激光基本知识问答题深刻复习资料
激光技术复习题
激光技术复习题一、激光的基本原理激光，全称为“受激辐射光放大”，是一种具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性的光。
要理解激光的产生，首先得从原子的能级结构说起。
原子中的电子处于不同的能级，当电子从高能级跃迁到低能级时，会释放出光子。
在普通光源中，光子的发射是自发的，各个原子的发光是随机的，没有固定的相位和方向关系。
而在激光产生的过程中，存在着受激辐射的现象。
处于高能级的原子受到外来光子的激励，会跃迁到低能级，并发射出与激励光子具有相同频率、相位、偏振方向和传播方向的光子，从而实现光的放大。
为了实现激光的持续输出，还需要有光学谐振腔。
光学谐振腔通常由两块平行的反射镜组成，使得在腔内往返传播的光能够不断得到放大，同时只有满足一定频率和方向条件的光才能形成稳定的激光输出。
二、激光的特性1、高亮度激光的亮度极高，比普通光源要强得多。
这使得激光在材料加工、医疗手术、激光武器等领域有着广泛的应用。
例如，在激光切割中，高亮度的激光能够瞬间将材料熔化甚至气化，实现高精度的切割。
2、高方向性激光具有极好的方向性，其光束的发散角非常小。
这使得激光能够传播很远的距离而不发生明显的扩散，可用于激光通信、激光测距、激光雷达等。
3、高单色性激光的单色性好，即其波长范围非常窄。
这对于光谱分析、光学测量等领域具有重要意义，能够提供更精确的测量结果。
4、高相干性激光的相干性强，意味着其光波的相位关系非常稳定。
这使得激光在干涉测量、全息摄影等方面发挥着重要作用。
三、激光的产生方式1、气体激光器常见的有氦氖激光器、二氧化碳激光器等。
气体激光器的工作物质是气体，通过放电等方式激发气体原子产生激光。
2、固体激光器如红宝石激光器、钕玻璃激光器等。
其工作物质是固体晶体，具有较高的能量存储能力和输出功率。
3、液体激光器以有机染料溶液为工作物质，具有波长可调谐的特点。
4、半导体激光器体积小、效率高、寿命长，广泛应用于光通信、光存储等领域。
四、激光的应用1、工业领域激光切割、焊接、打孔、打标等工艺已经在制造业中得到广泛应用，提高了生产效率和加工精度。
激光原理复习自整理资料
第一章 激光的特性：1.方向性好，最小发散角约等于衍射极限角2.单色性好3.亮度高4.相干性好 波尔兹曼定律：根据统计规律，大量粒子组成的系统，在热平衡条件下，原子数按能级分布服从波尔兹曼定律：kT E i i i eg -∞n 推论：假设gi=gj1.当E2-E1很小，且12-E E E =∆<< kT 时，112n =n ， 2.当E2>E1时，n2<n1. 说明高能粒子数密度总是较小3.当E1为基态，E2距离很远时，即E2>E1,012n =n ,说明绝大多数粒子为基态 普朗克公式：11h 8hv 33v -=kT e c v πρ 爱因斯坦关系：自发辐射，受激辐射，受激吸收之间的关系332121hv 8cB A π= 212121g B g B = 光子简并度g ：处于同一光子态的光子数。
含义：同态光子数、同一模式内的光子数、处于相干体积内的光子数、处于同一相格内的光子数自发辐射：处于高能级Ｅ２的一个原子自发的向Ｅ１跃迁，并产生一个能量为ｈｖ的光子 特点：1各粒子自发，独立的发射光子；2非相干光源光功率密度：212)()t (q A t hvn =自受及辐射：处于高能级Ｅ２的一个原子在频率为ｖ的辐射场作用下，向Ｅ１跃迁，并产生一个能量为ｈｖ的光子特点：1只有外来光频率满足12hv E E -=；2 受激辐射所发射的光子与外来光特征完全相同，相干光源【频率，相位，偏振方向，传播方向】，光场中相同光子数量增加，光强增加，入射光被放大，即光放大过程光功率密度：v B t hvn t ρ212)()(q =激光功率密度比：v v hv ρπλρπh88c q q 333==自激 增益系数：光通过单位长度激活物质后光强增长的百分数增益饱和：在抽运速率一定的条件下，当入射光的光强很弱时，增益系数是一个常数；当入射光的光强增大到一定程度后，增益系数随光强的增大而减小。
