激光物理答案整理
激光原理课后习题
激光原理课后习题第1章习题1. 简述激光器的基本结构及各部分的作用。
2. 从能级跃迁角度分析，激光是受激辐射的光经放大后输出的光。
但是在工作物质中，自发辐射、受激辐射和受激吸收三个过程是同时存在的，使受激辐射占优势的条件是什么？采取什么措施能满足该条件？3. 叙述激光与普通光的区别，并从物理本质上阐明造成这一区别的原因。
4. 什么是粒子数反转分布？如何实现粒子数反转分布？5. 由两个反射镜组成的稳定光学谐振腔腔长为m，腔内振荡光的中心波长为 nm，求该光的单色性/的近似值。
6. 为使He-Ne激光器的相干长度达到1 km，它的单色性/应是多少？7. 在2cm3的空腔内存在着带宽为 nm，波长为m的自发辐射光。
试问：（1）此光的频带范围是多少？（2）在此频带范围内，腔内存在的模式数是多少？（3）一个自发辐射光子出现在某一模式的几率是多少？8. 设一光子的波长为510-1 m，单色性/=10-7，试求光子位置的不确定量x。
若光子波长变为510-4 m（X射线）和510-8 m（射线），则相应的x又是多少？9. 设一对激光（或微波辐射）能级为E2和E1，两能级的简并度相同，即g1=g2，两能级间跃迁频率为（相应的波长为），能级上的粒子数密度分别为n2和n1。
试求在热平衡时：（1）当=3000 MHz，T=300 K时，n2/n1=?（2）当=1 m，T=300 K时，n2/n1=?（3）当=1 m，n2/n1=时，T=?为1kHz，输出功率P为1 mW的单模He-Ne 10. 有一台输出波长为 nm，线宽s为1 mrad，试问：激光器，如果输出光束直径为1 mm，发散角（1）每秒发出的光子数目N 0是多少？（2）该激光束的单色亮度是多少？（提示，单模激光束的单色亮度为20)(πθννs A PB ?=） 11. 在2cm 3的空腔内存在着带宽为110-4 m ，波长为510-1 m 的自发辐射光。
试问：（1）此光的频带范围是多少？（2）在此频带宽度范围内，腔内存在的模式数是多少？（3）一个自发辐射光子出现在某一模式的几率是多少？第2章习题1. 均匀加宽和非均匀加宽的本质区别是什么？2. 为什么原子（分子，离子）在能级上的有限寿命会造成谱线加宽？从量子理论出发，阐明当下能级不是基态时，自然线宽不仅和上能级的自发辐射寿命有关，而且和下能级的自发辐射寿命有关，并给出谱线宽度与激光上、下能级寿命的关系式。
高中物理光的偏振 激光课后习题答案
高中物理光的偏振激光课后习题答案1.什么是光的偏振现象？光的偏振现象对认识光的本性有什么意义？解析：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光叫作偏振光，偏振光只能通过偏振方向与它振动方向相同的偏振片的现象叫做光的偏振现象，光的偏振现象说明光是一种横波。
从光的偏振概念来分析,偏振现象是横波独有的现象，纵波不会发生偏振现象。
2.市场上有一种太阳镜，它的镜片是偏振片。
为什么不用普通的带色玻璃而用偏振片？安装镜片时它的透振方向应该沿什么方向？利用偏振眼镜可以做哪些实验，做哪些检测？解析：两者的目的都是减少通光量，但普通带色玻璃改变了物体的颜色，而偏振片不会，并且会使看到的景物色彩柔和。
安装镜片时，两镜片的透振方向应相互垂直。
利用偏振镜片可以检验光波是不是横波，也可以检测某一光波是不是偏振光。
比如检测镜面的反射光、玻璃的折射光是不是偏振光。
3.激光是相干光源。
根据激光的这个特点，可以将激光应用在哪些方面？解析：可以将激光应用在检查物体表面平整度和全息照相等方面。
4．一张光盘可以记录几亿个字节，其信息量相当于几千本十多万字的书，其中一个重要的原因就是光盘上记录信息的轨道可以做得很密，1 mm 的宽度至少可以容纳 650 条轨道。
这是应用了激光的什么特性？解析：利用了激光的平行度好的特点。
5．激光可以在很小的空间和很短的时间内聚集很大的能量。
例如一台红宝石巨脉冲激光器，激光束的发散角只有 10-3 rad，在垂直于激光束的平面上，平均每平方厘米面积的功率达到 109 W。
