激光原理复习
激光原理复习知识点
激光原理复习知识点激光原理是激光技术的核心知识之一，它是指光子在受激辐射作用下的放大过程。
下面将详细介绍激光原理的相关知识点。
1.基本概念激光是一种特殊的光，其特点是具有高度的单色性、方向性和相干性。
与常规的自然光不同，激光是一种具有相同频率和相位的光波。
2.受激辐射受激辐射是激光形成的基本原理，它是指当原子或分子受到外界能量激发后，处于激发态的原子或分子会通过辐射的方式从高能级跃迁到低能级，此时会放出光子能量，并与入射光子保持相位一致。
3.激光产生的条件为了产生激光，需要满足以下条件：-有大量的原子或分子处于激发态。
-具有一个能够增加原子或分子跃迁概率的辐射源。
-有一种方法可以让过多的激发态原子或分子跃迁到基态。
4.激光器的结构激光器通常由三个基本部分组成：激活介质、泵浦系统和光学腔。
-激活介质是产生激励能量的介质，如气体、液体或固体。
-泵浦系统是用来提供能量，并将大量原子或分子激发到激发态的装置。
-光学腔是由两个或多个高反射镜组成的光学结构，用来反射和放大光。
5.激光的放大激光的放大是通过在光学腔中来回传播，不断受到受激辐射的作用而增强光波的幅度。
通常，在光学腔中的一个镜子上镀膜，具有高反射率，而另一个镜子具有部分透射和部分反射的特性，用来逐渐放大光。
6.激光的增益介质增益介质是指能够提供光放大的介质，如气体（如CO2、氦氖）、固体（如Nd:YAG）或半导体（如激光二极管）等。
这些介质中的原子或分子通过与激励能量的相互作用，从而达到受激辐射的能量放大。
7.激光的产生方式激光可以通过多种方式产生，其中包括：-激光器：使用激光介质和泵浦系统来产生激光。
-激光二极管：使用半导体材料制成的二极管来产生激光。
-激光腔：使用自激振荡的原理来产生激光。
8.激光的应用激光具有广泛的应用领域，包括但不限于：-激光切割和焊接：激光切割和焊接用于金属加工、制造业等领域。
-激光打印：激光打印用于打印机和复印机等办公设备中。
激光原理复习资料
1，全息照相是利用激光的相干性好特性的照相方法。
2，能够完善解释黑体辐射实验曲线的是普朗克公式,3，什么是黑体辐射？写出公式,并说明它的物理意义。
答：黑体辐射：当黑体处于某一温度的热平衡情况下，它所吸收的辐射能量应等于发出的辐射能量，即黑体与辐射场之间应处于能量（热）平衡状态，这种平衡必然导致空腔内存在完全确定的辐射场，这种辐射场称为黑体辐射或平衡辐射。
公式：物理意义：在单位体积内，频率处于附近的单位频率间隔中黑体的电磁辐射能量。
4，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、受激发射、受激吸收。
5，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相干，原子受激辐射的光与入射光不相干。
B，两个原子自发辐射的同频率的光不相干，原子受激辐射的光与入射光相干。
C，两个原子自发辐射的同频率的光不相干，原子受激辐射的光与入射光不相干。
D，两个原子自发辐射的同频率的光相干，原子受激辐射的光与入射光相干。
6，Einstein系数有哪些？它们之间的关系是什么？答：系数：自发跃迁爱因斯坦系数A21，受激吸收跃迁爱因斯坦系数B12，受激辐射跃迁爱因斯坦系数B21关系：，，f1, f2为E1, E2能级的统计权重(简并度)。
7，自发辐射爱因斯坦系数与激发态E2平均寿命τ的关系为（）A, B, C, D,8，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？答：光的相干性: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：光沿传播方向通过相干长度所需的时间，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。