谱线宽度：线型函数在ν0时有最大值，下降至最大值的一半，对应得宽度。
激光原理期末知识点总复习材料
激光原理期末知识点总复习材料激光原理是物理学和光学学科中的重要内容，它是现代科技发展的基础之一、下面是激光原理期末知识点的总复习材料。
1.激光的定义和概念：激光是指具有相干特性、能量集中、波长单一且紧凑的光束。
其与常规光的最大区别在于具有相干性和能量集中性。
2.激光的产生过程：激光的产生过程主要包括受激辐射和自发辐射。
受激辐射是指在外界光或电磁辐射的刺激下，原子或分子由基态跃迁到激发态并通过受激辐射返回基态时所发射的光。
自发辐射是指原子或分子自发地从激发态返回基态所发射的光。
3.光激发和电子激发的激光：根据产生激发所用的不同方法，激光可以分为光激发和电子激发的激光。
光激发的激光是通过外界光的能量传递使原子或分子激发并产生激光。
电子激发的激光是通过外界电子束或放电使原子或分子激发并产生激光。
4.激光功率和激光能量：激光功率是指单位时间内激光辐射出的能量，单位为瓦特(W)；激光能量是指激光脉冲的总能量，单位为焦耳(J)。
5.激光的特性：激光具有相干性、方向性、单色性和高亮度等特性。
相干性是指激光的波长相近的光波的相位关系保持稳定，能够构成干涉图样。
方向性是指激光具有狭窄的发射角度，能够通过透镜等光学元件进行聚焦。
单色性是指激光具有非常狭窄的波长，具有很高的色纯度。
高亮度是指激光能够将能量集中在很小的空间范围内，能够产生很高的光功率密度。
6.激光器的结构和工作原理：激光器主要由激光介质、泵浦能源、光腔和输出镜组成。
激光介质是产生激光的核心部件，泵浦能源是提供激发条件的能源，光腔是激发介质形成激光放大的空间环境，输出镜是选择性反射激光光束的光学元件。
7.常见的激光器种类和应用：常见的激光器种类包括氦氖激光器、二氧化碳激光器、半导体激光器和固体激光器等。
激光器的应用非常广泛，包括科学研究、医学治疗、通信、激光加工和激光雷达等。
8.激光安全：激光具有较强的穿透力和燃烧能力，因此在使用激光器时需要注意安全。
激光安全主要包括对激光光束的防止散焦、眼睛和皮肤的防护、激光辐射的监测和控制等。
激光原理复习题(含参考答案)
激光原理复习题（含参考答案）1. 自发辐射爱因斯坦系数与激发态E2平均寿命τ的关系为（B）2. 爱因斯坦系数A21和B21之间的关系为（ C）3. 自然增宽谱线为（C）（A）高斯线型（B）抛物线型（C）洛仑兹线型（D）双曲线型4. 对称共焦腔在稳定图上的坐标为（ B ）（A）（-1，-1）（B）（0，0）（C）（1，1）（D）（0，1）5. 阈值条件是形成激光的（C）（A）充分条件（B）必要条件（C）充分必要条件（D）不确定6. 谐振腔的纵模间隔为（ B ）7. 对称共焦腔基模的远场发散角为（C）8. 谐振腔的品质因数Q衡量腔的（ C ）（A）质量优劣（B）稳定性（C）储存信号的能力（D）抗干扰性9. 锁模激光器通常可获得（ A）量级短脉冲10. YAG激光器是典型的（C）系统（A）二能级（B）三能级（C）四能级（D）多能级11. 任何一个共焦腔与无穷多个稳定球面腔等价，而任何一个满足稳定条件的球面腔唯一地等价于一个共焦腔。
12. 激光器的基本结构包括三部分，即工作物质、激励物质光学谐振腔。
13. 有一个谐振腔，腔长L=1m，在1500MHｚ的范围内所包含的纵模个数为10 个（设μ=1）。
14. 激光的特点是相干性强、单色性佳、方向性好高亮度。
15 调Q 技术产生激光脉冲主要有 、 两种方法，调Q 激光器通常可获得ns 量级短脉冲，锁模有 和 两种锁模方式。
锁模 、 调Q 主动锁模 被动锁模16. 受激辐射激励发射出的光子与外来光完全相同，即 ， ， ， 。
