华中科技大学839激光原理考研大纲

华中科技大学839激光原理考研大纲
华中科技大学839激光原理考研大纲

华中科技大学硕士研究生入学考试《激光原理》考试复习大纲

一、课程名称:

激光原理与技术

Laser Principle and Technology

二、课程编码:

三、学分与学时:64/4

四、先修课程:量子力学、几何光学、物理光学

五、课程教学目标:

《激光原理与技术》课程是光电子专业本科生的专业基础课,其教学目标是使学生能够掌握本课程的基本理论、基本分析方法和基本技能。初步具备应用所学到的基本理论和方法分析和解决本专业的一般性问题。

六、适用学科专业:高等院校光电子技术、光通讯、光电器件应用物理等本

科专业。

七、基本教学内容与学时安排:

第一章绪论(4学时)

一、激光的诞生及发展

二、激光产生的机理

三、激光的特性

四、激光器实例

第二章光线矩阵及高斯光束(10学时)

一、光线的传播

1.光线矩阵

2.双周期性透镜波导

3.相同周期性透镜波导

4.光线在反射镜之间的传播

二、光束在均匀介质中传输

1.均匀介质中的基本高斯光束

2.ABCD法则

3.高斯光束在透镜波导中的传输

4.均匀介质中的高阶高斯光束

三、高斯光束的变换

1.高斯光束通过薄透镜的传输

2.高斯光束的聚焦、准直和匹配

3.高斯光束的自再现变换与稳定球面腔

第三章激光谐振腔(10学时)

一、光学谐振腔的稳定性条件

1.光学谐振腔的稳定性

2.光学谐振腔的构成与分类

3.光学谐振腔的作用

二、光学谐振腔的模式

1.光学谐振腔中光波模的谐振频率

2.光学谐振腔内的多纵模振荡和单纵模的选取3.纵模的频率漂移

三、平行平面腔的迭代法

1.开腔衍射理论的分析方法

四、平稳定球面腔

1.对称共焦腔的模式

2.一般稳定球面腔与对称共焦腔的等价性

3.一般稳定球面腔的模式

4.非稳定球面腔

第四章光场与物质的相互作用(8学时)

一、光场与物质相互作用的理论

1.光场与物质相互作用的理论体系

2.电介质的极化

3.原子自发辐射的经典模型

二、谱线加宽与线型函数

1.光谱线的频率分布

2.爱因斯坦辐射系数在谱线加宽时的修正

3.原子与有谱线线宽辐射场的相互作用

三、均匀加宽和非均匀加宽

四、激光器的速率方程理论

1.三能级速率方程组

2.四能级速率方程组

第五章连续和脉冲激光器的运行特性(8学时)

一、小信号增益系数

1.增益系数正比于反转粒子数

2.增益系数与入射光场频率的关系二、均匀加宽时的增益饱和

1.增益饱和现象及其物理机制

2.均匀加宽条件下反转粒子数的饱和

3.均匀加宽条件下的大信号增益

三、均匀加宽时的增益饱和

1.非均匀加宽条件下反转粒子数的饱和2.非均匀加宽条件下的大信号增益四、连续激光器的稳态工作特性

1.激光器的阈值条件

2.稳态工作时的腔内光强

3.连续激光的输出功率和最佳透过率

华中科技大学激光原理2002-2015历年真题

华科考研激光原理2002--2015真题 2015年(839) 一、简单 1、激光产生的必要条件? 2、激光的四种特性?选择一种说明其用途 3、谐振腔的稳区图,并写明稳定腔和非稳腔的位置 4、四能级系统速率方程和图示 二、共焦腔与一般稳定腔的对应计算 三、行波腔的均匀加宽和多普勒加宽的最大输出功率计算 四 2015激光原理(900) 一、简答题 1、△n 大于0,激光器是否能够产生自激振荡? 2、光学谐振腔的结构和作用 3、共焦腔与一般腔的等价性 4、均匀加宽与非均匀加宽的特点 5、连续激光器从开始振荡到产生稳定输出增益系数的变化情况 6、光学模式以及横模和纵模 二、三能级四能级的本质区别,以及为什么四能级更容易产生粒子数反转

三、三能级能级示意图,速率方程 四、稳定腔,非稳腔,临界腔计算判断(很简单) 五,光线传输矩阵相关的题 2014年 一.解释题 1.描述自然加宽和多普勒加宽的成因,说明他们属于什么加宽类型。(15) 2.描述一般稳定腔和对称共焦腔的等价性。(15) 3.增益饱和在连续激光器稳定输出中起什么作用? 谱线加宽是怎样影响增益饱和特性的?(15) 4.说明三能级系统和四能级系统的本质区别,哪个系统更容易形成粒子数反转,为什么?(15) 二.解答题 1. 一个折射率为η,厚度为d 的介质放在空气中,界面是曲率半径为R 的凹面镜和平面镜。 (1)求光线从空气入射到凹面镜并被凹面镜反射的光线变换矩阵。 (2)求光线从凹面镜进入介质经平面镜反射再从凹面镜射出介质的光线变换矩阵。 (3)求光线从凹面镜进入介质再从平面镜折射出介质的光线变换矩阵。(25) 2. 圆形镜共焦腔的腔长L=1m ,(1)求纵模间隔q υ?,横模间隔m υ?,n υ?. (2)若在增益阈值之上的增益线宽为60Mhz ,问腔内是否可能存在两个以上的纵模震荡,为什么?(25) 3. 虚共焦型非稳腔的腔长L=0.25m ,由凹面镜M1和凸面镜M2组成,M2的曲率半径和直径为m R 12-=,cm a 322=,若M2的尺寸不变,要求从M2单端输出,则M1的尺寸为多少;腔的往返放大率为多少。(20) 4. 某连续行波激光放大器,工作物质属于均匀加宽型,长度是L ,中心频率的小信号增益为m G ,初始光强为0I 中心频率饱和光强为s I ,腔内损耗系数为i α (m i G <<α),试证明有:

