(4)袁稀五(1)、五(2)徐礼悦 二(2)、二(3)陈永伟五(3)、五(4)廖黎明 注:数学教师与配班教师协调进行数学复习。 语、数阅卷安排表 英语阅卷安排表

激光原理与技术习题一样本

《激光原理与技术》习题一 班级序号姓名等级 一、选择题 1、波数也常见作能量的单位, 波数与能量之间的换算关系为1cm-1 = eV。 ( A) 1.24×10-7 (B) 1.24×10-6 (C) 1.24×10-5 (D) 1.24×10-4 2、若掺Er光纤激光器的中心波长为波长为1.530μm, 则产生该波长的两能级之间的能量 间隔约为 cm-1。 ( A) 6000 (B) 6500 (C) 7000 (D) 10000 3、波长为λ=632.8nm的He-Ne激光器, 谱线线宽为Δν=1.7×109Hz。谐振腔长度为50cm。 假设该腔被半径为2a=3mm的圆柱面所封闭。则激光线宽内的模式数为个。 ( A) 6 (B) 100 (C) 10000 (D) 1.2×109 4、属于同一状态的光子或同一模式的光波是 . (A) 相干的 (B) 部分相干的 (C) 不相干的 (D) 非简并的 二、填空题 1、光子学是一门关于、、光子的科学。 2、光子具有自旋, 而且其自旋量子数为整数, 大量光子的集合, 服从统计分布。 3、设掺Er磷酸盐玻璃中, Er离子在激光上能级上的寿命为10ms, 则其谱线宽度 为。 三、计算与证明题 1.中心频率为5×108MHz的某光源, 相干长度为1m, 求此光源的单色性参数及线宽。

2.某光源面积为10cm 2, 波长为500nm, 求距光源0.5m 处的相干面积。 3.证明每个模式上的平均光子数为 1 )/ex p(1-kT hv 。 《激光原理与技术》习题二 班级 姓名 等级 一、 选择题 1、 在某个实验中, 光功率计测得光信号的功率为-30dBm, 等于 W 。 ( A) 1×10-6 (B) 1×10-3 (C) 30 (D) -30 2、 激光器一般工作在 状态. (A) 阈值附近 (B) 小信号 (C) 大信号 (D) 任何状态 二、 填空题 1、 如果激光器在=10μm λ输出1W 连续功率, 则每秒从激光上能级向下能级跃迁的粒子数 是 。 2、 一束光经过长度为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, 则该物 质的增益系数为 。 三、 问答题 1、 以激光笔为例, 说明激光器的基本组成。 2、 简要说明激光的产生过程。 3、 简述谐振腔的物理思想。 4、 什么是”增益饱和现象”? 其产生机理是什么? 四、 计算与证明题 1、 设一对激光能级为2E 和1E (设g 1=g 2), 相应的频率为ν(波长为λ), 能级上的粒子数密度 分别为2n 和1n , 求 (a) 当ν=3000MHz , T=300K 时, 21/?n n =