传播方向相同，相位相同，偏振态相同，频率相同17写出光与物质相互作用的爱因斯坦关系式，说明其物理含义。
答：(1)自发辐射跃迁几率2121211sp s dn A dt n τ⎛⎫== ⎪⎝⎭，表示了单位时间内从高能级向低能级跃迁的原子数与高能级原有粒子数的比例。
(2)受激吸收跃迁几率121211st dn W dt n ⎛⎫= ⎪⎝⎭，表示单位时间内由于受激跃迁引起的由低能级向高能级跃迁的原子数和低能级原子数的比例。
激光物理简答题
第一章激光器的基本原理1、问：产生激光的条件是什么？(戴大鹏)答： 1.受激辐射是激光产生的必要条件； 2.要形成激光，工作物质必须具有亚稳态能级，这是产生激光的第二个条件； 3.选择适当的物质，使其在亚稳态能级上的电子比低能级上的电子还多，即形成粒子束反转，这是形成激光的第三个条件；4.激光中开始产生的光子是自发辐射产生的，其频率和方向是杂乱无章的。
要使得频率单纯，方向集中，就必须有一个谐振腔，这是形成激光的第四个条件；5. 只有使光子在腔中振荡一次产生的光子数比损耗掉的光子要多得多，才能有放大作用，这是产生激光的第五个条件。
2、问：什么是粒子数反转？(钟双金)粒子数反转 (population inversion )是激光产生的前提。
两能级间受激辐射几率与两能级粒子数差有关。
在热平衡状态下，粒子数按能态的分布遵循玻耳兹曼分布律，这种情况得不到激光。
为了得到激光，就必须使高能级 E2 上的原子数目大于低能级 E1 上的原子数目，因为 E2 上的原子多，发生受激辐射，使光增强(也叫做光放大) 。
为了达到这个目的，必须设法把处于基态的原子大量激发到亚稳态 E2，处于高能级 E2 的原子数就可以大大超过处于低能级 E1 的原子数。
这样就在能级 E2 和 E1 之间实现了粒子数的反转。
实现粒子数反转的条件：通常实现粒子数反转要依靠两个以上的能级：低能级的粒子通过比高能级还要高一些的泵浦能级抽运到高能级。
一般可以用气体放电的办法来利用具有动能的电子去激发激光材料，称为电激励；也可用脉冲光源来照射光学谐振腔内的介质原子，称为光激励；还有热激励、化学激励等。
各种激发方式被形象化地称为泵浦或抽运。
为了使激光持续输出，必须不断地“泵浦”以补充高能级的粒子向下跃迁的消耗量。
3、什么叫纵模、横模？由谱线宽度和腔长来估算可能振荡的纵模数目答案：光场在腔内的纵向和横向分布分别叫做纵模和横模。
横模数目 n=谱线宽度/c纵模数目 n=谱线宽度/ (c/2*腔长 L)第二章激光器的速率方程理论答案：第三章 密度矩阵1：考虑衰减过程、原子的泵浦或激发过程，写出在初始光场为零时的光学布洛 赫方程并说明各项含义。
激光原理复习题(含参考答案)
激光原理复习题（含参考答案)1．自发辐射爱因斯坦系数与激发态E2平均寿命τ的关系为(B）2. 爱因斯坦系数A2１和B2１之间的关系为( C)3. 自然增宽谱线为（C)（A) 高斯线型（B）抛物线型（C）洛仑兹线型(Ｄ)双曲线型４. 对称共焦腔在稳定图上的坐标为( Ｂ）（A)(-1,-1）（B）(0，０)(C)（1,1）(D）(0，１）5．阈值条件是形成激光的(C)（A)充分条件(B)必要条件（Ｃ)充分必要条件（D)不确定6．谐振腔的纵模间隔为( B ）７. 对称共焦腔基模的远场发散角为（C)8．谐振腔的品质因数Q衡量腔的( C ）（A)质量优劣（B)稳定性(C）储存信号的能力(D）抗干扰性９．锁模激光器通常可获得( Ａ）量级短脉冲１0. ＹAG激光器是典型的（C)系统（Ａ）二能级（B）三能级（C) 四能级（D）多能级11. 任何一个共焦腔与无穷多个稳定球面腔等价,而任何一个满足稳定条件的球面腔唯一地等价于一个共焦腔。
12. 激光器的基本结构包括三部分，即工作物质、激励物质光学谐振腔。
13.有一个谐振腔,腔长Ｌ=１ｍ,在150０MH z的范围内所包含的纵模个数为１0个（设μ=1)。
14.激光的特点是相干性强、单色性佳、方向性好高亮度。