激光原理复习题答案

激光原理复习题 1. 麦克斯韦方程中 0000./.0t t μμερε????=-???????=+????=???=?B E E B J E B 麦克斯韦方程最重要的贡献之一是揭示了电磁场的在矛盾和运动;不仅电荷和电流可以激发电磁场,而且变化的电场和磁场也可以相互激发。在方程组中是如何表示这一结果? 答:(1)麦克斯韦方程组中头两个分别表示电场和磁场的旋度,后两个分别表 示电场和磁场的散度; (2) 由方程组中的1式可知,这是由于具有旋度的随时间变化的电场(涡旋 电场),它不是由电荷激发的,而是由随时间变化的磁场激发的; (3)由方程组中的2式可知,在真空中,,J =0,则有 t E ??=? 00B *εμ ;这表明了随时间变化的电场会导致一个随时间变化的磁场;相反一个空间变化的磁场会导致一个随时间变化的电场。这 种交替的不断变换会导致电磁波的产生。 2, 产生电磁波的典型实验是哪个?基于的基本原理是什么? 答:产生电磁波的典型实验是赫兹实验。基于的基本原理:原子可视为一个偶 极子,它由一个正电荷和一个负电荷中心组成,偶极矩在平衡位置以高频做周期振荡就会向周围辐射电磁波。简单地说就是利用了振荡电偶极子产生电磁波。 3 光波是高频电磁波部分,高频电磁波的产生方法和机理与低频电磁波不同。对于可见光围的电磁波,它的产生是基于原子辐射方式。那么由此原理产生的光的特点是什么? 答:大量原子辐射产生的光具有方向不同,偏振方向不同,相位随机的光,它们是非相干光。 4激光的产生是基于爱因斯坦关于辐射的一般描述而提出的。请问爱因斯坦提出了几种辐射,其中那个辐射与激光的产生有关,为什么? 答:有三种:自发辐射,受激辐射,受激吸收。其中受激辐射与激光的产生有 关,因为受激辐射发出来的光子与外来光子具有相同的频率,相同的发射 方向,相同的偏振态和相同的相位,是相干光。

2017年 华中科技大学 755药学综合(一) 硕士研究生招生考试大纲

华中科技大学硕士研究生入学考试《药学综合(一)》 考试大纲 (科目代码:755) 一、考试性质 药学综合是报考我校药学专业硕士研究生的一门综合基础课程,由有机化学、分析化学和药理学三门课程组成。旨在考察学生对药学基础课程基本概念、理论以及各方面知识的掌握程度,为进一步学习药学相关课程打下基础。 二、考试形式与试卷结构 1、答卷方式:闭卷、笔试 2、答题时间:180分钟 3、题型比例:单选题 50% 简答题 30% 论述题 20% 三、考查要点 有机化学部分 本课程理论部分着重介绍有机化学的基本结构理论、各类化合物的结构、命名、性质和合成等方面的知识,强调学生灵活运用有机基本理论来解释、分析实验现象、结果的能力。通过本课程的学习,要求学生:(1)掌握各类有机化合物的命名法、有机化合物的异构现象(碳链、位置及官能团异构、构象、顺反及对映异构);(2)应用价键理论和共振论的基本概念,理解典型有机化合物的基本结构;(3)掌握立体化学的基本知识和基本理论;(4)能运用电子效应(诱导与共轭)理论,理解结构与性质的关系,解释某些有机反应的问题;(5)初步掌握碳正离子、碳负离子、碳游离基、碳烯等活性中间体及其在有机反应中的作用;(6)掌握重要亲核取代、亲电取代、亲电加成、亲核加成和游离基反应的历程,并能初步运用以解释相应的化学反应。(7)掌握各类有机化合物的基本性质与重要有机化学反应:取代、加成、消除、氧化、酯化、酰化、脱羧、偶联等反应,以及它们在有机合成上的初步运用。 第一章绪论 1、有机化合物的分类和构造式的表达;

2、有机酸碱的概念。 重点内容:有机酸碱理论。 第二章烷烃和环烷烃 1、烷烃和环烷烃的分类、命名、构造异构; 2、烷烃的结构与构象分析; 3、烷烃的化学反应:氧化、热裂解和卤代反应;卤代反应机理、反应进程与能量关系、过渡态理论对理解有机反应机理的促进; 4、环烷烃的结构与化学性质:活泼性(开环及开环方向)与环大小的关系; 5、环己烷及取代环己烷的构象(船式和椅式、a键和e键)。 重点内容:自由基取代反应、构象分析、小环化合物的化学特性。 第三章烯烃 1、烯烃的异构:碳链异构、位置异构、顺反异构(含两个或更多个双键的异构)。 2、烯烃的命名:(系统命名) 3、烯烃的化学性质:加成反应(加氢、卤化氢、硫酸、水、次卤酸、硼氢化反应)。氧化反应(高锰酸钾氧化、臭氧氧化)。聚合反应,α-H的卤代反应。 4、烯烃加成反应历程:(正碳离子、翁离子),马氏定则的理论解释(用诱导效应和正碳离子的稳定性进行解释)。 5、碳正离子的结构、相对稳定性和重排; 6、烯烃制备:炔烃的还原;醇的失水;卤烷脱卤化氢。 重点内容:亲电加成反应及其历程。 第四章炔烃和二烯烃 1、炔烃和二烯烃的结构、分类和命名。 2、炔烃的化学性质:加成反应(加氢、卤素、卤化氢、水、醇),氧化反应,炔烃的活泼氢反应。 3、共轭二烯烃的化学性质(1.2加成与1.4加成、烯丙基碳正离子的稳定性、速度控制与平衡控制),1、4——加成反应(用共振论解释),Diels-Alder反应电环化反应。 4、共轭效应。 重点内容:炔烃的亲电加成反应、二烯烃的共轭加成、共轭效应。 第五章立体化学基础 1、平面偏振光及比旋光度;