激光的这一特性有哪些应用价值？请你举例说明。
解析：可以利用激光束来切割、焊接以及在很硬的材料上打孔。
医学上可以用激光刀作为“光刀”来切开皮肤、切割肿瘤，还可以用激光“焊接”脱落的视网膜。
激光原理部分习题答案
第二章5）激发态的原子从能级E2跃迁到E1时，释放出m μλ8.0=的光子，试求这两个能级间的能量差。
若能级E1和E2上的原子数分别为N1和N2，试计算室温（T=300K ）时的N2/N1值。
【参考例2-1，例2-2】 解：（1）J hcE E E 206834121098.310510310626.6---⨯=⨯⨯⨯⨯==-=∆λ （2）52320121075.63001038.11098.3exp ---∆-⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯-==T k Eb e N N10）激光在0.2m 长的增益物质中往复运动过程中，其强度增加饿了30%。
试求该物质的小信号增益系数0G .假设激光在往复运动中没有损耗。
104.0*)(0)(0m 656.03.1,3.13.014.02*2.0z 0000---=∴===+=====G e e I I me I I G z G ZzG Z ααα即且解：第三章2．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:1880107501106102262.).(.a L =⨯⨯⨯=λ=δ-- s ..c L c 881075110318801-⨯=⨯⨯=δ=τ输出损耗:1190809850502121.)..ln(.r r ln =⨯⨯-=-=δ s ..c L c 881078210311901-⨯=⨯⨯=δ=τ4.分别按图(a)、(b)中的往返顺序，推导旁轴光线往返一周的光学变换矩阵⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛D C B A ，并证明这两种情况下的)(21D A +相等。
（a ）（b ）解： 矩阵乘法的特点：1、只有当乘号左边的矩阵（称为左矩阵）的列数和乘号右边的矩阵（右矩阵）的行数相同时，两个矩阵才能相乘；这条可记为左列=右行才能相乘。
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。
激光原理答案
激光原理答案测验1.11、梅曼（TheodoreH.Maiman）于I960年发明了世界上第一台激光器一—红宝石激光器，其波长为694.3nm。
其频率为:A：4.74某10^14（14是上标）HzB：4.32某10人14（14是上标）HzC：3.0某10人14（14是上标）Hz您的回答：B参考答案：Bnull满分：10分得分：10分2、下列说法错误的是：A：光子的某一运动状态只能定域在一个相格中，但不能确定它在相格内部的对应位置B：微观粒子的坐标和动量不能同时准确测定C：微观粒子在相空间对应着一个点您的回答：C参考答案：Cnull满分：10分得分：10分3、为了增大光源的空间相干性，下列说法错误的是：A：采用光学滤波来减小频带宽度B：靠近光源C：缩小光源线度您的回答：B参考答案：Bnull满分：10分得分：10分4、相干光强取决于：A：所有光子的数目B：同一模式内光子的数目C：以上说法都不对您的回答：B参考答案：Bnull满分：10分得分：10分5、中国第一台激光器——红宝石激光器于1961年被发明制造出来。
其波长为A：632.8nmB：694.3nmC：650nm您的回答：B参考答案：Bnull满分：10分得分：10分6、光子的某一运动状态只能定域在一个相格中，这说明了A：光子运动的连续性B：光子运动的不连续性C：以上说法都不对您的回答：参考答案：Bnull满分：10分得分：10分7、3-4在2cm的空腔内存在着带宽（A入）为1某10m、波长为0.5m的自发辐射光。
