激光原理及应用试卷
激光原理及应用试卷
激光原理及应⽤试卷激光原理及应⽤考试时间:第 18 周星期五 ( 2007年1 ⽉ 5⽇)⼀单项选择（30分）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）多能级⼆填空（20分）1.任何⼀个共焦腔与等价，⽽任何⼀个满⾜稳定条件的球⾯腔地等价于⼀个共焦腔。
(4分)2 .光⼦简并度指光⼦处于、、、。
（4分）3．激光器的基本结构包括三部分，即、和。
（3分）4．影响腔内电磁场能量分布的因素有、、。
（3分）和。
（4分）三、计算题（42分）1．（8分）求He-Ne激光的阈值反转粒⼦数密度。
已知＝6328?，1/f( )＝109Hz，＝1，设总损耗率为，相当于每⼀反射镜的等效反射率R＝l－L＝98.33％，＝10—7s，腔长L＝0.1m。
2．（12分）稳定双凹球⾯腔腔长L＝1m,两个反射镜的曲率半径⼤⼩分别为R1＝1.5m,R＝3m求它的等价共焦腔腔长，并画出它的位置。
23．（12分）从镜⾯上的光斑⼤⼩来分析，当它超过镜⼦的线度时，这样的横模就不可能存在。
试估算在L＝30cm, 2a=0.2cm 的He-Ne激光⽅形镜共焦腔中所可能出现的最⾼阶横模的阶次是多⼤？4．4．（10分）某⾼斯光束的腰斑半径光波长。
电子电路的激光技术与应用考核试卷
D.红宝石激光器
8.激光二极管的优点不包括：( )
A.寿命长
B.效率高
C.体积小
D.价格昂贵
9.在激光雷达系统中，激光的主要作用是：( )
A.传输信号
B.探测目标
C.放大信号
D.产生干扰
10.下列哪种激光器的工作介质是固体：( )
A. CO2激光器
B. He-Ne激光器
C. Nd:YAG激光器
3.激光焊接的适用材料包括：（）
A.钢铁
B.铝合金
C.不锈钢
D.玻璃
4.激光切割的优点有：（）
A.切割速度快
B.切割精度高
C.热影响区小
D.可以切割多种材料
5.以下哪些是激光雷达系统的应用领域：（）
A.军事侦查
B.航空航天
C.气象监测
D.城市规划
6.激光全息技术的应用包括：（）
A.防伪标识
B.艺术创作
D.氩离子激光器
11.激光全息技术中，全息图记录的是激光波的：( )
A.频率
B.振幅
C.相位
D.速度
12.下列哪种现象是激光诱导的：( )
A.光电效应
B.热效应
C.磁效应
D.化学反应
13.激光切割中，切割速度与下列哪个因素无关：( )
A.材料厚度
B.激光功率
C.激光波长
D.切割路径
14.下列哪种激光器属于半导体激光器：( )
4.激光全息技术可以完全复制物体的三维形态。（）
5.激光二极管的光输出功率越大，其寿命越短。（）
6.激光雷达系统只能用于军事领域。（）
7.激光切割只能切割金属材料。（）
8.激光焊接过程中，功率越高，焊接速度越快。（）
激光原理试题
《激光原理及应用》期末试题（A卷答案）一、简答题1.激光器的基本结构包括三个部分，简述这三个部分答：激光工作物质、激励能源（泵浦）和光学谐振腔；2.物质的粒子跃迁分辐射跃迁和非辐射跃迁，简述这两种跃迁的区别。
答：粒子能级之间的跃迁为辐射跃迁，辐射跃迁必须满足跃迁定则；非辐射跃迁表示在不同的能级之间跃迁时并不伴随光子的发射或吸收，而是把多余的能量传给了别的原子或吸收别的原子传给他的能量。
3.激光谱线加宽分为均匀加宽和非均匀加宽，简述这两种加宽的产生机理、谱线的基本线型。
答：如果引起加宽的物理因数对每一个原子都是等同的，则这种加宽称为均匀加宽。
自然加宽、碰撞加宽及晶格振动加宽均属均匀加宽类型。
非均匀加宽是原子体系中每一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。
多普勒加宽和固体晶格缺陷属于非均匀加宽。
4.简述均匀加宽的模式竞争答：在均匀加宽的激光器中，开始时几个满足阈值条件的纵模在振荡过程中相互竞争，结果总是靠近中心频率的一个纵模获胜，形成稳定的振荡，其他的纵模都被抑制而熄灭。
这种情况叫模式竞争。
5.工业上的激光器主要有哪些应用？为什么要用激光器？答：焊接、切割、打孔、表面处理等等。