华中科技大学激光原理考研题库及复习资料

华中科技大学《激光原理》考研题库及答案 1.试计算连续功率均为1W 的两光源,分别发射λ=0.5000m ,ν=3000MHz 的光,每秒从上能级跃迁到下能级的粒子数各为多少? 答:粒子数分别为:188346 341105138.210 31063.6105.01063.61?=????=? ?= =---λ ν c h q n 23 9 342100277.510 31063.61?=???==-νh q n 2.热平衡时,原子能级E 2的数密度为n 2,下能级E 1的数密度为n 1,设21g g =,求:(1)当原子跃迁时相应频率为ν=3000MHz ,T =300K 时n 2/n 1为若干。(2)若原子跃迁时发光波长λ=1 ,n 2/n 1=0.1时,则温度T 为多高? 答:(1)(//m n E E m m kT n n n g e n g --=)则有:1]300 1038.11031063.6exp[2393412≈?????-==---kT h e n n ν (2)K T T e n n kT h 36 23834121026.61.0]1011038.11031063.6exp[?=?=???????-==----ν 3.已知氢原子第一激发态(E 2)与基态(E 1)之间能量差为1.64×l0-18J ,设火焰(T =2700K)中含有1020个氢原子。设原子按玻尔兹曼分布,且4g 1=g 2。求:(1)能级E 2上的原子数n 2为多少?(2)设火焰中每秒发射的光子数为l08 n 2,求光的功率为多少瓦? 答:(1)1923 18 1221121011.3]2700 1038.11064.1exp[4----?=???-?=?=??n n e g n g n kT h ν 且202110=+n n 可求出312≈n (2)功率=W 918810084.51064.13110--?=??? 4.(1)普通光源发射λ=0.6000 m 波长时,如受激辐射与自发辐射光功率体

激光原理MOOC答案详解

1.2 1 谁提出的理论奠定了激光的理论基础? ?A、汤斯 ?B、肖洛 ?C、爱因斯坦 ?D、梅曼 正确答案:C 我的答案:C得分: 10.0分 2 氢原子3p态的简并度为? ?A、2 ?B、10 ?C、6 正确答案:C 我的答案:C得分: 10.0分 3 热平衡状态下粒子数的正常分布为: ?A、处于低能级上的粒子数总是等于高能级上的粒子数?B、处于低能级上的粒子数总是少于高能级上的粒子数?C、处于低能级上的粒子数总是多于高能级上的粒子数正确答案:C 我的答案:C得分: 10.0分 4 原子最低的能量状态叫什么? ?A、激发态 ?B、基态 ?C、.亚稳态 正确答案:B 我的答案:B得分: 10.0分 5 对热辐射实验现象的研究导致了? ?A、德布罗意的物质波假说 ?B、爱因斯坦的光电效应

?C、普朗克的辐射的量子论 正确答案:C 我的答案:A得分: 0.0分 6 以下关于黑体辐射正确的说法是: ?A、辐射的能量是连续的 ?B、黑体一定是黑色的 ?C、 辐射能量以hν为单位 正确答案:C 我的答案:C得分: 10.0分 7 热平衡状态下各能级粒子数服从: ?A、A. 高斯分布 ?B、玻尔兹曼分布 ?C、正弦分布 ?D、余弦分布 正确答案:B 我的答案:B得分: 10.0分 8 以下说法正确的是: ?A、受激辐射光和自发辐射光都是相干的 ?B、受激辐射光和自发辐射光都是非相干的 ?C、受激辐射光是非相干的,自发辐射光是相干的 ?D、受激辐射光是相干的,自发辐射光是非相干的正确答案:D 我的答案:D得分: 10.0分 9 下列哪个物理量不仅与原子的性质有关,还与场的性质有关??A、自发跃迁几率 ?B、受激吸收跃迁几率 ?C、受激辐射跃迁爱因斯坦系数 正确答案:B 我的答案:B得分: 10.0分 10

华中科技大学电子技术基础考纲

华中科技大学硕士研究生入学考试《电子技术基础》 考试大纲 一、考试说明 1. 考试性质 该入学考试是为华中科技大学电子科学与技术一级学科招收硕士研究生而设置的。它的评价标准是高等学校优秀本科毕业生能达到的及格或及格以上水平,以保证被录取者具有较好的电子技术理论基础。 考试对象为参加2010年全国硕士研究生入学考试的考生。 3. 评价目标 本课程考试的目的是考察学生对电子技术的基本概念、基本原理和基本方法的掌握程度和利用其解决电子技术领域相关问题的能力。 4. 考试形式与试卷结构 (1)答卷方式:闭卷,笔试。 (2)答题时间:180分钟。 (3)各部分内容的考查比例:满分150分。 模拟电子技术40% 数字电子技术60% (4)题型:以分析、计算题为主。 5. 参考书目 康华光,陈大钦. 《电子技术基础》,高等教育出版社。 二、考察要点 1.基本半导体器件 PN结的形成,半导体二极管、半导体三极管和半导体场效应管工作原理,晶体管的开关作用,TTL门电路,MOS门电路 2.基本放大电路 微变等效电路,反馈的基本概念及类型判断,负反馈对放大电路性能的影响,频率特性,多级放大电路及其级间耦合,差动放大电路,场效应管及其放大电路3.集成运算放大器

比例运算、加法运算、减法运算、积分运算、微分运算、有源滤波、采样保持、电压比较 4.稳压电源和功率放大电路 整流滤波与反馈式稳压电源,开关稳压电源,乙类互补与甲乙类功率放大电路 5.数字逻辑与组合逻辑电路 逻辑代数及逻辑运算,逻辑函数的简化,组合逻辑电路的分析与设计,编码器,译码器,数据选择器,数值比较器,加法器 6.时序逻辑电路与集成器件 RS触发器,D触发器,JK触发器,T触发器,同步时序逻辑电路的分析及设计,计数器、移位寄存器,随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可编程逻辑器件 7.信号发生与转换 正弦波振荡器,多谐振荡器,单稳态触发器,施密特触发器,555集成定时器,D/A转换器,A/D转换器。