求此光的频带范围A V°A：120GHzB：3某10八18（18为上标）Hz您的回答：B参考答案：Anull满分：10分得分：0分8、接第7题，在此频带宽度范围内，腔内存在的模式数？A：2某10八18（18为上标）B：8某10八10（10为上标）您的回答：A参考答案：Bnull满分：10分得分：0分9、由两个全反射镜组成的稳定光学谐振腔腔长为L腔内振荡光的中心波长为求该光的波长带宽的近似值。
激光原理练习题及答案
激光原理练习题及答案一、选择题1. 激光的产生是基于以下哪种物理现象？A. 光电效应B. 康普顿散射C. 受激辐射D. 黑体辐射答案：C2. 激光器中的“泵浦”是指什么？A. 激光器的启动过程B. 激光器的冷却过程C. 激光器的增益介质D. 激光器的输出过程答案：A3. 以下哪种激光器不是按照工作物质分类的？A. 固体激光器B. 气体激光器C. 半导体激光器D. 脉冲激光器答案：D二、填空题4. 激光的三个主要特性是________、________和________。
答案：单色性、相干性和方向性5. 激光器中的增益介质可以是________、________或________等。
答案：固体、气体或半导体三、简答题6. 简述激光与普通光源的区别。
答案：激光与普通光源的主要区别在于激光具有高度的单色性、相干性和方向性。
普通光源发出的光波长范围较宽，相位随机，方向分散，而激光则具有单一的波长，相位一致，且能沿特定方向高度集中。
7. 解释什么是激光的模式竞争，并说明其对激光性能的影响。
答案：激光的模式竞争是指在激光腔中，不同模式（横模和纵模）之间争夺增益介质提供的增益资源。
模式竞争可能导致激光输出不稳定，影响激光的质量和效率。
通过优化腔体设计和使用模式选择器可以减少模式竞争，提高激光性能。
四、计算题8. 假设一个激光器的增益介质长度为10cm，泵浦效率为80%，增益系数为0.01cm^-1。
计算在不考虑任何损耗的情况下，激光器的增益。
答案：增益 = 增益系数× 增益介质长度× 泵浦效率 = 0.01× 10× 0.8 = 0.89. 如果上述激光器的输出镜的反射率为90%，计算腔内光强每通过一次腔体增加的百分比。
答案：增益百分比 = (1 - 反射率) × 增益 = (1 - 0.9) × 0.8 = 0.08 或 8%五、论述题10. 论述激光在医学领域的应用及其原理。
激光物理答案整理
波的方向和频率。谐振腔内可能存在的频率和方向称为本征模，按频率区分 的称纵模，按方向区分的称横模。两反射镜的曲率半径和间距（腔长）决定 了谐振腔对本征模的限制情况。不同类型的谐振腔有不同的模式结构和限模 特性。 6、形成稳定输出激光的内在条件是什么（激活介质）？外在条件是什么（谐 振腔、与激活介质和谐振腔相匹配的激励能源）？ 能够实现粒子数反转的介质称为激活介质。要造成粒子数反转分布，首先要 求介质有适当的能级结构，其次还要有必要的能量输入系统。 7、原子所发射的每一条光谱线的频率（或波长）并不是单一的，实际的光 谱线都具有一定的宽度，遭成光谱线自然增宽的原因是什么？造成光谱线碰 撞增宽原因是什么？造成光谱线多普勒增宽的原因是什么？某原子的某条 光谱线的谱线宽度又称为荧光线宽，激光物理学中称为光谱线的增益宽度，
＜0时，
为负值，总体表现为光
当
＞0时，
为正值，总体表现为光
的放大；
17、激光的工作物质必须具备合适的能级结构（又称为激活介质），理论和
实验都表明，“三能级系统”（指物质有三个能级参与实现粒子数反转）和
“四能级系统”才能够实现粒子数反转分布的介质（即能实现上能级粒子数
密度 ＞下能级粒子数密度 ）。画出“三能级系统”能级间的辐射跃迁示