相干体积：如果在空间体积内各点的光波场都具有明显的相干性，则称为相干体积。
9，光腔的损耗主要有几何偏折损耗、衍射损耗、透射损耗和材料中的非激活吸收、散射、插入物损耗。
激光原理复习提纲
第一章激光的基本原理1.光子的波动属性包括什么？动量与波矢的关系？光子的波动属性包括什么？质量与频率的关系？2概念：相格、光子简并度3光的自发辐射、受激辐射爱因斯坦系数的关系4.形成稳定激光输出的两个充分条件是起振和稳定振荡。
形成激光的两个必要条件是粒子数反转分布和减少振荡模式数5.激光器由哪几部分组成？简要说明各部分的功能。
6.自激振荡的条件？7.简述激光的特点？课后习题：1、5、7、8第二章开放式光腔与高斯光束1.开放式谐振腔按照光束几何偏折损耗的高低，可以分为稳定腔、非稳腔、临界腔。
2.驻波条件，纵模频率间隔3.光线在自由空间中行进距离L时所引起的坐标变换矩阵式什么？球面镜的对旁轴光线的变换矩阵?4.稳定腔的稳定性条件？非稳腔的条件？会计算。
典型的临界腔有哪些？5. 纵模与横模的物理意义.6.共焦腔模式特征（基模镜面上的光斑尺寸，束腰的大小、等相位面的曲率半径、谐振频率、远场发散角）。
高斯球面波在其传输轴线附近可近似看作是一种非均匀球面波。
7.任意一个共焦球面腔与无穷多个稳定球面腔等价，任一稳定腔唯一等价于某一个共焦腔，这里的等价是指行波场相同。
8.高斯光束的q参数在自由空间中的传输规律？q参数通过薄透镜的变换公式为？9.高斯光束束腰的变换公式10.为了使高斯光束获得良好聚焦，通常采用的方法是什么？准直的方法？课后习题：3、5、10、11、24第三章电磁场和物质的共振相互作用1.均匀加宽的机制包括什么？非均匀加宽的机制包括什么？2.说明均匀加宽与非均匀加宽的区别。
3. 对于气体工作物质，主要的加宽类型是由碰撞引起的均匀加宽和多普勒加宽。
其线型函数是什么？两种加宽类型如何过渡？4.能画出三能级系统的结构示意图，说明每个能级的意义。
能列出四能级系统的速率方程组。
5.均匀加宽中，入射光频率1ν偏离中心频率0ν越远，增益系数的饱和作用越弱。
当入射光频率1ν等于中心频率0ν时，增益系数的饱和作用最强 。
激光原理复习自整理详解
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。
激光原理复习知识点
一 名词解释1. 损耗系数及振荡条件:0)(m ≥-=ααS o I g I ,即α≥o g 。
α为包括放大器损耗和谐振腔损耗在内的平均损耗系数。
2. 线型函数：引入谱线的线型函数p v p v v )(),(g 0~=，线型函数的单位是S ，括号中的0v 表示线型函数的中心频率，且有⎰+∞∞-=1),(g 0~v v ，并在0v 加减2v ∆时下降至最大值的一半。
按上式定义的v∆称为谱线宽度。
3. 多普勒加宽:多普勒加宽是由于做热运动的发光原子所发出的辐射的多普勒频移所引起的加宽。
4. 纵模竞争效应：在均匀加宽激光器中，几个满足阈值条件的纵模在震荡过程中互相竞争，结果总是靠近中心频率0v 的一个纵模得胜，形成稳定振荡，其他纵模都被抑制而熄灭的现象。
5. 谐振腔的Q 值:无论是LC 振荡回路，还是光频谐振腔，都采用品质因数Q 值来标识腔的特性。
定义p v P w Q ξπξ2==。
ξ为储存在腔内的总能量，p 为单位时间内损耗的总能量。
v 为腔内电磁场的振荡频率。
6. 兰姆凹陷：单模输出功率P 与单模频率q v 的关系曲线，在单模频率等于0的时候有一凹陷，称作兰姆凹陷。
7. 锁模：一般非均匀加宽激光器如果不采取特殊的选模措施，总是得到多纵模输出，并且由于空间烧孔效应，均匀加宽激光器的输出也往往具有多个纵模，但如果使各个振荡的纵模模式的频率间隔保持一定，并具有确定的相位关系，则激光器输出的是一列时间间隔一定的超短脉冲。