锁模脉冲激光器概述

锁模脉冲激光器概述 张斌 北京工业大学 应用数理学院 010611班 指导教师:宋晏蓉 摘要 本文概述了锁模激光器的发展历史和发展方向、激光超短脉冲技术的分类及应用。 关键词 锁模,脉冲,激光器 一、引言 自从1964年第一台锁模激光器问世以来,超短脉冲激光器的研制工作已有了飞速发展,到目前为止已经可产生脉宽几个飞秒,峰值功率TW (1012瓦)级,激光波长从紫外到红外的全光谱范围的超短、超强脉冲激光器。缩短脉冲激光器脉冲宽度的方法主要经历了三次革新,即调Q 脉冲激光器阶段、主动、被动锁模激光器阶段和克尔锁模激光器阶段。随着超短脉冲激光技术的飞速发展,目前人们已能从克尔透镜锁模(KLM )的掺钛蓝宝石飞秒激光器中直接产生脉冲宽度不到两个光学周期的激光脉冲(对于800nm 的中心波长,一个光学周期约等于2.17fs )。同时在得到高峰值功率的脉冲输出方面也作了很多尝试,目前利用啁啾脉冲放大技术(CPA )所能获得的最高脉冲峰值功率已经突破了200TW [1]。由于输出的脉宽窄、峰值功率高、光谱范围宽这些特点,使超短脉冲激光器广泛应用于各个领域。如高峰值功率的脉冲激光器被用于产生高次谐波,用于“水窗”和X 射线的应用中。而高重复率的脉冲激光器在信息处理、通信(波分复用)、互联网及光全息技术、激光光谱等领域中均有广泛用途。也正是由于这些重要领域对超短光脉冲源的需求,促使从事激光领域研究的人们一直在不断努力探索,用各种手段,各种方法得到脉宽越来越窄,峰值功率越来越高,波长范围连续可调并覆盖全波段的相干光脉冲,并不断地改进其锁模方式和泵浦方式,使激光器向小型化、全固化方向发展。 二、锁模脉冲激光器的发展历史 自本世纪60年代第一台激光器诞生以来,由于此新型光源具有以前光源所不具有的优点,如单色性好、相干性好、高亮度等,使激光技术得到了飞速发展,其中发展的一个重要方向是缩短输出脉冲宽度,就锁模脉冲激光技术领域来研究,大致可以分为四个发展阶段: 60年代中期~为第一阶段,其特征是各种锁模理论的建立和各种锁模方法的试验探索。这属于超短激光脉冲的初始阶段。 s 910?s 1010?70年代中后期10-11~10-12s 为第二阶段,其特征是各种锁模方式和理论(如主动锁模、被动锁模、同步泵浦锁模等)逐步成熟,并在物理和化学领域展开了皮秒(10-12s )级的初步应用。 80年代为第三阶段,其主要特征是脉冲宽度已进入飞秒(10-15s )阶段。它是以所谓碰撞锁模染料激光器为主要代表,该激光器就其基本的锁模原理来说依然为被动锁模,在锁模机理和方法上并没有根本突破,但是由于脉冲的碰撞效应,使该激光器不仅能够产生,而且能够稳定地运转在飞秒量级。这展开了超快激光极其重要和十分活跃的新研究领域—飞秒激光技术与科学。 90 年代初开始了超短激光脉冲的第四阶段。这一阶段的主要特征并不表现脉冲宽度的进一步压缩,而是在产生飞秒激光的介质方面有新突破。具有突破性的研究是1991年,D. E. Spence [2]等人利

2018华中科技大学851 运筹学一考试大纲

2018华中科技大学851 运筹学一考试大纲 第一部分考试说明 一、考试性质 全国硕士研究生入学考试是为高等学校招收硕士研究生而设置的。其中运筹学是为管理科学各专业考生设置的专业基础课程考试科目,属招生学校自行命题性质。其评分标准是高等学校优秀本科生能达到的及格或及格以上水平,以保证被录取者具有坚实的运筹学与管理科学基本理论和较强的分析实际问题的能力,有利于招生学校在专业上择优录取。 二、考试的学科范围 应考范围包括:线性规划、动态规划、整数与网络规划。具体考查要点详见本纲第二部分。 三、评价目标 运筹学考试的目标在于考查学生运筹学的基本概念、基本理论和方法的掌握以及对实际问题的分析、建立必要的数学模型和求解问题的能力。考生应能: 1.正确理解运筹学中的基本概念和基本理论。 2.正确分析实际问题并建立相应的数学模型。 3.掌握求解运筹学中常见问题的方法。 4.能正确的解释所求问题的计算结果。 四、考试形式与考卷结构 答卷形式:闭卷、笔试;试卷中的所有题目全部为必答题。 答题时间:180分钟。 试卷分数:满分为150分。 试卷结构及考查比例:试卷主要分为三部分,即:问题建模40%,基本理论和方法40%,分析题20%。 第二部分考查要点 1 线性规划 线性规划问题及其数学模型。线性规划问题:图解法、解的基本性质、单纯形法的基本原理、线性规划、对偶理论及对偶单纯形法、灵敏度分析、运输问题。 2动态规划 多阶段决策问题、动态规划基本方程、动态规划的递推方法、解析法和数值法。 3整数规划

整数规划问题的数学模型;分枝定界法与割平面法的基本原理;0-1规划问题与隐枚举法;分配问题。 4图与网络规划 图与网络的基本概念,树与最小树问题,最短路问题,网络最大流问题,最小费用最大流问题。 5存贮论 确定型存贮模型,随机型存贮模型