激光原理与技术试题答案

2006-2007学年 第1学期 《激光原理与技术》B 卷 试题答案 1. 填空题(每题4分)[20] 激光的相干时间τc 和表征单色性的频谱宽度Δν之间的关系为___1c υτ?= 一台激光器的单色性为5x10-10,其无源谐振腔的Q 值是_2x109 如果某工作物质的某一跃迁波长为100nm 的远紫外光,自发跃迁几率A 10等于105 S -1,该跃迁的受激辐射爱因斯坦系数B 10等于_____6x1010 m 3s -2J -1 设圆形镜共焦腔腔长L=1m ,若振荡阈值以上的增益线宽为80 MHz ,判断可能存在_两_个振荡频率。 对称共焦腔的 =+)(2 1 D A _-1_,就稳定性而言,对称共焦腔是___稳定_____腔。 2. 问答题(选做4小题,每小题5分)[20] 何谓有源腔和无源腔如何理解激光线宽极限和频率牵引效应 有源腔:腔内有激活工作物质的谐振腔。无源腔:腔内没有激活工作物质的谐振腔。 激光线宽极限:无源腔的线宽极限与腔内光子寿命和损耗有关:122' c R c L δ υπτπ?= = ;有源腔由于受到自发辐射影响,净损耗不等于零,自发辐射的随机相位造成输出激光的线宽极限 220 2()t c s t out n h n P πυυυ?= ?。 频率牵引效应:激光器工作物质的折射率随频率变化造成色散效应,使得振荡模的谐振频率总是偏离无源腔相应的模的频率,并且较后者更靠近激活介质原子跃迁的中心频率。这种现象称为频率牵引效应。 写出三能级和四能级系统的激光上能级阈值粒子数密度,假设总粒子数密度为n ,阈值反转粒子数密度为 n t. 三能级系统的上能级阈值粒子数密度22 t t n n n += ;四能级系统的上能级阈值粒子数密度2t t n n ≈。 产生多普勒加宽的物理机制是什么 多普勒加宽的物理机制是热运动的原子(分子)对所发出(或吸收)的辐射的多普勒频移。 均匀加宽介质和非均匀加宽介质中的增益饱和有什么不同分别对形成的激光振荡模式有何影响 均匀加宽介质:随光强的增加增益曲线会展宽。每个粒子对不同频率处的增益都有贡献,入射的强光不仅使自身的增益系数下降,也使其他频率的弱光增益系数下降。满足阀值条件的纵模

仪器分析考试题及答案(整理).

气相色谱分析 一.选择题 1.在气相色谱分析中, 用于定性分析的参数是( ) A 保留值 B 峰面积 C 分离度 D 半峰宽 2. 在气相色谱分析中, 用于定量分析的参数是( ) A 保留时间 B 保留体积 C 半峰宽 D 峰面积 3. 使用热导池检测器时, 应选用下列哪种气体作载气, 其效果最好?( ) A H2 B He C Ar D N2 4. 热导池检测器是一种( ) A 浓度型检测器 B 质量型检测器 C 只对含碳、氢的有机化合物有响应的检测器 D 只对含硫、磷化合物有响应的检测器 5. 使用氢火焰离子化检测器, 选用下列哪种气体作载气最合适?( ) A H2 B He C Ar D N2 6、色谱法分离混合物的可能性决定于试样混合物在固定相中()的差别。 A. 沸点差, B. 温度差, C. 吸光度, D. 分配系数。 7、选择固定液时,一般根据()原则。 A. 沸点高低, B. 熔点高低, C. 相似相溶, D. 化学稳定性。 8、相对保留值是指某组分2与某组分1的()。 A. 调整保留值之比, B. 死时间之比, C. 保留时间之比, D. 保留体积之比。 9、气相色谱定量分析时()要求进样量特别准确。 A.内标法; B.外标法; C.面积归一法。 10、理论塔板数反映了()。 A.分离度; B. 分配系数;C.保留值;D.柱的效能。 11、下列气相色谱仪的检测器中,属于质量型检测器的是() A.热导池和氢焰离子化检测器; B.火焰光度和氢焰离子化检测器; C.热导池和电子捕获检测器;D.火焰光度和电子捕获检测器。 12、在气-液色谱中,为了改变色谱柱的选择性,主要可进行如下哪种(些)操作?() A. 改变固定相的种类 B. 改变载气的种类和流速 C. 改变色谱柱的柱温 D. (A)、(B)和(C) 13、进行色谱分析时,进样时间过长会导致半峰宽()。 A. 没有变化, B. 变宽, C. 变窄, D. 不成线性 14、在气液色谱中,色谱柱的使用上限温度取决于() A.样品中沸点最高组分的沸点, B.样品中各组分沸点的平均值。 C.固定液的沸点。 D.固定液的最高使用温度 15、分配系数与下列哪些因素有关() A.与温度有关; B.与柱压有关; C.与气、液相体积有关; D.与组分、固定液的热力学性质有关。 二、填空题 1.在一定温度下, 采用非极性固定液,用气-液色谱分离同系物有机化合物, ____________先流出色谱柱,