质的散热均匀性可以改善纵模的稳定性。 12、要获得单色性和相干性良好的激光，这就要求激光器必须是单纵模并且 是稳定输出。要实现激光由多模振荡转变为单纵模振荡，由不稳定的输出成 为稳定激光输出，就要运用激光的选模（选频）技术和稳频技术来实现. 13、什么是“三能级系统” （指介质中只有三个能级参与实现粒子数反转）、 “四能级系统” （指介质中只有四个能级参与实现粒子数反转）？对各个能 级的“平均能级寿命 ”的要求怎样（ 的大小或是基态?激发态?亚稳态?）? 能级 之间的跃迁情况(辐射跃迁？非辐射跃迁？)？简述“三能级系统”、“四能 级系统”是如何形成“粒子数反转”的？ 课本p32 14、光在谐振腔内往返传播中形成激光纵模（即基横模），它必须满足什么 条件（即形成的主要原因）？ 在激光器中只有增益介质 增益谱宽范围内 的光才可以得到放大输出。 形成高阶横模的主要原因是什么？ 在 光 学 谐振 腔中 为了 使光 能稳 定存 在，必须要满足驻波条件，
激光原理——课后习题解答
因为 与 相比很大，这表示粒子在 能级上停留的时间很短，因此可以认为 能级上的粒子数 ，因此有 。这样做实际上是将三能级问题简化为二能级问题来求解。
由(I)式可得：
代入式(V)得：
由于
所以
红宝石对波长为694.3nm的光透明，意思是在能量密度为 的入射光的作用下，红宝石介质内虽然有受激吸收和受激辐射，但是出射光的能量密度仍然是 。而要使入射光的能量密度等于出射光的能量密度，必须有 为常数，即 ，这样式(VI)变为：
第四章电磁场和物质的共振相互作用
习题
2．设有一台迈克尔逊干涉仪，其光源波长为 。试用多普勒原理证明，当可动反射镜移动距离L时，接收屏上的干涉光强周期地变化 次。
证明：如右图所示，光源S发出频率为 的光，从M上反射的光为 ，它被 反射并且透过M，由图中的I所标记；透过M的光记为 ，它被 反射后又被M反射，此光记为II。由于M和 均为固定镜，所以I光的频率不变，仍为 。将 看作光接收器，由于它以速度v运动，故它感受到的光的频率为：
解：入射高斯光束的共焦参数
根据 ，可得
束腰处的q参数为：
与束腰相距30cm处的q参数为：
与束腰相距无穷远处的q参数为：
16．某高斯光束 =1.2mm， 。今用F=2cm的锗透镜来聚焦，当束腰与透镜的距离为10m、1m、10cm、0时，求焦斑的大小和位置，并分析所得的结果。
解：入射高斯光束的共焦参数
又已知 ，根据
解： 气体在室温(300K)下的多普勒线宽 为
气体的碰撞线宽系数 为实验测得，其值为
气体的碰撞线宽与气压p的关系近似为
当 时，其气压为
所以，当气压小于 的时候以多普勒加宽为主，当气压高于 的时候，变为以均匀加宽为主。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《激光物理学》复习提要1、激光的应用有哪些？举出实际例子，并说明运用了激光的那些特性？激光手术刀。
激光武器。
（高能光束）激光测距高度定向及光束稳定性2、按工作物质来分，激光器的种类主要有哪些？激光器的基本结构由哪几部分组成？根据工作物质物态的不同可把所有的激光器分为以下几大类：①固体激光器（晶体玻璃），这类激光器所采用的工作物质，是通过把能够产生受激辐射作用的金属离子掺入晶体或玻璃基质中构成发光中心而制成的；②气体激光器，它们所采用的工作物质是气体，并且根据气体中真正产生受激发射作用之工作粒子性质的不同，而进一步区分为原子气体激光器、离子气体激光器、分子气体激光器、准分子气体激光器等；③液体激光器，这类激光器所采用的工作物质主要包括两类，一类是有机荧光染料溶液，另一类是含有稀土金属离子的无机化合物溶液,其中金属离子（如Nd）起工作粒子作用，而无机化合物液体（如SeOCl）则起基质的作用；④半导体激光器，这类激光器是以一定的半导体材料作工作物质而产生受激发射作用，其原理是通过一定的激励方式(电注入、光泵或高能电子束注入)，在半导体物质的能带之间或能带与杂质能级之间，通过激发非平衡载流子而实现粒子数反转，从而产生光的受激发射作用；⑤自由电子激光器，这是一种特殊类型的新型激光器，工作物质为在空间周期变化磁场中高速运动的定向自由电子束，只要改变自由电子束的速度就可产生可调谐的相干电磁辐射，原则上其相干辐射谱可从X射线波段过渡到微波区域，因此具有很诱人的前景。
每一种激光器都必须有激励源、工作物质和谐振腔这3个基本组成部分。