激光原理第七章答案

第七章 激光特性的控制与改善 习题 1.有一平凹氦氖激光器,腔长0.5m ,凹镜曲率半径为2m ,现欲用小孔光阑选出TEM 00模,试求光阑放于紧靠平面镜和紧靠凹面镜处的两种情况下小孔直径各为多少?(对于氦氖激光器,当小孔光阑的直径约等于基模半径的3.3倍时,可选出基模。) 解:腔长用L 表示,凹镜曲率半径用1R 表示,平面镜曲率半径用2R 表示,则 120.5m ,2m ,L R R ===∞ 由稳定腔求解的理论可以知道,腔内高斯光束光腰落在平面镜上,光腰半径为 0121 4 1 ()] 0.42m m w L R L = = -≈ 共焦参量为2 207 0.420.87m 632810 w f ππλ -?= = ≈? 凹面镜光斑半径为 10.484m m w w w ==≈ 所以平面镜端光阑直径为 03.3 1.386m m D w =?=平 凹面镜端光阑直径为 13.3 1.597m m D w =?=凹 2.图7.1所示激光器的M 1是平面输出镜,M 2是曲率半径为8cm 的凹面镜,透镜P 的焦距F =10cm ,用小孔光阑选TEM 00模。试标出P 、M 2和小孔光阑间的距离。若工作物质直径是5mm ,试问小孔光阑的直径应选多大? 图 7.1 1 2

解:如下图所示: 1 2 P 小孔光阑的直径为: 3 1.0610100 2 2mm 0.027mm 2.5 f d a λππ-??==? ≈? 其中的a 为工作物质的半径。 3.激光工作物质是钕玻璃,其荧光线宽F ν?=24.0nm ,折射率η=1.50,能用短腔选单纵模吗? 解:谐振腔纵模间隔 2 22q q c L L νηλ λη?=?= 所以若能用短腔选单纵模,则最大腔长应该为 2 15.6μm 2L λ ηλ = ≈? 所以说,这个时候用短腔选单纵模是不可能的。 6.若调Q 激光器的腔长L 大于工作物质长l ,η及' η分别为工作物质及腔中其余部分的折射率,试求峰值输出功率P m 表示式。 解:列出三能级系统速率方程如下: 2121 (1) 2 (2) R dN l N cN n dt L d n N n dt στσυ=?-'?=-? 式中,()L l L l ηη''=+-,η及' η分别为工作物质及腔中其余部分的折射率,N 为工作物质中的平均光子数密度,/,/R c L c υητδ'==。 由式(1)求得阈值反转粒子数密度为:

华中科技大学考研考试大纲

华中科技大学硕士研究生入学考试《机械设计基础》大纲 第一部分考试说明 一、考试性质 机械设计基础(机械原理与机械设计)是讲授机械产品设计中共性问题的一门主干技术基础课,为适应现代自动化机械设计在机构与结构创新设计与强度计算方面的要求,本课程着重考核常用机构和零部件的工作原理和简单的设计方法,机构选型与零部件强度计算与结构设计的原则,创新设计的思维方法等。 二、考试形式与试卷结构 1.答卷方式:闭卷,笔试 2.答卷时间:180分钟 3.各部分内容的考试比例 常用机构的特点分析计算与设计,机构平衡与动力学设计45% 常用零部件的类型、受力分析、强度计算与结构设计 45% 综合应用 10% 4.题型比例 概念题 10%计算题 40% 设计题 40% 综合题 10% 5.参考书目 (1)《机械原理》,杨家军主编,华中科技大学出版社,2009 (2)《机械设计(第二版)》,钟毅芳、吴昌林、唐增宝主编,华中科技大学出版社,2001 (3)《机械设计与机械原理考研指南》彭文生,杨家军主编,华中科技大学出版社,2002 第二部分考查要点 1.机械系统与机械组成的基本概念 2.平面机构具有确定运动的条件 3.平面四杆机构设计中的一些共性问题,平面连杆机构的设计 4.从动件常用运动规律的特点,盘形凸轮机构基本尺寸的确定、盘形凸轮轮廓曲线的设计方法 5.渐开线的特点,渐开线直齿圆柱齿轮机构和斜齿圆柱齿轮机构的基本参数及尺寸计算,渐开线直齿圆柱齿轮机构的啮合传动、直齿锥齿轮机构的特点,变位齿轮传动 6.周转齿轮系及复合齿轮系传动比计算 7.间歇运动机构的基本概念,其他机构的特点与应用 8.机构平衡的基本方法与机构的动力学设计 9. 机构的创新设计原理与方法 10. 机械设计中的强度问题,载荷及应力的分类 11.齿轮传动的失效形式,直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、直齿锥齿轮传动的受力分析及计算载荷,齿轮传动的强度计算 12. 蜗杆传动的受力分析及强度计算 13. 挠性传动的特点及设计方法 14. 轴的结构设计及强度计算方法 15 非液体摩擦滑动轴承及液体摩擦滑动轴承设计中的一些基本方法和概念 16. 滚动轴承类型、选择、受力分析、寿命计算及支承部件的组合设计 17. 联轴器、离合器、键联接、弹簧的基本特点 18. 螺纹联接的类型及特点,螺纹联接的强度计算,螺栓组联接的受力分析

《激光原理与激光技术》习题答案完整版(北京工业大学出版社)

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: 1880107501106102 262.) .(.a L =???=λ=δ-- s ..c L c 8 81075110318801-?=??=δ=τ 6 86 810 113107511061010314322?=??????=πντ=--....Q c MHz .Hz ...c c 1910191075114321216 8 =?=???=πτ= ν?- 输出损耗: 1190809850502121.)..ln(.r r ln =??-=-=δ s ..c L c 8 81078210 311901-?=??=δ= τ 6 86 810 964107821061010314322?=??????=πντ=--....Q c MHz .Hz ...c c 75107510 78214321 2168 =?=???=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 150105112103288=?=??==ν? 11]1150 1500 []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。 解: cm L 60155.130=+?=' s 106.36610 30.01π0.6c L 8 8c -?=??='=δτ 2.5M H z 10 6.3663.1428 c c =???= = -1 21πτν? (6)氦氖激光器相干长度1km ,出射光斑的半径为r=0.3mm ,求光源线宽及1km 处的相干面积与相干体积。 解: 0.3MHz 10 103L c 3 8 c =?==ν?