激光原理与技术习题一

《激光原理与技术》习题一 班级 序号 姓名 等级 一、选择题 1、波数也常用作能量的单位,波数与能量之间的换算关系为1cm -1 = eV 。 (A )1.24×10-7 (B) 1.24×10-6 (C) 1.24×10-5 (D) 1.24×10-4 2、若掺Er 光纤激光器的中心波长为波长为1.530μm ,则产生该波长的两能级之间的能量间 隔约为 cm -1。 (A )6000 (B) 6500 (C) 7000 (D) 10000 3、波长为λ=632.8nm 的He-Ne 激光器,谱线线宽为Δν=1.7×109Hz 。谐振腔长度为50cm 。假 设该腔被半径为2a=3mm 的圆柱面所封闭。则激光线宽内的模式数为 个。 (A )6 (B) 100 (C) 10000 (D) 1.2×109 4、属于同一状态的光子或同一模式的光波是 . (A) 相干的 (B) 部分相干的 (C) 不相干的 (D) 非简并的 二、填空题 1、光子学是一门关于 、 、 光子的科学。 2、光子具有自旋,并且其自旋量子数为整数,大量光子的集合,服从 统计分布。 3、设掺Er 磷酸盐玻璃中,Er 离子在激光上能级上的寿命为10ms ,则其谱线宽度为 。 三、计算与证明题 1.中心频率为5×108MHz 的某光源,相干长度为1m ,求此光源的单色性参数及线宽。 2.某光源面积为10cm 2,波长为500nm ,求距光源0.5m 处的相干面积。 3.证明每个模式上的平均光子数为 1 )/exp(1 kT hv 。

《激光原理与技术》习题二 班级 姓名 等级 一、选择题 1、在某个实验中,光功率计测得光信号的功率为-30dBm ,等于 W 。 (A )1×10-6 (B) 1×10-3 (C) 30 (D) -30 2、激光器一般工作在 状态. (A) 阈值附近 (B) 小信号 (C) 大信号 (D) 任何状态 二、填空题 1、如果激光器在=10μm λ输出1W 连续功率,则每秒从激光上能级向下能级跃迁的粒子数 是 。 2、一束光通过长度为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,则该物 质的增益系数为 。 三、问答题 1、以激光笔为例,说明激光器的基本组成。 2、简要说明激光的产生过程。 3、简述谐振腔的物理思想。 4、什么是“增益饱和现象”?其产生机理是什么? 四、计算与证明题 1、设一对激光能级为2E 和1E (设g 1=g 2),相应的频率为ν(波长为λ),能级上的粒子数密度分 别为2n 和1n ,求 (a) 当ν=3000MHz ,T=300K 时,21/?n n = (b) 当λ=1μm ,T=300K 时,21/?n n = (c) 当λ=1μm ,21/0.1n n =时,温度T=? 2、设光振动随时间变化的函数关系为 (v 0为光源中心频率), 试求光强随光频变化的函数关系,并绘出相应曲线。 ???<<=其它,00),2exp()(00c t t t v i E t E π