工业上应用激光器主要将激光做热源，利用激光的方向性好，能量集中的特点。
6.说出三种气体激光器的名称，并指出每一种激光器发出典型光的波长和颜色。
答：He-Ne激光器，632.8nm（红光），Ar+激光器，514.5nm（绿光），CO2激光器，10.6μm（红外）7.全息照相是利用激光的什么特性的照相方法？全息照相与普通照相相比有什么特点？答：全息照相是利用激光的相干特性的。
全息照片是三维成像，记录的是物体的相位。
二、证明题：（每题6分，共18分）1.证明：由黑体辐射普朗克公式33811hKThceννπνρ=-导出爱因斯坦基本关系式：3213218A hn h B cνπνν==三、计算题1．由两个凹面镜组成的球面腔，如图。
激光原理及应用的试题库
激光原理及应用的试题库
一、激光原理
•激光的定义及基本特性
•激光的产生原理
•激光的工作性能指标
•激光的发展历程
二、激光的应用
2.1 激光在医学领域的应用
•激光在眼科手术中的应用
•激光在皮肤美容中的应用
•激光在牙科治疗中的应用
2.2 激光在通信领域的应用
•激光在光纤通信中的应用
•激光在无线通信中的应用
•激光在卫星通信中的应用
2.3 激光在制造业的应用
•激光在激光切割中的应用
•激光在激光焊接中的应用
•激光在激光打标中的应用
2.4 激光在科研领域的应用
•激光在物理实验中的应用
•激光在化学实验中的应用
•激光在生物实验中的应用
三、激光原理及应用的试题
3.1 激光原理试题
1.什么是激光? 写出激光的定义及基本特性。
2.请简要描述激光的产生原理。
3.列举并解释激光的工作性能指标。
4.描述激光的发展历程。
3.2 激光应用试题
1.激光在眼科手术中的应用有哪些? 请简要描述其原理。
2.激光在光纤通信中的作用是什么? 请简要解释。
3.你了解哪些激光在制造业中的应用? 请简单列举并描述一项。
4.举例说明激光在科学研究中的应用。
四、总结
•概述激光原理及基本特性
•简述激光在不同领域的应用
•介绍激光原理及应用的试题
•强调激光技术的重要性及发展前景。
《激光原理与技术》题集
《激光原理与技术》题集一、选择题（每题2分，共20分）1.激光的英文名称是：A. Light Amplification by Stimulated Emission ofRadiationB. Linear Accelerator BeamC. Large Area Beam EmitterD. Low Amplitude Beam2.下列哪项不是激光器的基本组成部分？A. 激光工作物质B. 激励源C. 光学谐振腔D. 光学滤镜3.激光产生的三个基本条件不包括：A. 实现粒子数反转B. 存在光学谐振腔C. 满足阈值条件D. 有强大的磁场4.在激光技术中，调Q技术主要用于：A. 提高激光功率B. 压缩激光脉宽C. 扩大激光光斑D. 改变激光颜色5.下列哪种激光器不属于气体激光器？A. He-Ne激光器B. CO2激光器C. Nd:YAG激光器D. Ar离子激光器6.激光器的阈值条件是指：A. 激光工作物质开始发光的最低能量B. 激光工作物质达到最大发光强度的能量C. 激光工作物质开始产生激光的最低泵浦功率D. 激光工作物质温度达到熔点的能量7.激光测距主要利用了激光的哪一特性？A. 单色性好B. 方向性强C. 亮度高D. 相干性好8.在激光加工中，激光切割主要利用激光的：A. 热效应B. 光电效应C. 磁效应D. 化学效应9.激光通信相比于微波通信的优势是：A. 传输距离更远B. 传输速度更快C. 抗干扰能力更强D. 所有以上选项10.全息照相技术主要利用了激光的：A. 高能量特性B. 相干性好的特性C. 方向性好的特性D. 单色性好的特性二、填空题（每题2分，共20分）1.激光器的核心部件是______，它决定了激光器的输出波长。
2.在激光产生过程中，实现粒子数反转是通过______手段来实现的。
3.激光器的输出光束质量通常由______来描述。
4.激光脉冲的持续时间越短，其峰值功率就______。
激光原理及应用试卷.