华中科技大学2018年《激光原理》硕士招生考试大纲_华中科技大学考研论坛

华中科技大学2018年《激光原理》硕士招生考试大纲 一、课程名称: 激光原理与技术 Laser Principle and Technology 二、课程编码: 三、学分与学时:64/4 四、先修课程:量子力学、几何光学、物理光学 五、课程教学目标: 《激光原理与技术》课程是光电子专业本科生的专业基础课,其教学目标是使学生能够掌握本课程的基本理论、基本分析方法和基本技能。初步具备应用所学到的基本理论和方法分析和解决本专业的一般性问题。 六、适用学科专业:高等院校光电子技术、光通讯、光电器件应用物理等本科专业。 七、基本教学内容与学时安排: 第一章绪论(4学时) 一、激光的诞生及发展 二、激光产生的机理 三、激光的特性 四、激光器实例 第二章光线矩阵及高斯光束(10学时) 一、光线的传播 1.光线矩阵 2.双周期性透镜波导 3.相同周期性透镜波导 4.光线在反射镜之间的传播 二、光束在均匀介质中传输 1.均匀介质中的基本高斯光束 2.ABCD法则 3.高斯光束在透镜波导中的传输 4.均匀介质中的高阶高斯光束 三、高斯光束的变换 1.高斯光束通过薄透镜的传输 2.高斯光束的聚焦、准直和匹配 3.高斯光束的自再现变换与稳定球面腔 第三章激光谐振腔(10学时) 一、光学谐振腔的稳定性条件 1.光学谐振腔的稳定性 2.光学谐振腔的构成与分类 3.光学谐振腔的作用 二、光学谐振腔的模式 1.光学谐振腔中光波模的谐振频率 2.光学谐振腔内的多纵模振荡和单纵模的选取 3.纵模的频率漂移

三、平行平面腔的迭代法 1.开腔衍射理论的分析方法 四、平稳定球面腔 1.对称共焦腔的模式 2.一般稳定球面腔与对称共焦腔的等价性 3.一般稳定球面腔的模式 4.非稳定球面腔 第四章光场与物质的相互作用(8学时) 一、光场与物质相互作用的理论 1.光场与物质相互作用的理论体系 2.电介质的极化 3.原子自发辐射的经典模型 二、谱线加宽与线型函数 1.光谱线的频率分布 2.爱因斯坦辐射系数在谱线加宽时的修正 3.原子与有谱线线宽辐射场的相互作用 三、均匀加宽和非均匀加宽 四、激光器的速率方程理论 1.三能级速率方程组 2.四能级速率方程组 第五章连续和脉冲激光器的运行特性(8学时) 一、小信号增益系数 1.增益系数正比于反转粒子数 2.增益系数与入射光场频率的关系 二、均匀加宽时的增益饱和 1.增益饱和现象及其物理机制 2.均匀加宽条件下反转粒子数的饱和 3.均匀加宽条件下的大信号增益 三、均匀加宽时的增益饱和 1.非均匀加宽条件下反转粒子数的饱和 2.非均匀加宽条件下的大信号增益 四、连续激光器的稳态工作特性 1.激光器的阈值条件 2.稳态工作时的腔内光强 3.连续激光的输出功率和最佳透过率 文章来源:文彦考研

华中科技大学新闻传播学考研参考书目

华中科技大学参考书目 小贴士:鼠标滑动到书籍名称处,可直接链接到中华传媒书店购买。 新闻学 《中国新闻传播史稿》吴廷俊华中理工大学出版社1999 《现代新闻传播学》程世涛刘洁华中理工大学出版社2000 《当代传播学》戚海龙申凡华中科技大学出版社2000 《当代新闻采访学》申凡华中理工大学出版社1999 《新闻报道写作通论》孙发友人民出版社2005 《现代新闻评论》赵振宇武汉大学出版社2005 《当代电视实务教程》石长顺复旦大学出版社2005 《网络新闻传播导论》屠忠俊吴廷俊华中科技大学出版社2002 《广告策划创意学》第二版余明阳陈先红复旦大学出版社2003 传播学 《中国新闻传播史稿》吴廷俊华中理工大学出版社1999 《现代新闻传播学》程世涛刘洁华中理工大学出版社2000 《当代传播学》戚海龙申凡华中科技大学出版社2000 《当代新闻采访学》申凡华中理工大学出版社1999 《新闻报道写作通论》孙发友人民出版社2005 《现代新闻评论》赵振宇武汉大学出版社2005 《当代电视实务教程》石长顺复旦大学出版社2005 《网络新闻传播导论》屠忠俊吴廷俊华中科技大学出版社2002 《广告策划创意学》第二版余明阳陈先红复旦大学出版社2003

广告学 《中国新闻传播史稿》吴廷俊华中理工大学出版社1999 《现代新闻传播学》程世涛刘洁华中理工大学出版社2000 《当代传播学》戚海龙申凡华中科技大学出版社2000 《当代新闻采访学》申凡华中理工大学出版社1999 《新闻报道写作通论》孙发友人民出版社2005 《现代新闻评论》赵振宇武汉大学出版社2005 《当代电视实务教程》石长顺复旦大学出版社2005 《网络新闻传播导论》屠忠俊吴廷俊华中科技大学出版社2002 《广告策划创意学》第二版余明阳陈先红复旦大学出版社2003 广播电视艺术学 《中国新闻传播史稿》吴廷俊华中理工大学出版社1999 《现代新闻传播学》程世涛刘洁华中理工大学出版社2000 《当代传播学》戚海龙申凡华中科技大学出版社2000 《当代新闻采访学》申凡华中理工大学出版社1999 《新闻报道写作通论》孙发友人民出版社2005 《现代新闻评论》赵振宇武汉大学出版社2005 《当代电视实务教程》石长顺复旦大学出版社2005 《网络新闻传播导论》屠忠俊吴廷俊华中科技大学出版社2002 《广告策划创意学》第二版余明阳陈先红复旦大学出版社2003