仪器分析考试复习题

1 生活饮用水方法标准GB/在无机离子分析需要的分析仪器和样品前处理技术原理及技术特点 根据 GB/《生活饮用水标准检验方法·无机非金属指标》内容,可以知道,各种指标的检验方法有分光光度法,离子色谱法,容量法及比色法等,其中我们最常用的是离子色谱法。 离子色谱法是将改进后的电导检测器安装在离子交换树脂柱的后面,以连续检测色谱分离的离子的方法。具有迅速、连续、高效、灵敏等优点。 所需仪器:离子色谱仪。离子色谱仪的典型结构由输液泵、进样阀、色谱柱、抑制柱、检测器和数据处理系统组成。 大概流程:泵液-进样-分离-检测(抑制)-记录。 前处理方法: (1)膜处理法:滤膜或砂芯处理法 滤膜过滤样品是离子色谱分析最通用的水溶液样品前处理方法,一般如果样品含颗粒态的样品时,可以通过或μm微孔滤膜过滤后直接进样。只能用于离线样品处理,去除颗粒态不溶性物质,无法去除极小颗粒或有机大分子可溶性化合物和金属水溶性离子。滤膜或砂芯中均会含有一定量的无机阴、阳离子,这类离子的存在对水溶液中痕量的阴、阳离子分析会产生干扰,影响测定的准确性。(2)固相萃取法 固相萃取是发生在流动相和固定相之间的物理过程。固相萃取也是基于分析物与样品基质在固定相上分配和吸附性质的不同来进行分离的。分析物要么被牢固地吸附在固定相上,要么在固定相上根本就没有保留。前者不仅用于基质干扰的消除,而且也用于分析物的富集;后者只用于消除基质影响。如同高效液相色谱,用于固相萃取中的很多固定相都是在硅胶上键合了其它基团制成的。 原理:固相萃取主要通过目标物与吸附剂之间的疏水作用,离子交换作用,物理吸附作用等作用力来保留和吸附的。 固相萃取分别利用反相、离子交换、螯合树脂等多种手段进行,从而萃取手段上也可以利用常规的固相萃取法和固相微萃取法。 (3)分解处理法 对于固体样品,首先需要将样品转化为溶液,然后再进行分析。我们测定得到酸根的含量,实际上对应着该固体化合物酸所对应的元素中得有形态的含量总和。而且如何将样品分解,对应元素的酸如何吸收,是离子色谱处理固体样品的关键。 (4)浸出法 对于固定样品,有时测定时并一定是非金属的总含量,而需要测定特定阴、阳离子的水的溶出形态,或者在一定条件下的形态特征,这就需要我们选择合适的浸出方法,即不破坏样品中的离子形态,又能够得到高的回收率。分为:普通水浸出法,直接蒸馏法。 实例:GB/T 5750?生活饮用水标准检验方法?中离子色谱法应用 此方法适合于氟化物,氯化物,硝酸盐和硫酸盐的测定。 分析步骤: 1.开启离子色谱仪:参照说明书,调节淋洗液及再生液流速,使仪器达平衡,并指示稳定的基线。 2.校准:根据所用的量程,将混合阴离子标准溶液及两次等比稀释的三种不同浓度标准溶液,依次注入进样系统。将峰值或峰面积绘制工作曲线。 3.样品的分析 预处理:将水样经μm滤膜过滤去除混浊物质。对硬度高的水样,必要时,可先经过阳离子交换树脂柱,然后再经μm滤膜过滤。对含有机物水样可先经过C18柱过滤去除。 将预处理后的水样注入色谱仪进样系统,记录峰高峰面积。