１５ 调Q 技术产生激光脉冲主要有 、 两种方法,调Q激光器通常可获得ｎs 量级短脉冲，锁模有 和 两种锁模方式。
锁模 、 调Q 主动锁模 被动锁模 16.受激辐射激励发射出的光子与外来光完全相同，即 , , ,。
传播方向相同，相位相同，偏振态相同，频率相同１7写出光与物质相互作用的爱因斯坦关系式,说明其物理含义。
答:（１)自发辐射跃迁几率2121211sp s dn A dt n τ⎛⎫== ⎪⎝⎭,表示了单位时间内从高能级向低能级跃迁的原子数与高能级原有粒子数的比例。
(2)受激吸收跃迁几率121211st dn W dt n ⎛⎫= ⎪⎝⎭，表示单位时间内由于受激跃迁引起的由低能级向高能级跃迁的原子数和低能级原子数的比例。
《激光》 知识清单
《激光》知识清单一、什么是激光激光，英文名为“Laser”，是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”的缩写，意思是“通过受激辐射光放大”。
简单来说，激光是一种具有高度单色性、相干性和方向性的强光。
它与普通光有着明显的区别。
普通光是由大量不同频率、相位和方向的光子组成，显得比较杂乱。
而激光则是近乎完美的同频、同相和同向的光，这使得它具有独特的性质和广泛的应用。
二、激光的产生原理激光的产生依赖于原子或分子的能级跃迁。
在物质的原子或分子中，存在着不同的能级。
当原子或分子吸收一定能量时，电子会从低能级跃迁到高能级。
而处于高能级的电子并不稳定，会自发地向低能级跃迁，并释放出光子。
然而，普通的自发辐射所产生的光具有随机性，方向、频率和相位都不一致。
而激光的产生则是基于受激辐射。
当一个处于高能级的电子受到一个与它即将释放的光子频率、相位和方向都相同的入射光子的激发时，就会产生一个与入射光子完全相同的新光子。
这样，通过在一个特定的光学谐振腔内不断地进行受激辐射，就能使光得到放大，从而形成激光。
三、激光的特点1、高度单色性激光的单色性非常好，即它的波长或频率范围非常窄。
这使得激光在光谱分析、通信等领域有着重要的应用。
2、相干性激光具有很好的相干性，意味着其光波的相位关系非常稳定和明确。
这使得激光在干涉测量、全息技术等方面发挥着关键作用。
3、方向性激光的方向性极强，可以聚焦成非常小的光斑，并传播很远的距离而几乎不发散。
这一特点在激光测距、激光武器等领域具有重要意义。
4、高亮度激光的能量高度集中，亮度极高，能够在瞬间产生巨大的能量。
四、激光的类型1、气体激光例如氦氖激光、二氧化碳激光等。
气体激光通常具有较好的光束质量和稳定性。
2、固体激光像红宝石激光、钕玻璃激光等。
固体激光具有较高的输出功率。
3、液体激光例如染料激光，其波长可以在一定范围内调节。
(完整版)激光原理期末知识点总复习材料,推荐文档
激光原理期末知识点总复习材料2.激光特性：单色性、方向性、相干性、高亮度3.光和物质的三种相互作用：自发辐射，受激吸收，受激辐射4.处于能级u 的原子在光的激发下以几率 向能级1跃迁，并发射1个与入射光子全同的光子，Bul 为受激辐射系数。
5.自发辐射是非相干的。
受激辐射与入射场具有相同的频率、相位和偏振态，并沿相同方向传播，因而具有良好的相干性。
6.爱因斯坦辐射系数是一些只取决于原子性质而与辐射场无关的量，且三者之间存在一定联系。
7.产生激光的必要条件：工作物质处于粒子数反转分布状态8.产生激光的充分条件：在增益介质的有效长度内光强可以从微小信号增长到饱和光强Is9.谱线加宽特性通常用I 中频率处于ν～ν+d ν的部分为I(ν)d ν,则线型函数定义为线型函数满足归一化条件：10.的简化形式。