3、激光为什么具有很好的单色性、相干性、方向性和高亮度的特点? 试分别阐述激光具有以上这些优越特性的缘故。
为什么说普通光源是非相干光源？激光是相干光源？激光发射的各个光子频率相同，因此激光是最好的单色光源激光是一种单色光，频率范围极窄，发散角很小，只有几毫弧，激光束几乎就是一条直线.由于受激辐射的光子在相位上是一致的，再加之谐振腔的选模作用，使激光束横截面上各点间有固定的相位关系，所以激光的空间相干性很好（普通光源发光特点：每个原子一次发光只能发出频率一定、振动方向一定而程度有限的光波（波列），即原子发光有无序性。
所以同一个原子先后发出的波列之间、不同原子发出的波列之间都没有固定的相位关系，振动方向和频率也不尽相同，故两个独立的普通光源发出的光不是相干光。
4、激光器激励能源（泵浦源）最常见的激励方式有哪些？氦氖激光器所采用的是那种激励方式？红宝石所采用的是那种激励方式？泵浦源，泵浦源也称激励源，是为实现粒子数反转提供能量的装置。
根据激励时间利用的能量形式，泵浦方式有放电激励、光激励(红宝石)、热能激励、化学能激励和核能激励等。
5、光学谐振腔对激光形成起到了什么作用？谐振腔的作用是选择频率一定、方向一致的光作最优先的放大，而把其他频率和方向的光加以抑制. 光学谐振腔的作用有：①提供反馈能量，②选择光波的方向和频率。
谐振腔内可能存在的频率和方向称为本征模，按频率区分的称纵模，按方向区分的称横模。
两反射镜的曲率半径和间距（腔长）决定了谐振腔对本征模的限制情况。
不同类型的谐振腔有不同的模式结构和限模特性。
6、形成稳定输出激光的内在条件是什么（激活介质）？外在条件是什么（谐振腔、与激活介质和谐振腔相匹配的激励能源）？能够实现粒子数反转的介质称为激活介质。
要造成粒子数反转分布，首先要求介质有适当的能级结构，其次还要有必要的能量输入系统。
7、原子所发射的每一条光谱线的频率（或波长）并不是单一的，实际的光谱线都具有一定的宽度，遭成光谱线自然增宽的原因是什么？造成光谱线碰撞增宽原因是什么？造成光谱线多普勒增宽的原因是什么？某原子的某条光谱线的谱线宽度又称为荧光线宽，激光物理学中称为光谱线的增益宽度，比如:氖原子632.8nm谱线的增益宽度=1500MHz:①自然线宽,它是原子的内禀特性(即在跃迁中所涉及到的能级的特性);②多普勒增宽,它是原子无规则热运动的结果;③碰撞增宽,它是原子间相互作用的结果8、爱因斯坦辐射理论：光与物质相互作用三个基本过程？认为光在传播过程和与物质相互作用的过程中，能量不是分散的，而是一份一份地以能量子的形式出现的. 分子的分立能态的稳定分布是靠分子与辐射不断进行能量交换来维持的对于物质中处于较低能级的粒子而言,可以吸收特定频率的光子的能量而跃迁到较高的能级,这种过程,称为粒子对入射光场的受激吸收过程。
通常我们称为吸收过程。
对于物质中处于较高的能级粒子而言,它可以通过两种方式向外界发射出特定频率的光子。
其中一种不依赖于外界光场的方式,自发地辐射出一个特定频率的光子而跃迁到较低能级(即v—F.一F.型宁),此过程称为自发辐射过程;而另一种则是在外界一定频率的光人射作用下,被迫受激地辐射出一个特定频率(与入射光子频率相同)的光子而跃迁到较低能级,此过程称为受激发射过程9、为什么把基模激光束称为高斯光束？试描述高斯光束的光束特性：（1）波阵面上（通常指光束横截面）的振幅（或光强）分布特点？（2）光束传播特点？（提示：从光束的发散情况说明，是平行、发散还是汇聚，光束传播的规律？）（3）该光束波阵面的形状与分布情况？并且画出高斯光束横截面的光强按光斑半径的分布曲线（原点为圆形光斑的中心）。
,激光谐振腔发出的基模辐射场,其横截面的振幅分布遵守高斯函数,故称高斯光束10、在实际应用激光时，需要了解激光器的模式状态。
例如，在全息照相实验中所使用的激光器的模式状态必须是怎样的？（单纵模输出？基横模输出？）11、在激光模谱分析实验中，如果我们观察到激光的模式谱线不稳定，说明其输出谱线的频率不稳定，试说明造成这种现象的主要因素是什么？由于整个驻波腔长发生了变化导致的。