2009-2010《激光原理与技术》课程试题B 试卷试题答案

一、填空题(20分,每空1分) 1、爱因斯坦提出的辐射场与物质原子相互作用主要有三个过程,分别是(自发辐射)、(受激吸收)、(受激辐射)。 2、光腔的损耗主要有(几何偏折损耗)、(衍射损耗)、(腔镜反射不完全引起的损耗)和材料中的非激活吸收、散射、插入物损耗。 3、激光中谐振腔的作用是(模式选择)和(提供轴向光波模的反馈)。 4、激光腔的衍射作用是形成自再现模的重要原因,衍射损耗与菲涅耳数有关,菲涅耳数的近似表达式为(错误!未找到引用源。 ),其值越大,则衍射损耗(愈小)。 5、光束衍射倍率因子文字表达式为(错误!未找到引用源。 )。 6、谱线加宽中的非均匀加宽包括(多普勒加宽),(晶格缺陷加宽)两种加宽。 7、CO2激光器中,含有氮气和氦气,氮气的作用是(提高激光上能级的激励效率),氦气的作用是(有助于激光下能级的抽空)。 8、有源腔中,由于增益介质的色散,使纵横频率比无源腔频率纵模频率更靠近中心频率,这种现象叫做(频率牵引)。 9、激光的线宽极限是由于(自发辐射)的存在而产生的,因而无法消除。 10、锁模技术是为了得到更窄的脉冲,脉冲宽度可达(错误!未找到引用源。)S ,通常有(主动锁模)、(被动锁模)两种锁模方式。 二、简答题(四题共20分,每题5分) 1、什么是自再现?什么是自再现模? 开腔镜面上的经一次往返能再现的稳态场分布称为开腔的自在现摸 2、高斯光束的聚焦和准直,是实际应用中经常使用的技术手段,在聚焦透镜焦距F 一定的条件下,画出像方束腰半径随物距变化图,并根据图示简单说明。 3、烧孔是激光原理中的一个重要概念,请说明什么是空间烧孔?什么是反转粒子束烧孔? 4、固体激光器种类繁多,请简单介绍2种常见的激光器(激励方式、工作物质、能级特点、可输出光波波长、实际输出光波长)。 三、推导、证明题(四题共40分,每题10分) 1、短波长(真空紫外、软X 射线)谱线的主要加宽是自然加宽。试证明峰值吸收截面为π λσ22 = 。

仪器分析期末考试题及参考答案

仪器分析期末考试题及参考答案 一、填空题(共20分,1分/题) 1、测定溶液pH时,先用pH=6.84的标准缓冲溶液对仪器“定位”,然后调节“斜率”。 2、Ag-AgCl参比电极的电极电位取决于电极内部溶液中的Cl-浓度。 3、摩尔吸光系数与吸光物质的性质、入射光波长、溶液的温度和溶剂等因素有关,而与溶液浓度及液层厚度无关。 4、分光光度分析中,当吸光度A= 0.434 时,测量的相对误差最小。 5、原子吸收光谱法中的物理干扰可用标准加入法方法消除。 6、产生1%吸收时对应的待测元素的浓度称为特征浓度。 7、气相色谱常用检测器中,属于质量敏感型检测器的有 FID和FPD 。 8、影响热导检测器灵敏度的最主要因素是桥电流。 9、每次新安装了色谱柱后,为了使固定液牢固及除去固定液中易挥发的成分应对色谱柱进行老化处理。 10、反相键合相色谱法常用的流动相主体是水。 11、梯度洗脱可分为高压梯度和低压梯度。 12、正相分配色谱可用于分析极性化合物样品,被分离组分分子极性越强,在柱中停留的时间越长。 13、傅立叶变换红外光谱仪的核心部件是迈克尔逊干涉仪。 14、中红外区可大致分为特征谱带区和指纹区。 二、单选题(共20分,2分/题) 1、下列方法中可用于确定电位滴定法滴定终点的方法是(A) A.二阶微商法 B.外标法 C.内标法 D.二点校正法 2、pH玻璃电极在使用前,应在蒸馏水中浸泡(B) A. 12小时 B. 24小时 C.数分钟 D.数秒种 3、摩尔吸光系数很大,则说明(C) A.该物质的浓度很大 B.光通过该物质溶液的光程长 C.该物质对某波长光的吸收能力强 D.测定该物质的方法的灵敏度低 4、校准曲线的斜率常因温度、试剂、仪器条件的变化而变化。在测定样品

激光原理与技术09级A卷含答案

题号一二三四总分阅卷人 得分 得分 2011 ─2012学年 第 2 学期 长江大学试卷 院(系、部) 专业 班级 姓名 学号 …………….……………………………. 密………………………………………封………………..…………………..线…………………………………….. 《 激光原理与技术 》课程考试试卷( A卷)专业:应物 年级2009级 考试方式:闭卷 学分4.5 考试时间:110 分钟相关常数:光速:c=3×108m/s, 普朗克常数h =6.63×10-34Js, 101/5=1.585 一、选择题 (每小题 3 分,共 30 分) 1. 掺铒光纤激光器中的发光粒子的激光上能级寿命为10ms ,则其自 发辐射几率为 。 (A )100s -1 (B) 10s -1 (C) 0.1s -1 (D) 10ms 2. 现有一平凹腔R 1→∞,R 2=5m ,L =1m 。它在稳区图中的位置是 。(A) (0, 0.8) (B) (1, 0.8) (C) (0.8, 0) (D) (0.8, 1) 3. 图1为某一激光器的输入/输出特性曲线,从图上可以看出,该激光器的斜效率约为 。