激光原理及应用试卷班级姓名成绩一、填空题（1.5×20=30分）1.光与物质的相互作用有三种不同基本过程，即，及A21称为：B21称为：B12称为：自发辐射的平均寿命τ与A21关系为2.引起谱线增宽的原因主要有三种，即。
它们的线型函数有两种，分别是。
3.光的一个基本性质是具有。
一方面光是电磁波，具有波动性质，有一定的和。
另一方面光是光子流，是具有一定和的物质粒子流。
4．产生激光必须具备的三个条件：，，二、问答题（5×6=30分）1.简要叙述激光器稳定出光的过程。
2.三种谱线增宽形式中哪些是均匀增宽？哪些是非均匀增宽，为什么？3.详细说明对称共焦腔中高斯光束的特点，并图示4.叙述用兰姆凹陷稳频的工作原理。
三、 分析题（40分）1. （10’）如图所示为的1E 和0E （基态）分别为激光上下能级，0n 和1n 分别为上下能级的粒子数密度，谐振腔中传播的单色光能密度为ρ（假设其线宽比介质的线型函数)(v f 的线宽窄得多）。
图中过程①为泵浦速率为R 0的抽运过程，②为自发辐射过程，③和④分别为受激辐射和受激吸收过程,自发辐射系数、受激辐射系数和受激吸收系数分别为A 10、B 10、B 01。
试写出1E 能级在单位时间内粒子数密度的增加量，并说明表达式中每一项的物理意义2. （15分）一染料激光器输出激光的波长为0.63μm ，采用平凹腔，凹面镜的曲率半径为2m ，腔长为1m ，（1）求出它所产生的高斯光束的光腰大小和位置，共焦参数f 以及发散角θ。
（2）如果使用焦距为5cm 的凸透镜聚焦，入射光腰到透镜的距离为1.50m 。
问：离透镜1.0m 处的出射光斑半径为多少？3.（15’）设有三束频率分别为0ν、νν∆+0和νν∆-0、光强为I 0、I 1和I 2的强光沿相同方1E 0E向或相反方向（如图）通过中心频率为0ν的非均匀加宽增益介质（I 0>I 1> I 2）。
试分别分析下列两种情况下反转粒子数按速度z υ的分布，并画出相应的分布曲线，要求在图中标出烧孔位置及烧孔深度。
不得不看的激光原理试题测验必备
不得不看的激光原理试题测验必备不得不看的激光原理试题测验必备————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：激光原理复习题(页码是按第五版书标注的，黄色底纹的页码是按第六版书标注的) 填空 6424''?= 简答 6636''?= 计算 121527'''+= 论述 11313''?=1.什么是光波模式和光子态？什么是相格？Page5答：光波模式(page5):在一个有边界条件限制的空间V 内，只能存在一系列独立的具有特定波矢k 的平面单色驻波。
这种能够存在于腔内的驻波（以某一波矢k 为标志）称为光波模式。
光子态(page6):光子在由坐标与动量所支撑的相空间中所处的状态,在相空间中，光子的状态对应于一个相格。
相格(page6):在三维运动情况下，测不准关系为3x y z x y z P P P h ≈，故在六位相空间中，一个光子态对应（或占有）的相空间体积元为3x y z x y z P P P h ≈，上述相空间体积元称为相格。
2.如何理解光的相干性？何谓相干时间、相干长度、相干面积和相干体积？Page7答：光的相干性(page7):在不同的空间点上、在不同的时刻的光波场的某些特性的相关性。
相干时间(page7)：光沿传播方向通过相干长度c L 所需的时间，称为相干时间。
相干长度：相干光能产生干涉效应的最大光程差，等于光源发出的光波的波列长度。
?相干面积：相干体积(page7)：如果在空间体积c V 内各点的光波场都具有明显的相干性，则c V 称为相干体积。
3.何谓光子简并度，有几种相同的含义？激光源的光子简并度与它的相干性什么联系？Page9 答：光子简并度(page9)：处于同一光子态的光子数称为光子简并度。
光子简并度有以下几种相同含义(page9)：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。
激光技术与仪器应用考核试卷
2.激光切割中，焦点位置的变化会影响切割的_______和_______。
3.激光焊接中，激光功率与焊接速度的匹配关系称为_______。
4.激光打标机中，常使用的激光器类型是_______激光器。
5.激光雷达系统的主要组成部分是_______、_______和信号处理器。
A.激光切割
B.激光焊接
C.激光打标
D.激光微加工
14.激光在工业领域的应用不包括：( )
A.材料加工