11.四能级比三能级好的原因：更容易形成粒子数反转 画出四能级系统的能级简图并写出其速率方程组()()()() Rll l l l N N n f f n dt dN nn n n n A n W n s n dtdn S n S A n N n f f n dt dn A S n W n dtdn τυννσυννσ-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-==++++-=++-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=+-=021112203213030010103232121202111222313230303,,ρul ul B W =1)(=⎰∞∞-ννd g 121212)(-+=S A τ12E 2112.13.14.15.程的本征函数和本征值。
研究方法：①几何光学分析方法②矩阵光学分析方法③波动光学分析方法。
处于运转状态的激光器的谐振腔都是存在增益介质的有源腔。
16.腔模沿腔轴线方向的稳定场分布称为谐振腔的纵模，在垂直于腔轴的横截面内的稳定场分布称为谐振腔的横模。
17.腔长和折射率越小，纵模间隔越大。
对于给定的光腔，纵模间隔为常数，腔的纵模在频率尺上是等距排列的不同的横模用横模序数m,n 描述。
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一、概念题：1.光子简并度：处于同一光子态的光子数称为光子简并度 n。
（光子简并度具有以下几种相同的含义，同态光子数、同一模式内的光子数、处于相干体积内的光子数、处于同一相格内的光子数。
）2.集居数反转：把处于基态的原子大量激发到亚稳态E2，处于高能级E2的原子数就可以大大超过处于低能级E1的原子数，从而使之产生激光。
称为集居数反转(也可称为粒子数反转)。
3.光源的亮度：单位截面和单位立体角内发射的光功率。
4.光源的单色亮度：单位截面、单位频带宽度和单位立体角内发射的光功率。
5.模的基本特征：主要指的是每一个摸的电磁场分布，特别是在腔的横截面内的场分布；模的谐振频率；每一个模在腔内往返一次经受的相对功率损耗；与每一个模相对应的激光束的发散角。
6.几何偏折损耗：光线在腔内往返传播时，可能从腔的侧面偏折出去，这种损耗为几何偏折损耗。
（其大小首先取决于腔的类型和几何尺寸，其次几何损耗的高低依模式的不同而异。
）7.衍射损耗：由于腔的反射镜片通常具有有限大小的孔径，当光在镜面上发生衍射时所造成一部分能量损失。
（衍射损耗的大小与腔的菲涅耳数N＝2a／Lλ有关，与腔的几何参数g 有关，而且不同横模的衍射损耗也将各不相同。
）8.自再现模：光束在谐振腔经过多次反射，光束的横向场分布趋于稳定，场分布在腔内往返传播一次后再现出来，反射只改变光的强度大小，而不改变光的强度分布。
9.开腔的自再现模或横模：把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再现模或横模。
10.自再现变换：如果一个高斯光束通过透镜后其结构不发生变化,即参数ω。
或f不变,则称这种变换为自再现变换。
11.光束衍射倍率因子2M 定义：实际光束的腰半径与远场发射角的乘积与基模高斯光束的腰半径与远场发散角的乘积的比。
12.均匀加宽：如果引起加宽的物理因素对每个原子都是等同的,则这种加宽称作均匀加宽。
（均匀加宽,每个发光原子都以整个线型发射,不能把线型函数上的某一特定频率和某些特定原子联系起来,或者说,每一发光原子对光谱线内任一频率都有贡献。
包括自然加宽、碰撞加宽及晶格振动加宽。
）13.非均匀加宽：原子体系中每个原子只对谱线内与它的表观中心频率相应的部分有贡献,因而可以区分谱线上的某一频率范围是由哪一部分原子发射的，这种加宽称作均匀加宽。
（气体工作物质中的多普勒加宽和固体工作物质中的晶格缺陷加宽均属非均匀加宽。
）14.表观中心频率：沿z 方向传播的光波与中心频率为0ν并具有速度z υ的运动原子相互作用时,原子表现出来的中心频率为运动原子的表观中心频率。
15.反转集居数的饱和：反转集居数)(1110ννs I I n n +∆=∆，当1νI 足够强时，将有0n n ∆<∆，1νI 越强,反转集居数减少得越多,这种现象称为反转集居数的饱和。
