激光技术与应用复习重点(名词解释)
中考物理激光原理复习方法技巧
中考物理激光原理复习方法技巧激光作为一种重要的物理学知识点，在中考物理考试中经常出现。
了解激光原理并掌握复习方法技巧，对于顺利应对中考具有重要意义。
本文将介绍中考物理激光原理的复习方法和技巧，帮助同学们更好地备考。
一、理解激光的基本原理激光，全称为“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”，即受激辐射光放大。
激光的产生是基于受激辐射的原理，需要通过受激辐射源（激光器）和能级跃迁来实现。
在复习激光原理时，首先需要理解能级跃迁的概念，这是激光辐射的基础。
其次，了解激光器的结构和工作原理，包括激光器内部的介质和光源等关键要素。
二、重点记忆激光原理相关知识点1. 激光的特性：单色性、同行性、相干性和高能量密度等。
2. 激光的产生：受激辐射和泵浦过程。
3. 激光的放大：通过光源辐射，经过受激发射和受激吸收，不断增加光子的数目和能量。
4. 真空腔中激光放大的过程：包括反射、共振和放大等步骤。
三、合理安排复习时间和计划1. 制定详细的复习计划：根据自己的学习进度和时间安排，合理分配每天的复习时间。
重点关注激光原理相关知识点，结合习题进行巩固。
2. 组织复习小组：与同学一起组成复习小组，共同讨论和解答问题，相互促进学习。
可以互相出题、分享笔记等方式，提高复习效率。
四、多种复习方法结合运用1. 阅读教材和课堂笔记：重新阅读教材和自己的课堂笔记，加深对激光原理的记忆和理解。
2. 制作概念图或思维导图：将激光原理相关的概念和内容制作成图表，有助于对知识的串联和整体把握。
3. 解答习题：多做一些激光原理相关的习题，通过实际操作巩固所学知识，同时熟悉考试题型和答题技巧。
4. 刷题和模拟考试：使用历年真题和模拟试卷，进行刷题和模拟考试，检验自己的掌握情况，找出不足之处并进行针对性复习。
五、合理利用辅助材料和资源1. 网络资源：借助互联网，查找激光原理相关的资料和视频，有助于更直观地理解激光工作原理。
激光技术复习题
激光技术复习题一、激光的基本原理激光，全称为“受激辐射光放大”，是一种具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性的光。
要理解激光的产生，首先得从原子的能级结构说起。
原子中的电子处于不同的能级，当电子从高能级跃迁到低能级时，会释放出光子。
在普通光源中，光子的发射是自发的，各个原子的发光是随机的，没有固定的相位和方向关系。
而在激光产生的过程中，存在着受激辐射的现象。
处于高能级的原子受到外来光子的激励，会跃迁到低能级，并发射出与激励光子具有相同频率、相位、偏振方向和传播方向的光子，从而实现光的放大。
为了实现激光的持续输出，还需要有光学谐振腔。
光学谐振腔通常由两块平行的反射镜组成，使得在腔内往返传播的光能够不断得到放大，同时只有满足一定频率和方向条件的光才能形成稳定的激光输出。
二、激光的特性1、高亮度激光的亮度极高，比普通光源要强得多。
这使得激光在材料加工、医疗手术、激光武器等领域有着广泛的应用。
例如，在激光切割中，高亮度的激光能够瞬间将材料熔化甚至气化，实现高精度的切割。
2、高方向性激光具有极好的方向性，其光束的发散角非常小。
这使得激光能够传播很远的距离而不发生明显的扩散，可用于激光通信、激光测距、激光雷达等。