这种使激光器获得更窄得脉冲技术称为锁模。
8. 光波模：在自由空间具有任意波矢K 的单色平面波都可以存在，但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;这种能够存在腔内的驻波成为光波模。
9. 注入锁定：用一束弱的性能优良的激光注入一自由运转的激光器中，控制一个强激光器输出光束的光谱特性及空间特性的锁定现象。
（分为连续激光器的注入锁定和脉冲激光器的注入锁定）。
激光原理复习自整理详解
激光原理复习自整理详解激光（Laser）是指将电能、化学能、光能等不同形式的能量转化为相干单色光束的一种装置。
激光器可精密控制光的时间、空间强度分布，因此被广泛应用于科学研究、医疗、通信、制造等领域。
激光的产生是基于光放大原理和光产生原理。
光放大原理即光在经过光学放大介质时，通过受激辐射过程放大而得到激光。
光产生原理则是指在光学放大介质中，通过受激辐射过程得到的初级激光，再经过多次光放大过程最终得到激光。
下面就详细介绍激光的产生原理。
1.激光器的组成激光器主要由光学谐振腔、激光介质和泵浦源三部分组成。
-光学谐振腔：用于延长光在激光器中的传播距离，增强激光的反射和放大效应。
-激光介质：负责将入射光转化为激光的介质，常见的激光介质有气体、固体和液体等。
-泵浦源：为激光介质提供能量，使其处于各能级的适当分布。
2.可逆过程和受激辐射受激辐射是产生激光的基本原理之一、当激光介质从低能级跃迁到高能级时，如果有一束与该过程产生的光子完全匹配的入射光通过，该过程将被增强。
这是一种受激辐射过程，其与自发辐射（即自发跃迁）形成了对称关系。
3.反射和放大过程激光器中的光线会在光学谐振腔内被多次反射，导致光线的衰减和放大。
谐振腔中有两个镜子，其中一个镜子是半透明的，称为输出镜，另一个镜子是全反射的，称为输入镜。
-当光线经过输出镜时，一部分光经过透射，成为激光器的输出光。
经过透射的光具有激光的特性，即单色、相干和定向等。
-另一部分光线经过反射，回到激光介质中，形成了反射光。
反射光在激光介质中被吸收、放大，然后再次被反射。
这个过程中，入射光不断放大，最终形成激光。
激光产生的过程可以概括为：泵浦源提供能量给激光介质，使其处于激发态；谐振腔内的光经过多次的反射和放大，形成激光。
总之，激光产生的原理是基于光放大和受激辐射过程，通过泵浦源提供能量给激光介质，经过光学谐振腔的多次反射和放大，最终形成相干单色激光。
激光具有独特的光学特性，广泛应用于各个领域。
激光原理复习总结
激光原理复习总结一、填空1、处于同一光子态的光子数叫做光子简并度，它具有以下四种含义为：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、光和物质共振相互作用的三个过程是自发辐射跃迁、受激吸收跃迁、受激辐射跃迁。
其中，跃迁几率只与原子系统性质相关的是自发辐射跃迁，既与原子系统性质相关又与周围辐射场相关的是受激吸收跃迁和受激辐射跃迁。
3、激光的四性包括高的单色性、高的方向性、高的相干性、高的亮度；总结起来，即激光具有高的光子简并度。
4、光学开腔的损耗大致可分为以下四类：几何偏折损耗、衍射损耗、腔镜反射不完全引起的损耗、材料非激活吸收、散射、腔内插入物引起的损耗。
其中，与光模式相关的损耗包括几何偏折损耗、衍射损耗，称为选择性损耗，而与光模式关系不大的损耗有腔镜反射不完全引起的损耗、材料非激活吸收、散射、腔内插入物引起的损耗，称为非选择性损耗。
5、三能级系统所需的阈值能量比四能级所需的要大，损耗对小。
三能级系统的影响要比对四能级的影响。
6、激光调Q的目的是获得脉宽窄、峰值功率高的激光脉冲。