16.反转集居数的烧孔效应：一定频率v 和光强i 的光入射时使表观中心频率在一定范围内的粒子有饱和作用，在反转集居数曲线上形成一个以v 为中心的孔的现象称为反转集居数的烧孔效应。
17.空间烧孔效应：轴向各点的反转集居数密度和增益系数不相同,波腹处增益系数(反转集居数密度)最小,波节处增益系数(反转集居数密度)最大。
这一现象称作增益的空间烧孔效应。
18.驰豫振荡效应（或尖峰振荡效应）：一般固体脉冲激光器所输出的并不是一个平滑的光脉冲，而是一群宽度只有微秒量级的短脉冲序列，即所谓“尖峰”序列。
激励越强，则短脉冲之间的时间间隔越小。
19.线宽极限：由自发辐射而产生无法排除的线宽为线宽极限。
20.频率牵引：在有源腔中,由于增益物质的色散,使纵模频率比无源腔纵模频率更靠近中心频率,这种现象叫做频率牵引。
二、问答题1.弛豫振荡怎样形成的（尖峰形成）？答：驰豫振荡的形成定性地解释为当泵浦激励使粒子反转数△n增加，激光器内光子数密度急剧增加，粒子反转数△n达到并稍超过阈值时,开始产生激光.受激辐射使粒子反转数△n下降,当△n下降到阈值时,激光脉冲达到峰值.△n小于阈值,增益小于损耗,所以光子数减少.但随着光泵的增加,△n又重新增加,再次达到阈值时,又产生第二个尖峰脉冲.在整个光泵时间内,这种过程反复产生,形成一群尖峰脉冲序列.泵浦功率越大,尖峰形成越快,因而尖峰的时间间隔越小。
尖峰序列是向稳态振荡过渡的弛豫过程的产物。
如果脉冲激励持续时间较短,输出具有尖峰序列,而在连续工作器件中,则可得到稳定输出。
2.为什么自发辐射会导致出现线宽极限？能消除吗？答：我们在分析激光器振荡过程时,忽略了自发辐射的存在,而实际上自发辐射是始终存在的。
考虑线宽问题时却必须考虑自发辐射的影响。
下面对这一问题进行粗略的分析。
于存在着自发辐射,稳定振荡时的单程增益略小于单程损耗,有源腔的净损能δs不等于零。
虽然该模式的总光子数密度Nl保持恒定,但白发辐射具有随机的相位,所以输出激光是一个略有衰减的有限长波列,因此具有一定的谱线宽度Δvs.这种线宽是由于自发辐射的存在而产生的,因而是无法排除的,所以称它为线宽极限。
3.调Q原理和目的是什么？简单了解电光调Q、声光调Q等答：目的：为了得到高的峰值功率和窄的单个脉冲。
原理：采用某种办法使谐振腔在泵浦开始时处于高损耗低Q值状态，这时激光振荡的阈值很高，粒子密度反转数即使积累到很高水平也不会产生振荡；当密度反转数达到其峰值时，突然使腔的Q值增大，将导致激光介质的增益大大超过阈值，极其快速地产生振荡。
这时储存在亚稳态上的粒子所具有的能量会很快转换为光子的能量，光子像雪崩一样以极高的速率增长，激光器便可输出一个峰值功率高、宽度的激光巨脉冲。
电光调Q ：（电光调制是利用某些晶体材料在外加电场作用下折射率发生变化的电光效应而进行工作的。
根据加在晶体上电场的方向与光束在晶体中传播的方向不同，可分为纵向调制和横向调制。
）电光晶体上施以电压Vλ/4时,从偏振器出射的线偏振光经电光晶体后,沿x'和y'方向的偏振分量产生了π/2位相延迟,经全反射镜反射后再次通过电光晶体后又将产生π/2延迟,合成后虽仍是线偏振光,但偏振方向垂直于偏振器的偏振方向,因此不能通过偏振器。
这种情况下谐振腔的损耗很大,处于低Q值状态,激光器不能振荡,激光上能级不断积累粒子。
如果在某一时刻,突然撤去电光晶体两端的电压,则谐振腔突变至低损耗、高Q值状态,于是形成巨脉冲激光。
声光调Q：声光开关置于激光器中,在超声场作用下发生衍射,由于一级衍射光偏离谐振腔而导致损耗增加,从而使激光振荡难以形成,激光高能级大量积累粒子。
若这时突然撤除超声场,则衍射效应即刻消失,谐振腔损耗突然下降,激光巨脉冲遂即形成。
（在激光谐振腔内放声光偏转器，当光通过介质中的超声时，由于衍射造成光的偏折，就会增加损耗而改变腔的Q值。