3、高单色性激光的单色性好，即其波长范围非常窄。
这对于光谱分析、光学测量等领域具有重要意义，能够提供更精确的测量结果。
4、高相干性激光的相干性强，意味着其光波的相位关系非常稳定。
这使得激光在干涉测量、全息摄影等方面发挥着重要作用。
三、激光的产生方式1、气体激光器常见的有氦氖激光器、二氧化碳激光器等。
气体激光器的工作物质是气体，通过放电等方式激发气体原子产生激光。
2、固体激光器如红宝石激光器、钕玻璃激光器等。
其工作物质是固体晶体，具有较高的能量存储能力和输出功率。
3、液体激光器以有机染料溶液为工作物质，具有波长可调谐的特点。
4、半导体激光器体积小、效率高、寿命长，广泛应用于光通信、光存储等领域。
四、激光的应用1、工业领域激光切割、焊接、打孔、打标等工艺已经在制造业中得到广泛应用，提高了生产效率和加工精度。
激光原理考点总结
激光原理考点总结激光（Laser）是指一种由集中的电磁辐射所产生的具有高度单色性、相干性和方向性的光。
激光原理是激光器工作的基础，其中涉及到激光的产生和放大过程。
下面将从以下几个方面总结激光原理的考点。
1.电磁辐射：激光器利用电磁辐射的原理产生激光。
电磁辐射是由电场和磁场相互作用产生的波动现象，包括广义上的光波，其中可见光是电磁辐射的一种。
了解光波的特性和传播方式对理解激光原理很重要。
2.反射和吸收：激光器中的反射是激光产生和放大的关键过程。
反射镜的设置可以实现光的反复来回传播，使得光能够在增益介质中多次通过，增强光的能量。
另一方面，激光器中的吸收是影响激光输出功率和效率的因素之一、吸收是指光被介质吸收和转化为热能的过程。
3.激射和跃迁：激射是指从低能级向高能级跃迁的过程。
在激光器中，通过能量输入或外部激发，使得电子从基态跃迁到激发态。
而跃迁是指电子从一个能级到另一个能级的过程。
了解能级和电子跃迁的类型对激光器的设计和调谐至关重要。
4.反转粒子数和增益：激光器中的反转粒子数是指在激光器工作过程中，高能级粒子数目大于低能级粒子数目的情况。
这种不平衡的粒子数分布是产生和放大激光的关键。
通过提供能量，例如光或电能，可以增加反转粒子数，增强激光的输出功率。
5.波长选择和模式锁定：激光器的波长选择是指产生特定波长的激光。
波长选择可以通过选择合适的增益介质和谐振腔的设计来实现。
激光器中的模式锁定是指使光场处于稳定、精确的频率和相位关系的状态。
这对于精密测量、光谱分析和通信应用非常重要。
6.激光器结构和组成：激光器的结构和组成也是激光原理的考点。
激光器通常包括三个主要部分：激活介质（液体、固体或气体）、谐振腔（用于反射和放大光）和泵浦源（提供能量，如光波或电流）。
不同类型的激光器具有不同的结构，如气体激光器、固体激光器和半导体激光器。
综上所述，激光原理的考点包括电磁辐射、反射和吸收、激射和跃迁、反转粒子数和增益、波长选择和模式锁定以及激光器的结构和组成。
激光原理复习题重点难点
激光原理复习题重点难点《激光原理》复习第⼀部分知识点第⼀章激光的基本原理?1、⾃发辐射受激辐射受激吸收的概念及相互关系?2、激光器的主要组成部分有哪些？各个部分的基本作⽤。
激光器有哪些类型?如何对激光器进⾏分类。