7、典型的稳频方法有兰姆凹陷稳频、可饱和吸收稳频(或反兰姆凹陷稳频 )、塞曼效应稳频、无源腔稳频(F-P标准具稳频)8、激光的频率稳定特性包含频率稳定性和频率复现性。
9、常用的激光调Q方法有机械转镜调Q、电光调Q、声光调Q、可饱和吸收调Q(被动调Q)、脉冲透射式调Q(腔倒空)。
10、为了实现单横模输出，常用的模式选择方法主要有光阑法选横模、谐振腔参数g、N选择法选横模、非稳腔选横模、微调谐振腔法选横模。
11、常用的单纵模选择法有短腔法、行波腔法、F-P标准具法(选择性损耗法)。
12、2N+1个纵模锁定后的峰值功率变为未锁模时得(2N+1)2倍，相邻锁模脉冲极大值的间隔为无源腔纵模间隔的倒数，每个锁模脉冲的宽度为无源腔纵模间隔的(2N+1)倍的倒数。
二、判断（错）3、激光的四大特性并非相互独立的。
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。
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第一章1.激光器的组成部分及作用（1）工作物质（激活物质）：用来实现粒子数反转和产生光的受激发射作用的物质体系。
（2）泵浦源：提供能量，实现工作物质的粒子数反转。
（3）谐振腔：①提供轴向光波模的正反馈②模式选择，保证激光器单模振荡，从而提高激光器的相干性。
2.模式数的计算单色模密度：计算例：封闭腔在5000 Å处单色模密度。
3.光谱宽度的计算其中，为波列长度。
4.本征状态的定义给定空间内任一点处光的运动情况，在初始条件和边界条件确定后，原则上就可求解麦克斯韦方程组，一般可得到很多解，而且这些解的任何一种线性组合都可满足麦克斯韦方程，每一个特解，代表一种光的分布，即代表光的一种本振振动状态。
5.光子简并度的定义光子简并度对应于线度光源λ，在单位时间单位立体角内发出单位频宽的光子数(处于同一个相格中的光子数，处于一个模式中的光子数，处于相干体积内的光子数，处于同一量子态内的光子数，都有相同的含义，均定义为光子简并度)。
并用表示：6.光子简并度与单色亮度之间的关系光源的光子简并度，从微观上反映出光源的单色亮度。
单色亮度：。
光子简并度与单色亮度之间的关系为：7.光子平均能量的表达同一种光子运动状态（或同一种光波模式）的光子平均能量：8.光的自发辐射、受激吸收、受激辐射自发辐射：处于的原子在无外来光子情况下自发地向能级跃迁，发射能量以光辐射形式放出即自发辐射。
特点：自发辐射是仅与原子自身性质有关的随机过程，自发辐射的光在方向、偏振、相位方面都没有确定的关系，因此是不相干的。
受激吸收：原子在外来光子作用下，若，处于的原子由于吸收该光子而受激跃迁到的过程。
特点：受激吸收几率与外来光的频率有严格的选择性，与外来光辐射能量密度大小有关。
外来光频率等于、的间隔所对应的频率时，受激吸收几率最大。
受激辐射：光的受激辐射是受激吸收的反过程。
原子系统在外来光子作用下，若，处于的原子跃迁到，并辐射一个与外来光子相同的光子的过程。
特点：受激辐射与外来光子有关，辐射的光子与引起受激辐射的外来光子有相同的频率、位相、偏振以及传播方向。
通过受激辐射，能够实现同态光子数放大，可以得到高光子简并度的相干光。
9.爱因斯坦三系数的相互关系在热平衡情况下，辐射率和吸收率应相等，即单位时间内物质辐射出的光子数，等于单位时间内被物质吸收的光子数：。
；为自发辐射爱因斯坦系数，为受激吸收爱因斯坦系数，为受激辐射爱因斯坦系数。
、分别表示能级和的简并度，上式称为爱因斯坦关系式。
当简并度=时，则=，即当其他条件相同时，受激辐射和受激吸收具有相同几率。
正常情况下低能级原子数＞高能级原子数，即受激吸收比辐射更频繁发生，且波长越短，自发辐射的几率越大。
10.速率方程理论的优点及局限性优点：速率方程是在不考虑光子的相位特性和光子数的起伏特性情况下，它是全量子化理论的一种简化形式。