(A) 10% (B) 20% (C) 30% (D) 40% 图1 图2 4.图2为某一激光介质的吸收与辐射截面特征曲线,从图上可以看出,该激光介质可用来产生 的激光。

得 分 (A) 只有1532 nm (B)只能在1532 nm 附近 (C) 只能在1530 nm-1560nm 之间 (D) 1470 nm-1570nm 之间均可 A 卷第 1 页共 6 页 5. 电光晶体具有“波片”的功能,可作为光波偏振态的变换器,当晶体加上V λ/2电场时,晶体相当于 。 (A )全波片 (B) 1/4波片 (C) 3/4波片 (D) 1/2波片 6. 腔长3m 的调Q 激光器所能获得的最小脉宽为 。(设腔内介质折射率为1) (A )6.67ns (B) 10ns (C) 20ns (D) 30ns 7. 掺钕钇铝石榴石(Y 3Al 5O 12)激光器又称掺Nd 3+:YAG 激光器,属四能级系统。其发光波长为 。 (A ) 1.064μm (B )1.30μm (C ) 1.55μm (D )1.65μm 8. 在采用双包层泵浦方式的高功率光纤放大器中,信号光在 中传输。 (A ) 纤芯 (B )包层 (C )纤芯与包层 (D )包层中(以多模) 9. 脉冲透射式调Q 开关器件的特点是谐振腔储能调Q ,该方法俗称 。 (A )漂白 (B )腔倒空 (C )锁模 (D )锁相 10. 惰性气体原子激光器,也就是工作物质为惰性气体如氩、氪、氙、氖等。这些气体除氙以外增益都较低,通常都使用氦气作为辅助气体,借以 。 (A )降低输出功率 (B )提高输出功率 C )增加谱线宽度 (D )减小谱线宽度 二、填空题 (每小题 3 分,共 30 分) 1. 在2cm 3空腔内有一带宽为1×10-4μm ,波长为0.5μm 的跃迁,此跃迁的频率范围是 120 GHz 。 2. 稳定球面腔与共焦腔具有等价性,即任何一个共焦腔与无穷多个稳定

08激光原理与技术试卷B

08激光原理与技术试卷B

2 华南农业大学期末考试试卷(B 卷) 2008~2009学年第一学期 考试科目:激光原理与技术 考试类型:(闭卷) 考试时间:120分钟 姓名 年级专业 学号 题号 一 二 三 四 总分 得分 评阅人 一.填空题(每空2分,共30分) 1. 设小信号增益系数为0g ,平均损耗系数为α,则激光器的振荡条件为 g o > α 。 2. 相格 是相空间中用任何实验所能分辨的最小尺度。 3. 四能级系统中,设3E 能级向2E 能级无辐射跃迁的量子效率为1η,2E 能级向1E 能 级跃迁的荧光效率为2η,则总量子效率为 。。 4. 当统计权重21f f =时,两个爱因斯坦系数12B 和21B 的关系为 B 12=B 21 。 5. 从光与物质的相互作用的经典模型,可解释 色散 现象和 物质对光的 吸收 现象。 6. 线型函数的归一化条件数学上可写成 。 7. 临界腔满足的条件是 g1g2=1 或 g1g2=0 。 8. 把开腔镜面上的经过一次往返能再现的稳态场分布称为开腔的 自再现模 。 9. 对平面波阵面而言,从一个镜面中心看到另一个镜面上可以划分的菲涅耳半周期 带的数目称为 菲涅耳数 。