3、什么是光波模式和光⼦状态？光波模式、光⼦状态和光⼦的相格空间是同⼀概念吗?何谓光⼦的简并度？?4、如何理解光的相⼲性？何谓相⼲时间，相⼲长度？如何理解激光的空间相⼲性与⽅向性，如何理解激光的时间相⼲性?如何理解激光的相⼲光强?5、EＩNSTEＩN系数和ＥINSTＥIN关系的物理意义是什么?如何推导出ＥINＳT ＥIN关系？?4、产⽣激光的必要条件是什么？热平衡时粒⼦数的分布规律是什么??5、什么是粒⼦数反转，如何实现粒⼦数反转？?6、如何定义激光增益，什么是⼩信号增益？什么是增益饱和?7、什么是⾃激振荡？产⽣激光振荡的基本条件是什么??8、如何理解激光横模、纵模？第⼆章开放式光腔与⾼斯光束１、描述激光谐振腔和激光镜⽚的类型?什么是谐振腔的谐振条件？?2、如何计算纵模的频率、纵模间隔？3、如何理解⽆源谐振腔的损耗和Q值?在激光谐振腔中有哪些损耗因素?什么是腔的菲涅⽿数，它与腔的损耗有什么关系?4、写出(1）光束在⾃由空间的传播；(2）薄透镜变换；(３）凹⾯镜反射5、什么是激光谐振腔的稳定性条件？6、什么是⾃再现模，⾃再现模是如何形成的？?７、画出圆形镜谐振腔和⽅形镜谐振腔前⼏个模式的光场分布图,并说明意义８、基模⾼斯光束的主要参量：束腰光斑的⼤⼩,束腰光斑的位置,镜⾯上光斑的⼤⼩？任意位置激光光斑的⼤⼩?等相位⾯曲率半径，光束的远场发散⾓,模体积?9、如何理解⼀般稳定球⾯腔与共焦腔的等价性？如何计算⼀般稳定球⾯腔中⾼斯光束的特征1、如何⽤ＡＢCD⽅法来变换⾼斯１０、⾼斯光束的特征参数?q参数的定义？?1光束？１2、⾮稳定腔与稳定腔的区别是什么？判断哪些是⾮稳定腔。
第三章电磁场与物质的共振相互作⽤１、什么是谱线加宽?有哪些加宽的类型，它们的特点是什么?如何定义线宽和线型函数?什么是均匀加宽和⾮均匀加宽?它们各⾃的线型函数是什么？2、⾃然加宽、碰撞加宽和多普勒加宽的线宽与哪些因素有关?3、光学跃迁的速率⽅程，并考虑连续谱和单⾊谱光场与物质的作⽤和⼯作物质的线型函数。
激光原理期末知识点总复习材料
激光原理期末知识点总复习材料激光原理是物理学和光学学科中的重要内容，它是现代科技发展的基础之一、下面是激光原理期末知识点的总复习材料。
1.激光的定义和概念：激光是指具有相干特性、能量集中、波长单一且紧凑的光束。
其与常规光的最大区别在于具有相干性和能量集中性。
2.激光的产生过程：激光的产生过程主要包括受激辐射和自发辐射。
受激辐射是指在外界光或电磁辐射的刺激下，原子或分子由基态跃迁到激发态并通过受激辐射返回基态时所发射的光。
自发辐射是指原子或分子自发地从激发态返回基态所发射的光。
3.光激发和电子激发的激光：根据产生激发所用的不同方法，激光可以分为光激发和电子激发的激光。
光激发的激光是通过外界光的能量传递使原子或分子激发并产生激光。
电子激发的激光是通过外界电子束或放电使原子或分子激发并产生激光。
4.激光功率和激光能量：激光功率是指单位时间内激光辐射出的能量，单位为瓦特(W)；激光能量是指激光脉冲的总能量，单位为焦耳(J)。
5.激光的特性：激光具有相干性、方向性、单色性和高亮度等特性。
相干性是指激光的波长相近的光波的相位关系保持稳定，能够构成干涉图样。
方向性是指激光具有狭窄的发射角度，能够通过透镜等光学元件进行聚焦。
单色性是指激光具有非常狭窄的波长，具有很高的色纯度。
高亮度是指激光能够将能量集中在很小的空间范围内，能够产生很高的光功率密度。
6.激光器的结构和工作原理：激光器主要由激光介质、泵浦能源、光腔和输出镜组成。
激光介质是产生激光的核心部件，泵浦能源是提供激发条件的能源，光腔是激发介质形成激光放大的空间环境，输出镜是选择性反射激光光束的光学元件。