速率方程理论主要用于描述激光的光强特性，近似地描述烧孔效应、兰姆凹陷与多模竞争等特性。
局限性：对于增益介质色散等频率特性和与量子起伏有关的激光特性研究，这一理论就不能解释。
11.粒子数反转分布的定义在激光器工作物质内部，由于外界能源的激励，破坏了热平衡，有可能使得处于高能级上的粒子数大大增加，达到＞，这种情况称为粒子数反转分布，也称为集居数反转分布。
12.增益系数的定义光在激活物质内部将越走越强，使该激光工作物质输出的光能量超过入射光的能量，这就是光的放大过程，其放大作用的大小通常用增益系数G来描述。
增益系数相当于光沿着Z轴方向传播时，在单位距离内所增加光强的百分比，其单位为。
13.阈值条件的概念及定义阈值条件（起振条件）：激光器实现振荡所需要的最低条件。
定义式：，式中，为增益系数，L为谐振腔腔长，和分别为量反射镜面的反射率，为除反射镜透射外的每单位长度上平均损耗系数。
14.能量的共振转移的定义当激发态He原子和基态Ne原子发生非弹性碰撞并交换能量而将Ne原子激励到Ne的3s和2s能级，这个过程称为能量的共振转移。
15.激光的特性（解释why）（1）方向性：激光束好的方向性主要是由于激光器受激辐射的机理和光学谐振腔对光束的方向限制所决定。
（2）单色性：原子的激发态总有一定的能级宽度，也总有一定的频率宽度。
谱线宽度和频率宽度越窄，光的单色性越好，激光的谱线宽度可窄到＜微米。
（3）高亮度：普通光源由于定向性很差，因此亮度极低；对于激光器来说，由于谐振腔对光束的方向有限制作用，输出光束的发散角很小，因此定向亮度值很高。
（4）相干性：相干性分为空间相干性和时间相干性。
激光源的光子简并度决定着激光的相干性，光子简并度越高，激光源的相干性越好。
第二章1、光学谐振腔的作用（1）提供光学正反馈作用（放大）：使激活介质中产生的辐射能多次通过介质，当受激辐射提供的增益超过损耗时，在腔内得到放大，建立并维持自激振荡。
光学反馈作用取决于：腔镜反射率和几何形状。
（2）产生对振荡光束的控制作用：表现为对腔内振荡光束的方向和频率的限制。
A、控制腔内振荡光束纵向分布（纵模）：使腔内建立的振荡被限制在腔所决定的少数本征模式中，从而提高单个模式内的光子数，获得单色性好、方向性好的强相干光。
B、控制光束的横向分布持性、光斑大小及发散角等。
C、改变腔内光束损耗2、光学谐振腔的模式通常将谐振腔内可能存在的电磁场本征状态称为腔的模式。
腔的模式就是腔内可区分的光子状态，不同的模对应不同的场分布和振荡频率。
光学谐振腔的模式可分为纵模和横模。
3、谐振腔的谐振频率，其中为均匀介质折射率，为谐振腔腔长，为正整数。
4、纵模（整个一节）（1）定义：通常把由整数q所表征的腔内纵向稳定场分布称为激光的纵模。
（2）纵模频率间隔：腔内两相邻纵模频率之差：5、横模（自再现模）（1）横模定义：腔内电磁场在垂直于其传播方向的横向面内存在稳定的场分布，通常称为横模。
（2）自再现模定义：光束在腔内多次往返传播后形成一种振幅和相位分布不再变化的稳态场，它的相对分布不再受衍射影响，在腔内往返一次能够“自再现”出发时的场分布，这种稳定场分布称为自再现模或横模。
（3）自再现模形成过程：入射光在进入第一个光阑之前，唱的振幅分布沿光阑是均匀的，经第一个光阑后，由于衍射作用将使波阵面发生畸变，部分光偏离原来的传播方向，产生一些衍射瓣，使光波的振幅和相位分布均发生一些变化。
射到光阑以外的光将被黑体屏所完全吸收。
每通过一次光阑，边缘部分的衍射波又被光阑所挡，使边缘强度比中心部分小，且振幅和相位分布又发生新的变化。
通过一系列的光阑后，镜面上来回反射光波的相对振幅和相位分布不再发生变化，由此形成自再现模。
6、光学谐振腔的损耗有哪些类型？（1）选择性损耗（随不同横模而异）：几何损耗、衍射损耗（2）非选择性损耗：腔镜反射不完全引起的损耗（吸收损耗、散射损耗、透射损耗）、非激活吸收散射等其他损耗。