B.质量检测
C.自动化控制
D.电力供应
15.下列哪种激光器属于气体激光器？( )
A. CO2激光器
B. Nd:YAG激光器
C.半导体激光器
Dห้องสมุดไป่ตู้光纤激光器
16.激光加工中，以下哪种情况可能导致加工效果不佳？( )
10. A
11. D
12. D
13. D
14. A
15. A
16. D
17. A
18. C
19. D
20. B
二、多选题
1. ABCD
2. ABCD
3. ABC
4. ABC
5. ABC
6. ABCD
7. ABCD
8. ABCD
9. ABCD
10. ABC
11. ABC
12. ABC
13. ABCD
14. ABC
D.气体激光器
8.影响激光加工速度的因素有：( )
A.激光功率
B.加工材料
C.激光束的模式
D.机床的进给速度
9.以下哪些是激光测距技术的应用？( )
A.地形测绘
激光原理及应用陈鹤鸣答案
激光原理及应用陈鹤鸣答案1、4．列车员说火车8点42分到站，8点42分指的是时间间隔．[判断题] *对错(正确答案)2、59．1911年，卢瑟福在α粒子散射实验的基础上，提出了原子核式结构模型。
下列关于这个模型的说法中正确的是（）[单选题] *A．原子核位于原子的中心(正确答案)B．电子静止在原子核周围C．原子核带负电D．原子核占据了原子内大部分空3、2．运动员将足球踢出，球在空中飞行是因为球受到一个向前的推力．[判断题] *对错(正确答案)4、53．下列实例中不能用光的直线传播解释的是（）[单选题] *A．水中倒影(正确答案)B．手影的形成C．日食和月食D．小孔成像5、其原因错误的是（）*A.使用的用电器总功率过大B.电路中有断路(正确答案)C.开关接触不良(正确答案)D.电路的总电阻过大(正确答案)6、关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（）[单选题]A．我国家庭电路电压为380VB．发生短路会导致家庭电路中总电流过大(正确答案)C．用湿布擦正在发光的台灯D．在未断开电源开关的情况下更换灯泡7、验电器是实验室里常常用验电器来检验物体是否带电。
用带正电的玻璃棒接触验电器的金属球，可以发现验电器原来闭合的两片金属箔张开一定的角度，如图61所示。
以下判断中正确的是（）[单选题]A．金属球带正电，金箔片都带负电，它们因排斥而张开B．金属球带正电，金箔片都带正电，它们因排斥而张开(正确答案)C．金属球带负电，金箔片都带正电，它们因吸引而张开D．金属球带负电，金箔片都带负电，它们因吸引而张开8、54．如图所示，2019年4月10日人类首张黑洞照片的问世，除了帮助我们直接确认了黑洞的存在外，还证实了爱因斯坦广义相对论的正确性。
下列关于宇宙的描述中，不正确的是（）[单选题] *A．地球是太阳系内的一颗行星B．太阳和太阳系最终会走向“死亡”C．宇宙处于普遍的膨胀之中D．太阳是宇宙的中心(正确答案)9、考虑空气阻力，在空气中竖直向上抛出的小球，上升时受到的合力大于下降时受到的合力[判断题] *对(正确答案)错答案解析：上升时合力等于重力加上空气阻力，下降时合力等于重力减去空气阻力10、在图65的四种情境中，人对物体做功的是（）[单选题]A.提着桶在水平地面上匀速前进B.举着杠铃保持杠铃静止C.用力搬石头但没有搬动D.推着小车前进(正确答案)11、23．三个质量相等的实心球，分别由铝、铁、铜制成，分别放在三个大小相同的空水杯中，再向三个空水杯中倒满水（物体都能浸没，水没有溢出，ρ铝＜ρ铁＜ρ铜），则倒入水的质量最多的是（）[单选题] *A．铝球B．铁球C．铜球(正确答案)D．无法判断12、司机驾车时必须系安全带，这是为了防止向前加速时惯性带来的危害[判断题] *对错(正确答案)答案解析：防止刹车时惯性带来的危害13、关于物质的密度,下列说法正确的是（）[单选题] *A. 一罐氧气用掉部分后,罐内氧气的质量变小,密度不变B. 一只气球受热膨胀后,球内气体的质量不变,密度变大C. 一支粉笔用掉部分后,它的体积变小,密度变小D. 一块冰熔化成水后,它的体积变小,密度变大(正确答案)14、能量在转化过程中是守恒的，所以能源是“取之不尽，用之不竭”的[判断题] *对错(正确答案)答案解析：能量在转化和转移的过程中是有方向的，所以需要节能15、如图59所示，“蛟龙号”载人深潜器是我国首台自主设计、研制的作业型深海载人潜水器，设计最大下潜深度为级，是目前世界上下潜最深的作业型载人潜水器。
激光的原理与应用考题