导致腔长变化的因素有很多，但主要的还是激光辐射过程中伴生的热量导致的热透镜效应，所以一般增强增益介质的散热均匀性可以改善纵模的稳定性。
12、要获得单色性和相干性良好的激光，这就要求激光器必须是单纵模并且是稳定输出。
要实现激光由多模振荡转变为单纵模振荡，由不稳定的输出成为稳定激光输出，就要运用激光的选模（选频）技术和稳频技术来实现.13、什么是“三能级系统”（指介质中只有三个能级参与实现粒子数反转）、“四能级系统”（指介质中只有四个能级参与实现粒子数反转）？对各个能级的“平均能级寿命”的要求怎样（的大小或是基态?激发态?亚稳态?）? 能级之间的跃迁情况(辐射跃迁？非辐射跃迁？)？简述“三能级系统”、“四能级系统”是如何形成“粒子数反转”的？14、光在谐振腔内往返传播中形成激光纵模（即基横模），它必须满足什么条件（即形成的主要原因）？在激光器中只有增益介质增益谱宽范围内的光才可以得到放大输出。
形成高阶横模的主要原因是什么？ 在光学谐振腔中为了使光能稳定存在，必须要满足驻波条件，满足驻波条件的波长=2nl/q ，n 为折射率，l 为谐振腔长，q 为整数。
满足谐振条件沿轴线纵向方向形成的驻波场即为谐振腔的本征模式，通常把该本征模式称为谐振腔的纵模，由于q 的取值不受限制，所以初始纵模数很多。
纵模的频率只有落在增益介质的增益谱宽范围内才可以得到放大。
设增益谱范围为x1到x2，则只有满足条件x1<2nl/q<x2的纵模才可以放大输出。
满足上述条件的整数q 的个数就是激光器输出的纵模的个数，当q 的取值只有一个的时候就是单纵模输出，当满足条件的q 的取值不只一个时就形成了多纵模了。
15、爱因斯坦辐射理论指出光与物质相互作用时三个基本过程总是同时存在的。
普通光源与激光只是在一定的条件下，是自发辐射为主的还是以受激辐射为主的光源。
16、了解当光在介质中传播（比如沿轴方向）的规律为，这就是光吸收的朗伯定律；当光在增益介质中传播（比如沿轴方向）的规律，在激光物理中推导得到光强沿轴传播的规律为，为增益介质的增益系数。
其中光吸收系数和增益系数是与介质的能级结构有关的参量。
综合221211()(0)e x p [()()]g I zI n n B f νhνz g c μ=-当＜0时，为负值，总体表现为光的吸收；当＞0时，为正值，总体表现为光的放大；17、激光的工作物质必须具备合适的能级结构（又称为激活介质），理论和实验都表明，“三能级系统”（指物质有三个能级参与实现粒子数反转）和“四能级系统”才能够实现粒子数反转分布的介质（即能实现上能级粒子数密度＞下能级粒子数密度）。
画出“三能级系统”能级间的辐射跃迁示意图，在图中标出，，相应的平均能级寿命、、，并说明那个能级是亚稳态能级、哪个是基态，那个激发态能级的平均寿命较小（或较大）？图中符号“↓”或“↑”以及“戴箭头的虚线”的各能级间跃迁的含义（如抽运、无辐射跃迁、辐射跃迁）是什么?用符号、、标出与间的各能级辐射跃迁）；试简述“三能级系统”是如何实现粒子数反转分布的？（为便于说明，图中可标出各个能级，，以及相应的粒子数密度n 1、n 2、n 3）。
18、对已知腔长的基模激光器和已知输出谱线的增益宽度为，试求其相邻纵模频率间隔是多少？可能形成的纵模个数是多少？对于给定腔镜曲率半径的激光器，计算其相邻横模频率间隔是多少？19、在测量激光器的发散角时，实验中我们测得某激光器的传播距离位置，并测定出光束在该位置的光斑半径为，试计算该激光器的远场发散角为多少弧度（rad）？20、全息照相和普通照相在实验过程中有相同之处，但理论上、实验和再现方法上都有着本质的区别。
普通照相是建立是以光沿直线传播为基础的理论，而全息照相是建立是以光的干涉为基础的理论；普通照相拍摄时，只记录物光波的振幅信息，而全息照相不仅记录了物光波的振幅信息，而且还记录了物光波的相位信息，因此记录的是物光波的全部信息；无论物体是三维的还是平面的，普通照相的照片的像都是平面的，全息照相由于记录了物光波的全部信息，若物体是三维的，再现全息图时则将看到与原物完全一样的立体图像。