）(常用的调Q方法有转镜调Q、电光调Q 、声光调Q与饱和吸收调Q等。
前三种方法中谐振腔损耗由外部驱动源控制制,称为主动调Q。
，后一种方法中,谐振腔损耗取决于腔内激光光强,因此称为被动调Q。
)4.锁模的目的是什么？为什么模数越多越好？答：目的：为了得到更窄的脉宽，更高的峰值功率。
锁模技术是进一步对激光进行特殊的调制，强迫激光器中振荡的各个纵模的相位固定，使各模式相干叠加以得到超短脉冲的技术。
锁模时的最大光强为202)12(E N I m +∝,如果各模式相位未被锁定,则各模式是不相干的,输出功率为各模功率之和,即2012E N I ）（+∝。
由此可见,锁模后脉冲峰值功率比未锁模时提高了(2N+1)倍。
腔长越长,荧光线宽越大,则腔内振荡的纵模数目越多,锁模脉冲的峰值功率就越大。
5.对几个典型固体激光器和气体激光器的理解（工作物质、波长、特点）答：固体激光器：1、红宝石激光器：工作物质：三氧化铝中掺入少量的氧化铬生成的晶体波 长：荧光谱线有两条:R1=0.6943um 和R2=0.6929um特 点：优点是机械强度高，容易生长大尺寸晶体，容易获得大能量的单模输出，输出的红颜色激光不但可见，而且适于用硅探测器进行探测。
缺点阈值高和温度效应非常严重。
2、掺钕钇铝榴石激光器：工作物质：将一定比例的AL2O3、Y2O3和Nd2O3在单晶炉中进行熔化，并结晶形成。
波 长：1.35um 和1.06um特 点：突出优点是阈值低和具有优良的热学性质。
3、钕玻璃激光器：工作物质：钕玻璃是在硅酸盐或磷酸盐玻璃中掺入适量的Nd2O3制成的。
波 长：一般情况下激射波长为1060nm特 点：泵浦吸收带宽，荧光寿命长，荧光线宽度较长，量子效率较低，受激辐射截面小。
4、钛宝石激光器：工作物质：钛宝石中，少量的钛离子取代了三氧化铝晶体中的铝离子。
波长：荧光谱线790nm特点：是一种可调谐固体激光器，在很宽的波长范围内连续可调。
具有很宽的荧光谱，具有极窄的脉宽。
气体激光器：1、He-Ne激光器：工作物质：Ne原子，激光辐射发生在Ne原子的不同能级之间。
He气主要提高Ne 原子泵浦速率的辅助作用。
波长：激光谱线三条0.6328um、1.15um和3.39um特点：具有结构简单，使用方便。
光束质量好，工作可靠和制造容易6、P310的内容：半导体二极管激光器所涉及的半导体材料有很多种，但目前最常用的有两种材料体系。
一种材料体系是以GaAs和Gax-1AlxAs(下标x表示GaAs中被Al原子取代的Ga原子的百分数)为基础的。
这种激光器的激射波长λ取决于下标x及掺杂情况，一般为0.85μm左右。
这种器件可用于短距离的光纤通信和固体激光器的泵浦源。
另一种材料体系是以InP和Gax-1InxAsy-1Py为基础的。
这种激光器的激射波长λ取决于下标x和下标y，一般为（0.92~1.65）μm。
但最常见的波长是1.3μm、1.48μm和1.55μm，其中1.55μm 附近的波长备受青睐。
因为光纤对1.55μm的光的传输损耗已经可以小到0.15dB/km。
采用这种极低传输损耗的光纤传输波长在1.55μm附近的激光，可使长距离高速光纤通信成为可能。
近年来，以Gax-1AlxAs/GaAs和GaAsPAlGaIxx/)(n5.015.0-材料体系为基础的可见光半导体激光器也得到迅速发展，其波长分别为780nm和（630~680）nm。
7、稳定性判断σ圆法分别以两个反射镜的曲率半径为直径，圆心在轴线上，作反射镜的内切圆，该圆称为σ圆；若两个圆有两个交点，则为稳定腔；若没有交点，则为非稳腔；若只有一个交点或者完全重合，则为临界腔；（1、为什么要模式选择？答：理想激光器的输出光束应只具有一个模式,然而若不采取选模措施,多数激光器的工作状态往往是多模的。
含有高阶横模的激光束光强分布不均匀,光束发散角较大。
含有多纵模及多横模的激光束单色性及相干性差。
激光准直、激光加工、非线性光学研究、激光中远程测距等应用均需基横模激光束。