（3）损耗：①几何偏折损耗：与腔的类型、腔的几何尺寸、模式有关。
②衍射损耗：与腔的菲涅尔数、腔的几何参数、横模阶次有关。
③腔镜反射不完全损耗：与腔镜的透射率、反射率有关。
④材料中的非激活吸收、散射、腔内插入物所引起的损耗：与介质材料的加工工艺有关。
7、光子的平均寿命定义：腔内的光强衰减为初始值的1/e所需要的时间。
计算：；为腔的光学长度，C为真空中的光速，为腔损耗。
8、Q值的定义Q值：衡量谐振腔的损耗大小。
普通定义式：；其中为腔内电磁场的振荡频率。
光频谐振腔的一般表达式：；腔的损耗越小，Q值越高。
9、简单光学元件的光线传播矩阵符号规则：(1)X-轴线上方为“+”,-光线指向光轴上方为“+”；(2)折射面/反射面曲率半径R:凹面R>0，凸面R<0；(3)球面波波面曲率半径R:发散R>0，汇聚R<0。
（1）自由空间光线矩阵：（2）薄透镜变换矩阵：（3）球面反射镜：10、谐振腔的稳定性图，稳定腔：。
11、非稳定腔的一般特点优点：（1）大的可控模体积（2）可控的衍射耦合输出（3）易鉴别和控制横模（4）易于得到单端输出和准直的平行光缺点：输出光束截面呈环状，远场暗斑将消失，光强分布不均而显示衍射环。
12、选模技术定义：为了使输出的激光有很好的单色性和相干性，获得基横模、单纵模激光束的技术。
13、横模的选择方法（1）物理基础：不同横模有不同的衍射损耗。
（2）选模原则：在各个横模增益大体相同的条件下，不同横模间衍射损耗有差别，在稳定腔中，基膜的衍射损耗最低，随着横模阶次的增高，衍射损耗将迅速增加。
如果降低基膜的衍射损耗，使之满足阈值条件（基膜的单程增益至少能补偿它在腔内的单程损耗），则其它模因损耗高而不能起振被抑制。
（3）选模方法：A、g参数选模，R增大，谐振腔向临界腔靠近，则高阶模损耗增大速度加快；B、菲涅耳数N选模，a--腔镜口径，a减小则高阶模的损耗增大速度加快；C、小孔光阑法；D、腔内置入透镜法；E、聚焦光阑法；F、望远镜腔选模法；G、非稳腔选模法；14、纵模的选择方法（了解）（1）选模原则：一般谐振腔中有着相同的损耗，但由于频率的差异而具有不同的小信号增益系数。
因此，扩大相邻纵模的增益差或人为引入损耗差是进行纵模选择的有效途径。
（2）纵模选择方法：①色散腔：腔内置入棱镜、光栅、薄透镜。
②短腔法：频率间隔与腔长成反比。
③F-P标准具：对不同波长的光束具有不同的透过率环形行波腔。
④Q开关法第三章1、瑞利长度的定义+计算定义：当时，；即光斑从最小半径增大到，这个范围为瑞利范围。
常取范围为高斯光束的准直范围，从最小光斑处算起的这个长度即瑞利长度。
2、远场发散角的定义+计算定义：时（远场处）高斯光束振幅减小到中心最大值1/e处与z轴的交角（半角）。
（理论上为双曲线的渐近线与光轴的夹角）计算：；为光斑最小半径，f为共焦参数。
3、高斯光束的传输规律（1）球面波在自由空间的传输规律：规定：沿光传输方向的发散球面波的曲率半径为正，会聚球面波的曲率半径为负。
，（2）高斯光束的传输规律：①高斯光束可由波前曲率半径R(z)、光斑半径和位置z中任意两个量来描述。
②高斯光束传输变化规律：光斑和曲率半径如下：光斑半径：波前曲率半径：③已知波前曲率半径R(z)和该位置光斑，可确定束腰位置和大小如下：束腰位置：束腰半径：④高斯光束传输规律：高斯光束的复数曲率半径与普通球面波的曲率半径遵循相同的传输规律。
第四章1、线型函数的定义定义：自发辐射跃迁几率按频率的分布函数。
2、线宽的定义定义：线型函数的半极值点间对应的频谱宽度，记作。
3、光谱线的加宽机制和类型（1）均匀加宽：①自然加宽（寿命加宽）：仅由自发辐射跃迁几率所决定的光谱线加宽。
可以看做是介质中一个孤立、静止的原子在自发辐射时所产生的光谱线加宽，它是自发辐射过程所固有的。
光谱线自然加宽的线型函数为洛仑兹函数。