激光的原理与应用考题一、激光的原理激光是一种特殊的光, 具有单色性、相干性、直接性和高亮度等特点。
它的产生基于激光器的工作原理。
1.如何产生激光？–受激发射：通过外界能量的输入，使得激光介质中的原子或分子跃迁到高能级，然后通过受激辐射从高能级跃迁到低能级，产生光子。
这些光子会引发其他原子或分子的受激辐射，形成连锁反应，最终形成一系列具有相同频率和相干性质的激光光子。
2.激光器的工作原理：–激光介质：使用可受激发射的材料作为储存器。
如固体激光器使用由稀土离子掺杂的晶体作为激光介质，半导体激光器使用半导体材料。
–泵浦源：提供能量以激发激光介质中的原子或分子。
–光学谐振器：包含两个镜子，一个透射镜和一个输出镜。
透射镜使泵浦光进入激光介质，输出镜反射激光光子，从而形成激光光束。
3.激光特性：–单色性：激光是单一频率的光，具有非常窄的频谱线宽。
–相干性：激光是相干光，具有相同相位的光波叠加效应。
–直纹性：激光光束的传播路径很直，光束不会明显发散，可以进行长距离传输。
–高亮度：激光光束具有高亮度，能够产生强烈的光亮。
二、激光的应用激光由于其特殊的光学特性，在许多领域都有广泛的应用。
1.激光切割与焊接：–利用激光的高能量密度和高聚焦度特点，可以将激光用于金属材料的切割。
激光切割具有高精度、速度快、变形小等优点。
–同样地，激光焊接也因其高聚焦度和高能量密度被广泛应用于金属材料的连接和修复工作。
2.激光医学应用：–激光在医学领域具有广泛的应用。
例如，激光可以用于激光手术，通过高能量的激光束进行切割、烧灼或凝固。
–激光也可以用于皮肤美容，通过激光技术可以去除色素沉着、痣、血管病变等。
3.激光测量与检测：–激光测距仪、激光速度仪等激光测量设备利用激光的高度相干性和直纹性进行精确的测量工作。
它们在建筑、工程测量、地质勘探等领域有广泛应用。
–激光雷达则利用激光的束聚性进行遥感测量，广泛应用于气象、地理信息系统等空间观测领域。
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激光原理及应用考试时间:第 18 周星期五 ( 2007年1 月 5日)一单项选择（30分）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）多能级二填空（20分）1.任何一个共焦腔与等价，而任何一个满足稳定条件的球面腔地等价于一个共焦腔。
(4分)2 .光子简并度指光子处于、、、。
（4分）3．激光器的基本结构包括三部分，即、和。
（3分）4．影响腔内电磁场能量分布的因素有、、。
（3分）5．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个。
（2分）6．目前世界上激光器有数百种之多，如果按其工作物质的不同来划分，则可分为四大类，它们分别是、、和。
（4分）三、计算题（ 42分）1．（8分）求He-Ne激光的阈值反转粒子数密度。
已知＝6328Å，1/f()＝109Hz，＝1，设总损耗率为，相当于每一反射镜的等效反射率R＝l－L＝％，＝10—7s，腔长L＝。
2．（12分）稳定双凹球面腔腔长L＝1m,两个反射镜的曲率半径大小分别为R1＝3m求它的等价共焦腔腔长，并画出它的位置。
＝,R23．（12分）从镜面上的光斑大小来分析，当它超过镜子的线度时，这样的横模就不可能存在。
试估算在L＝30cm, 2a= 的He-Ne激光方形镜共焦腔中所可能出现的最高阶横模的阶次是多大？4．4．（10分）某高斯光束的腰斑半径光波长。
求与腰斑相距z=30cm处的光斑及等相位面曲率半径。
四、论述题（8分）1．（8分）试画图并文字叙述模式竞争过程广东工业大学考试试卷 ( B )课程名称: 激光原理及应用考试时间:第 18 周星期五 ( 2007年1 月 5日)一单项选择（30分）1．在一定温度下，自发辐射几率是受激辐射几率的（ B ）倍2．粒子数反转分布状态微观粒子满足（D ）（A）费米分布（B）高斯分布（C）玻尔兹曼分布（D）负温度分布3．碰撞增宽谱线为（ C ）（A）高斯线型（B）抛物线型（C）洛仑兹线型（D）双曲线型谱线的多普勒增宽为53MHz，中心频率所对应的谱线函数极大值为（ A ）4．CO25．平行平面腔在稳定图上的坐标为（ C ）（A）（-1，-1）（B）（0，0）（C）（1，1）（D）（0，1）6．谐振腔的纵模共振频率为（ A ）7．对称共焦腔基模光腰为（ A ）8．对同一种介质，小信号增益系数随（ B ）变化（A）谱线宽度（B）激发功率（C）粒子数密度（D）自发辐射几率9．调Q激光器通常可获得（ C ）量级短脉冲10．红宝石激光器是典型的（ B ）系统（A）二能级（B）三能级（C）四能级（D）多能级二. 填空（20分）1．激光束的基本特性是____________________、______________________________________________________、___________________________。