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

华中科技大学2020考研《建筑学基础》考试大纲

华中科技大学2020考研《建筑学基础》考试大纲 2015华中科技大学硕士研究生入学考试《建筑学基础》考试大 纲 考试科目名称:建筑学基础 代码:355 一、考试要求 要求考生较全面系统地掌握建筑学的相关基础知识,包括建筑历史、建筑理论、建筑构造、建筑技术、规划原理、景园、遗产保护 等方面的基本内容、基本概念、基本观点、基本方法及其应用范围,具备较强的分析问题与解决问题的能力。 二、考试内容 1)建筑历史 ·中国古代和近代各历史时期的建筑特点和技术成就 ·中国古代各主要建筑类型(或案例)的概念、分析 ·西方古代主要的建筑风格、技术演进、案例分析 2)建筑理论 ·中外建筑历史上具有重要影响的建筑理论和思潮 ·现代建筑大师的主要作品及思想 ·当代西方建筑的主要流派、理论及其代表人物和作品 ·对于建筑设计创新概念、意义及方法的思考 3)建筑材料与构造 ·建筑的基本结构形式与构造组成

·房屋建筑的主要节点构造 4)建筑技术 ·建筑热工环境最基本的概念 ·建筑光学基本的概念及运用 ·暖通空调等基本知识(非建筑学专业选做) ·计算机技术等(非建筑学专业选做) 5)城市设计理论与方法 ·城镇体系规划的主要内容 ·各规划指标体系的构成内容 ·城市设计的基本概念、基本理论 6)景园、遗产保护等 ·景观设计的基本理念、方法 ·主要重要景园建筑的概念与形式 ·文化遗产保护的基本概念、方法及主要宪章文书的精神 三、试卷结构 考试时间为180分钟,满分为150分。 1)题型结构 ·名词解释(6-8题,每题5分,其中2-3题为特定报考方向的选做题目) ·简答题(6-8题,每题10分,其中2-3题为特定报考方向的选做题目) ·绘图分析题(3-4题,每题10分,其中2-3题为特定报考方向的选做题目)

《激光原理与技术》课程教学大纲

《激光原理与技术》课程教学大纲 课程名称:激光原理与技术 英文名称:Principles and Technology of Lasers 学分:3 总学时:48 理论学时:48 实验(上机)学时:0 适用专业:光信息科学与技术专业 一、课程的性质、目的 本课程是光信息科学专业的重要基础课,激光物理与激光技术基础已经成为现代科学研究、工业、农业、军事。尤其是光信息应用技术部门的重要内容,是新技术应用的重要基础。因此,掌握激光原理与激光技术是为从事现代科学研究,开拓新的光信息科学内容打下基础。 二、教学基本要求 通过教学过程的实施使学生基本掌握激光形成原理,掌握激光器件的各部件的工作原理,掌握主要的激光技术的基本原理和实施方法。了解各种激光器件和技术的新进展,培养学生利用专业知识分析问题和解决实际问题的能力,教给学生自己不断获取新知识的方法。 三、课程教学基本内容 1.Introductory concepts(本章要求掌握)5 1.1. Spontaneous and Stimulated Emission, Absorption 1.2. The Laser Idea 1.3. Pumping Schemes 1.4. Properties of Laser Beams 1.5. Laser Types 2.Interaction of radiation with atoms and ions(本章前三节要求掌握)4 2.3. Spontaneous Emission 2.4. Absorption and Stimulated Emission 2.5. Line-Broadening Mechanisms 2.6. Nonradiative Decay and Energy Transfer 3.Energy levels, radiative, and nonradiative transitions in molecules and semiconductors (本章要求理解)6 3.1. Molecules 3.2. Bulk Semiconductors

激光原理第二章习题解答

《激光原理》习题解答 第二章习题解答 1 试利用往返矩阵证明共焦腔为稳定腔,即任意傍轴光线在其中可以往返无限次,而且两次往返即自行闭合. 证明如下:(共焦腔的定义——两个反射镜的焦点重合的共轴球面腔为共焦腔。共焦腔分为实共焦腔和虚共焦腔。公共焦点在腔的共焦腔是实共焦腔,反之是虚共焦腔。两个反射镜曲率相等的共焦腔称为对称共焦腔,可以证明,对称共焦腔是实双凹腔。) 根据以上一系列定义,我们取具对称共焦腔为例来证明。 设两个凹镜的曲率半径分别是1R 和2R ,腔长为L ,根据对称共焦腔特点可知: L R R R ===21 因此,一次往返转换矩阵为 ?????? ?????????????????? ??-???? ??---?????????? ??-+-???? ??--=??????=211121222121221221221R L R L R L R L R R R L L R L D C B A T 把条件L R R R ===21带入到转换矩阵T ,得到: ? ? ? ???--=??????=1001D C B A T 共轴球面腔的稳定判别式子()12 1 1<+<-D A 如果 ()121 -=+D A 或者()12 1=+D A ,则谐振腔是临界腔,是否是稳定腔要根据情况来定。本题中 ,因此可以断定是介稳腔(临界腔),下面证明对称共焦腔在近轴光线条件下属于稳定腔。 经过两个往返的转换矩阵式2 T ,?? ? ? ??=10012T 坐标转换公式为:?? ????=??????? ?????=??????=???? ??1111112221001θθθθr r r T r 其中等式左边的坐标和角度为经过两次往返后的坐标,通过上边的式子可以看出,光线经过 两次往返后回到光线的出发点,即形成了封闭,因此得到近轴光线经过两次往返形成闭合,对称共焦腔是稳定腔。 2 试求平凹、双凹、凹凸共轴球面腔的稳定条件。 解答如下:共轴球面腔的()2 12 21222121R R L R L R L D A + --≡+,如果满足()1211<+<-D A ,