3 10. 均匀加宽指的是引起加宽的物理因素对各个原子是 等同的, 。 11. 入射光强和饱和光强相比拟时,增益随入射光强的增加而减少,称 增益饱和 现 象。 12.方形镜的mnq TEM 模式沿x 方向有 m 条节线,没y 方向有 n 条节线. 二.单项选择题(每题2分,共10分) 1. 关于高斯光束的说法,不正确的是( ) (A)束腰处的等相位面是平面; (B)无穷处的等相位面是平面; (C)相移只含几何相移部分; (D)横向光强分布是不均匀的。 2. 下列各模式中,和圆型共焦腔的模q n m TEM ,,有相同频率的是(A ) (A)1,,2-+q n m TEM ; (B) q n m TEM ,,2+; (C) 1,,1-+q n m TEM ; (D) 1,1,2-++q n m TEM 。 3. 下列各种特性中哪个特性可以概括激光的本质特性(C ) (A)单色性; (B)相干性; (C)高光子简并度; (D)方向性。 4. 下列加宽机制中,不属于均匀加宽的是(B ) (A)自然加宽; (B)晶格缺陷加宽; (C)碰撞加宽; (D)晶格振动加宽。 5. 下列方法中,不属于横模选择的是(D ) (A)小孔光阑选模; (B) 非稳腔选模; (C) 谐振腔参数N g ,选择法; (D)行波腔法。 三、简答题(每题4分,共20分)

仪器分析化学期末考试试题及答案

2009——2010学年度第一学期《仪器分析》考试答案(A) 一、填空题(20分,每空1分) 1. 常用的原子化方法分为火焰原子化和非火焰原子化。 2. 紫外吸收光谱基本上反映的是分子中生色团及助色团的特征,所以它在研究化合物的结构中所起的主要作用是推测官能团以及共轭体系的大小。 3. H2O的振动自由度是 __ 3 ,在IR图上出现 3 ____个吸收带。 4. 气相色谱中两组分能否很好的分离主要决定于固定相的选择,其次决定于实验操作条件的选择,定性分析的依据是保留值,定量分析的依据是峰面积。 5. 原子吸收法是用空心阴极灯作为光源的,它的阴极由被测元素的材料组成,该光源属于一种锐线光源。 6. 原子吸收分析中的干扰主要有物理,化学,电离,谱线和背景。 7. 以测量沉积与电极表面的沉积物的质量为基础的方法称为电重量分析法。 二、选择题(40分,每题2分) 1. 水分子有几个红外谱带,波数最高的谱带对应于何种振动( C) (A) 2 个,不对称伸缩 (B) 4 个,弯曲 (C) 3 个,不对称伸缩 (D) 2 个,对称伸缩 2. 矿石粉末的定性分析,一般选用下列哪种光源为好( B ) (A)交流电弧(B)直流电弧(C)高压火花(D)等离子体光源 3. 原子吸收分析法中测定铷(Rb)时,加入1%钠盐溶液其作用是( C ) (A)减少背景(B)提高火焰温度(C)减少铷电离(D)提高Rb+的浓度 4. 反应色谱柱柱型特性的参数是( D ) (A)分配系数(B)分配比(C)相比(D)保留值 5. 在极谱分析中,所谓可逆波指的是( A ) (A)氧化波与还原波具有相同的半波电位(B)氧化波半波电位为正,还原波半波电位为负(C)氧化波半波电位为负,还原波半波电位为正(D)都不是 6. 光谱仪的线色散率常用其倒数来表示,即?/mm,此数值愈小,表示此仪器色散率愈( A ) (A)大(B)小(C)不确定(D)恒定

大学院校期末考试安排方案

XXX学院xxx学期 期末考试实施方案 各教学系、部: 根据学院教学工作安排,现将xxxxx学期期末考试相关事宜通知如下: 一、考试领导小组 1、主考:xxx 2、副主考:xxx 3、考务负责人:xxx 4、成员:xxx、xxx..... 二、考试时间 1、全院公选课:2015年x月x日,课程结束后随堂考试。 各教学系做好相应试卷的保密工作。 3、全院公共课、考试课时间:2015年x月x日至x月x日。 4、技能、操作考试课时间:x月x日至x月x日,各系根据教务处理论