（4分）2．光和物质相互作用产生受激辐射时，辐射光和照射光具有完全相同的特性，这些特性是指、、和。
（4分）3．激光腔振荡模的特征是、、、。
（4分）4．He-Ne激光器是典型的四能级系统，有三条主要激光谱线，其激光谱线及波长分别为、、。
（6分）5．若光束通过1m长的激光介质以后，光强增大了一倍，此介质的增益系数G为（2分）三、计算题（44 分）1．（8分）静止氖原子谱线中心波长为，求当它以速度向观察者运动时，中心波长变为多大？2．（8分）腔长为的氩离子激光器，发射中心频率＝l014Hz，荧光线宽＝6l08 Hz，问它可能存在几个纵模?相应的q值为多少？ (设=1))3．（20分）某激光器采用平凹腔，腔长L＝1m，凹面镜曲率半径R＝2m。
求：（1）它产生的基模高斯光束的腰斑半径及腰斑位置。
（2）它产生的基模高斯光束的焦参数。
（3）它产生的基模高斯光束的远场发散角。
4，（8分）He-Ne激光器辐射6328Å光波，其方形镜对称共焦腔，腔长L＝。
腔内同时存在，，横模。
若在腔内接近镜面处加小孔光阑选取横模，试问：(1)如只使模振荡，光阑孔径应多大？(2)如同时使，模振荡而抑制振荡，光阑孔径应多大？四．论述题（6分）1．（6分）试述调Q激光器原理激光原理及应用（B）卷答案及评分标准：一．（30分）BDCACAABCB二. （20分）1. 方向性好、单色性好、相干性好、高亮度 (4分)2．相位、频率、偏振态、传播方向。
（4分）3.4． 3S2P （2分）2S2P （2分）3S3P （2分）5． G＝ln2 m-1（2分）三（44分）1（8分）解：由多谱勒效应：，（两者相互接近时，即相向时，）（4分）（4分）2．（8分）解：，（2分，（2分）则可能存在的纵模数有三个，它们对应的q值分别为：，q＋1=1950001， q－1＝1949999 （4分）3（ 20 分）解：(1)它产生的基模高斯光束的腰斑半径及腰斑位置。
（3分）代入各数值得：f = 1cm （1分）又R＝2m＝2L可见此平凹腔为半共焦腔（2分）腰斑半径为：（3分）设平面镜距腰斑位置为,凹面镜距腰斑位置为，则（4分）可见腰斑位置z=0刚好在平面镜处。
（1分）（2）它产生的基模高斯光束的焦参数。
其产生的基模高斯光束的焦参数即为产生高斯光束的共焦腔焦参数，即 f = 1cm （1分）（3）它产生的基模高斯光束的远场发散角：4（8分）模在镜面处的光斑半径为解：(1)TEM00所以光阑孔径应该为（4分）(2)TEM模在镜面处的光斑半径为11所以光阑孔径为（4分）四．（6分）1（6分）答：初始时腔的Q值很低，使腔内的损耗变大，上能级不断积累大量粒子。
当在一定的外界激发功率下，上能级上的粒子数积累到最大值，（3分）突然使谐振腔的Q值变高，这时激光器的阈值突然降低，聚集在上能级上的粒子立即以极高的速度以雪崩的方式跃迁到低能级上，在瞬间形成极高的光脉冲峰值功率。
（3分广东工业大学考试试卷 ( 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.腔长为米,μ=,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＝，λ＝m，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、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＝m，腔长L＝1m，腔镜曲率半径R1=，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？广东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）2（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t m，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，I s为饱和光强。