华中科技大学839激光原理考研大纲

华中科技大学硕士研究生入学考试《激光原理》考试复习大纲 一、课程名称: 激光原理与技术 Laser Principle and Technology 二、课程编码: 三、学分与学时:64/4 四、先修课程:量子力学、几何光学、物理光学 五、课程教学目标: 《激光原理与技术》课程是光电子专业本科生的专业基础课,其教学目标是使学生能够掌握本课程的基本理论、基本分析方法和基本技能。初步具备应用所学到的基本理论和方法分析和解决本专业的一般性问题。 六、适用学科专业:高等院校光电子技术、光通讯、光电器件应用物理等本 科专业。 七、基本教学内容与学时安排: 第一章绪论(4学时) 一、激光的诞生及发展 二、激光产生的机理 三、激光的特性 四、激光器实例 第二章光线矩阵及高斯光束(10学时) 一、光线的传播 1.光线矩阵 2.双周期性透镜波导 3.相同周期性透镜波导 4.光线在反射镜之间的传播 二、光束在均匀介质中传输 1.均匀介质中的基本高斯光束 2.ABCD法则 3.高斯光束在透镜波导中的传输 4.均匀介质中的高阶高斯光束 三、高斯光束的变换 1.高斯光束通过薄透镜的传输

2.高斯光束的聚焦、准直和匹配 3.高斯光束的自再现变换与稳定球面腔 第三章激光谐振腔(10学时) 一、光学谐振腔的稳定性条件 1.光学谐振腔的稳定性 2.光学谐振腔的构成与分类 3.光学谐振腔的作用 二、光学谐振腔的模式 1.光学谐振腔中光波模的谐振频率 2.光学谐振腔内的多纵模振荡和单纵模的选取3.纵模的频率漂移 三、平行平面腔的迭代法 1.开腔衍射理论的分析方法 四、平稳定球面腔 1.对称共焦腔的模式 2.一般稳定球面腔与对称共焦腔的等价性 3.一般稳定球面腔的模式 4.非稳定球面腔 第四章光场与物质的相互作用(8学时) 一、光场与物质相互作用的理论 1.光场与物质相互作用的理论体系 2.电介质的极化 3.原子自发辐射的经典模型 二、谱线加宽与线型函数 1.光谱线的频率分布 2.爱因斯坦辐射系数在谱线加宽时的修正 3.原子与有谱线线宽辐射场的相互作用 三、均匀加宽和非均匀加宽 四、激光器的速率方程理论 1.三能级速率方程组 2.四能级速率方程组 第五章连续和脉冲激光器的运行特性(8学时) 一、小信号增益系数

激光物理学

第一章激光的基本概念 §1.1时间相干性和空间相干性 1.相干时间 2.相干面积 3.相干体积 §1.2光波模式和光子状态 1.光波模式 2.光子及其状态 §1.3光与物质的相互作用 1.光与物质相互作用的三过程(自发辐射受激吸收受激辐射)2.爱因斯坦系数间的关系 3.光子简并度 4.激光器与起振条件 第二章腔模理论的一般问题 §2.1变换矩阵 1.变换矩阵的基本性质 2.变换矩阵各元素的意义 §2.2腔的稳定性问题 1.稳定性条件 2.等效方法 §2.3腔的本征模式 §2.4腔的损耗 1. 平均单程损耗因子 2.光子在腔内平均寿命 3.无源谐振腔的品质因数Q 4.本征振荡模式带宽 第三章稳定球面腔 §3.1共焦腔的振荡模 §3.2光斑尺寸和等价共焦腔 §3.3衍射损耗及横模选择 §3.4谐振频率,模体积和远场发散角第四章高斯光束 §4.1 厄米高斯光束和拉盖尔高斯光束§4.2 高斯光束的q参数 第五章非稳定腔 §5.1 非稳定腔的谐振模 §5.2 几何放大率和功率损耗率 §5.3 单端输出虚共焦腔的设计 第六章电磁场和物质相互作用 §6.1 线性函数 1. 定义 2.自然加宽和碰撞加宽N 3. 多普勒加宽

4. 综合加宽 §6.2 速率方程组 1.三能级系统 2.四能级系统 第七章增益饱和与光放大 §7.1 发射截面和吸收截面 §7.2 小信号增益系数 §7.3 均匀加宽工作物质的增益饱和 1. 反转集居数的饱和 2. 均匀加宽大信号增益系数 §7.4 非均匀加宽工作物质的增益饱和 1. 加宽大信号增益系数 2. 强光作用下弱光的增益系数 第八章激光振荡理论 §8.1激光器的振荡阈值,阈值反转集居数密度 §8.2连续激光器或长脉冲激光器的阈值泵浦功率§8.3多模激光器 §8.4 频率牵引 第九章激光的半经典理论 §9.1处理方法 §9.2 密度矩阵 1.定义 2.性质 §9.3 集居数运动方程迭代解 1. 静止原子的单模理论 2. 运动原子的单模理论 3. 静止原子的多模理论 4. 环形激光器 5. 塞曼激光器 第十章激光的量子理论 §10.1 辐射场的量子化 §10.2 相干态 §10.3 相干态的几个性质 §10.4 约化密度矩阵 §10.5 原子和辐射场的相干作用 §10.6 主方程 §10.7 振荡阈值和增益饱和 §10.8 光子统计 §10.9 内禀线宽 §10.10 激光场的光强涨落 第十一章相干光学瞬态效应 §11.1 二能级系统和辐射场相互作用 §11.2 相干瞬态光学过程 §11.3 相干双光子过程

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