考试时间进行安排。 5、补考由教务处统一安排,各系配合。 三、考试组织 1、考试安排 (1)全院公选课由各任课老师自行组织安排,交教务处备案,教务处督查。 (2)全院公共课、大专生的考试课:由教务处统一组织。 (3)中专部的考查考试课:由中专部教务科统一组织。 (4)各系的实践技能课和考查课由各系负责组织安排,教务处配合。 2、命题 (1)11月初召开由教务处牵头命题研讨会。教务处将命题要求和注意事项以书面或QQ的形式通知到各教学系、部,同时各教学系、部在系务会、部务会上加以强调。 (2)命题要求和注意事项: ①教研室负责命题的具体操作和技术把关,教学系、部负责审核和协调,教务处负责试卷的汇总和印制。 ②同层次、同进度平行班级的课程,由教研室组织老师统一命题,单门课程由任课老师命题。 ③试题内容应符合教学实施大纲的要求,并覆盖全学期所讲授的主要内容和重点,基本知识,基本理论和基本技能的考核比例≥80%,难度比例≤20%。 ④试题份量及难度应适当,考查课笔试时间为60分钟,考试课笔试时间120分钟。 ⑤每门课程实行A、B卷制度,两套试题的难度、份量、范围和题型应基本一致,且相同试题的分值不应超过20%,由教务处随机抽取一套作为期末试题,另一套作为备用题或补考题。 ⑥不能将过去所用试题作为本次期末考试试题。 ⑦各试题由教研室主任审批,系主任审核签字后交于教学秘书。 ⑧系教学秘书将试题打印好后以纸制文档和电子文档的形式统一交到教务处制卷,并附上期末考试试题统计表、命题试卷签字表、每份试题的印制

激光原理与技术

激光的特性:方向性好、单色好、相干性好、亮度高。由于谐振腔对 光振荡方向的限制,激光只有沿腔轴方向受激辐射才能振荡放大,所以激光具有很高的方向性。半导体激光器的方向性最差。衍射极限θm≈1.22λ D (λ为波长,D为光束直径);激光是由原子受激辐射而产生,因而谱线极窄,所以单色性极好。单模稳频气体激光器的单色性最好,半导体激光器的单色性最差;激光是通过受激辐射过程形成的,其中每个光子的运动状态(频率、相位、偏振态、传播方向)都相同,因而是最好的相干光源。激光是一种相干光这是激光与普通光源最重要的区别;激光的高方向性、单色性等特点,决定了它具有极高的单 色定向亮度。相干性包括时间相干和空间相干,有时用相干长度L C=C ?V 来表示相干时间。自发辐射:处于高能级E2的原子自发地向低能级跃迁,并发射出一个能量为hv=E2?E1的光子,这个过程称为自发跃迁。 自发辐射跃迁概率(自发跃迁爱因斯坦系数)A21=(dn21 dt ) sp 1 n2 = ?1 n2dn2 dt (n2为E2能级总粒子数密度;dn21为dt时间内自发辐射跃迁 粒子数密度);受激辐射:在频率为v=(E2?E1)/h的光照激励下,或在能量为hv=E2?E1的光子诱发下,处于高能级E2上的原子可能跃迁到低能级E1,同时辐射出一个与诱发光子的状态完全相同的光子,这 个过程称为受激辐射跃迁W21=(dn21 dt ) st 1 n2 =?1 n2 dn2 dt 。受激辐射跃 迁与自发辐射跃迁的区别在于,它是在辐射场(光场)的激励下产生的,因此,其月前概率不仅与原子本身的性质有关,还与外来光场的单色能量密度ρv成正比,W21=B21ρv,B21称为爱因斯坦系数;受激吸收:处于低能级E1的原子,在频率为v的光场作用(照射)下,吸收

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