激光原理与技术期末考试B卷答案

………密………封………线………以………内………答………题………无………效……

电子科技大学2010 -2011 学年第2 学期期末考试 B 卷

课程名称：_ 激光原理与技术___ 考试形式：开卷（笔试）考试日期：20 11 年6 月29 日考试时长：120___分钟

课程成绩构成：平时30 %，期中%，实验%，期末70 %

本试卷试题由_____部分构成，共_____页。

（共20分，共10题，每题2分)

一. 选择题（单选）

1、与普通光源相比，下列哪项是激光的优势D 。

A、相干性好

B、发散角小

C、谱线窄

D、以上都是

2、要产生激光下列哪个条件不是必需具备的___D___。

A、实现集居数反转（粒子数反转）

B、受激辐射跃迁

C、具有增益介质

D、谐振腔为稳定腔

3、下列谱线加宽方式中，不属于均匀加宽的是 B 。

A、自然加宽

B、多普勒加宽

C、晶格振动加宽

D、碰撞加宽

4、从输出光束特性考虑，一个稳定腔等价于无穷个 A 。

A. 稳定腔

B.临界腔

C. 共焦腔

D. 非稳腔

5、若激光器输出为某一模式的厄米特-高斯光束，且其两个主轴方向上的M2

………密………封………线………以………内………答………题………无………效……

值为5和3，则该模式可能为 D 。 A 、TEM 01 B 、TEM 11 C 、TEM 31 D 、TEM 21 6、下列腔型中，肯定具有共轭像点的是 C （非稳腔） 。

A 、

B 、

C 、

D 、

7、可以利用下列哪种损耗进行模式选择 B 。 A 、腔镜不完全反射损耗 B 、衍射损耗

C 、材料中的非激活吸收损耗

D 、以上都不对

8、在振幅调制锁模激光器中，若损耗调制器紧贴腔镜放置且腔长为L , 光速为c , 则损耗调制信号的角频率为___C___。 A 、

L c π2 B L

c

π C 、L c 2π D 、L c 4π 9、KDP 晶体横向电光调制的主要缺点为__C___。 A 、半波电压太高 B 、调制带宽低

C 、存在着自然双折射引起的相位延迟

D 、调制频率较高时,功率损耗比较大

………密………封………线………以………内………答………题………无………效……

10、下列性质选项中，对于由受激辐射跃迁产生的光子与入射光子相同的是___D___。

A 、偏振方向

B 、频率

C 、运动方向

D 、以上都是

20分，共20空，每空2分） 1、激光器采用开放式谐振腔的主要原因是 减少模式数 。

2、一质地均匀的材料对光的吸收系数为α，光通过长为l 的该材料后，出射光

强占入射光强的比例 l

e α- 。在均匀泵浦的情况下，一光束通过长度为l

的该工作物质。如果出射光强是入射光强的两倍，该物质的增益系数为

α+l /2ln （假设光很弱，可不考虑增益或吸收的饱和效应）。

3、实现锁模需满足的相位关系是 相邻纵模相位差为常数 。

4、非稳腔与稳定腔相比， 非稳腔 腔更容易实现大的模体积和横模鉴别能力，在稳定腔中基模与高阶模相比 高阶模 具有更大的模体积。

5、在非均匀加宽气体激光器中，数量最多的粒子的表观中心频率为 增益介质中心频率 ，其运动速度为 0 。

6、在中心频率为0v 的连续均匀加宽激光器中，若有两个频率为1v 和2v 的纵模在振荡，且0201v v v v -<-，则最后形成稳定振荡的是频率为 1v 的光场（不考虑空间烧孔效应）；在相同的条件下，若增加腔长，则激光器输出的纵模数会 不变 。

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7、在用KDP 晶体纵向电光调制系统中，波片的作用是使得通过晶体后的两偏

振分量产生附加相位差为___2

π

__，对应的两偏振分量的光程差为 四分之一

波长 ，其作用可以通过在晶体上附加 4/λV 电压来代替。

8、当进行声光调制时，通过改变超声波的 功率 实现调制；当进行声光偏转时，通过改变超声波的 频率 来实现偏转。

9、被动锁模激光器中，由不规则的脉冲演变到锁模脉冲的物理过程大致分为三个阶段，分别是_线性放大阶段 ，_非线性吸收阶段 ， _非线性放大阶段 。 10、二阶非线性极化产生倍频和光学参量振荡，光学相位共轭基于三阶非线性极化。

30分） 1、激光是受激辐射光。但在激光工作物质中，自发辐射、受激辐射和受激吸收是同时存在的，试讨论使受激辐射过程占优势的条件，采取什么措施可以满足这个条件？（6分）

答：（1）受激辐射相对于受激吸收占优势的条件是粒子数反转，通过泵浦可实现粒子数反转……………………………………………………………..(3分) （2）受激辐射相对于自发辐射占优势的条件是谐振腔内只有一个或少数几个模式起振，（因为分配到一个模式的自发辐射几率等于一个光子引起的受激跃迁几率，只要模式数足够少，受激辐射将占优势），采取的措施是建立谐振腔，并采用适当的选模措施。…………………………………………………(3分)

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2、当高斯光束通过薄透镜时，假设透镜焦距F 一定，0θ'为透镜变换后的远场发散角，物距l 取何值时00θθ'>，取何值时00θθ'<？（6分）

答：根据高斯光束的性质，0000θθωω''>⇔<，0000θθωω''<⇔>分两种情况进行讨论

（1） 若F 。……(2分) （2） 在F ≥f 的情况下

()220222

01F l F or l F F l f ωω'=<⇒>+<-+ (2分)

()22022

2

01F F l F F l f ωω'=>⇒<<+-+ (2)

3、均匀加宽工作物质的增益饱和与非均匀加宽工作物质的增益饱和的基本特征是什么？（6分）

答：（1）对均匀加宽工作物质，频率为ν1的强光入射有效地消耗了激发态度额原子数，原子对其他频率处的贡献降低了，使得其他频率的弱光的增益系数也以同等程度下降，其结果是增益在整个谱线上均匀下降。……………(3分) （2）对非均匀加宽工作物质，频率为ν1的强光只引起表观中心频率在ν1附近的反转集居数饱和，因而在增益曲线上形成一个烧孔。……………(3分)

4、综合比较声光偏转和电光偏转的特点（提示：从偏转角度、驱动电压、偏转效率、对激光频率的影响等方面进行分析）（6分）