7.常见的激光器种类和应用：常见的激光器种类包括氦氖激光器、二氧化碳激光器、半导体激光器和固体激光器等。
激光器的应用非常广泛，包括科学研究、医学治疗、通信、激光加工和激光雷达等。
8.激光安全：激光具有较强的穿透力和燃烧能力，因此在使用激光器时需要注意安全。
激光安全主要包括对激光光束的防止散焦、眼睛和皮肤的防护、激光辐射的监测和控制等。
名词解释激光
名词解释激光
激光是一种通过利用电磁场振荡来产生能量并以高速传播的光束。
激光具有许多独特的特性,这些特性使得激光在许多领域都有广泛的应用,包括光学、通信、医疗、工业和军事。
在光学领域,激光被用于制造精细的光学元件,如透镜、显微镜和望远镜。
激光还可以用于创建高分辨率的图像和视频,以及进行光刻和精密加工。
在通信领域,激光被用于传输高速数据,实现高质量的通信和构建远距离通
信网络。
激光还可以用于制造激光通信设备,例如激光雷达和激光收发机。
在医疗领域,激光被用于治疗一些疾病,如癌症和糖尿病。
激光可以用于照射皮肤和眼睛,进行治疗和诊断。
激光还可以用于制造手术工具和进行医学成像。
在工业和军事领域,激光被用于制造武器系统和进行自动化加工。
激光可以用于切割、焊接和打标等任务,还可以用于制造激光防御系统和安全设备。
激光的高效、精确和安全特性使其成为许多领域的重要工具。
随着激光技术的不断发展,激光将在未来继续发挥重要作用。
激光原理与技术各章重点(基本补全)
激光原理与技术期末总复习第1章1.激光产生的必要条件(粒子数反转分布)2.激光产生的充分条件(在增益介质的有效长度内光强可以从微小信号增长到饱和光强)3.饱和光强定义:使激光上能级粒子数减小为小信号值的1/2时的光强为饱和光强4.谱线加宽的分类:均匀加宽和非均匀加宽两种加宽的本质区别？5激光器泵谱技术的分类:直接泵谱缺点：首先从基态E1到激光上能级E3往往缺乏有效途径，即B13（对光泵浦）或σ13（对粒子泵浦）太小，难以产生足够的增益；其次即使存在E1 E3的有效途径，但同一过程可能存在由E1到激光下能级E2的有效途径，结果是W12/W13太大难以形成粒子反转分布。
这些缺点是直接泵浦方式对很多激光器来说是不适用的。
间接泵谱:分为自上而下、自下而上和横向转移三中方式)间接泵谱的优点：首先，中间能级具有远大于激光上能级的寿命，且可以是很多能级形成的能带，因而，Ei 上很容易积累大量的粒子；其次，在有些情况下，将粒子从基态激发到Ei 的几率要比激发到Eu 的几率大得多，这就降低了对泵浦的要求；最后，依据选择定则，可以使Ei 向Eu 的弛豫过程比Ei 向激光下能级Ei 的弛豫过程快得多6..频率牵引有源腔中的纵模频率总是比无源腔中同序数频率更接近工作物质的中心频率7.能画出激光工作物质三能级系统能级图，说明能级间粒子跃迁的动态过程？8.当粒子反转数大于零时，在激光谐振腔中能够自激振荡吗？为什么？9. 激光的特性(单色性、方向性、相干性和高亮度)10. 证明光谱线型函数满足归一化条件证明: ⎰⎰⎰+∞∞-+∞∞-+∞∞-====1)()()(ννννννd g I d Ig d I I则 11.激光器的输出特性。
（43页）第2章1.光学谐振腔的分类和作用分类：能否忽略侧面边界，可将其分为开腔，闭腔以及气体波导腔按照腔镜的形状和结构，可分为球面腔和非球面腔是否插入透镜之类的光学元件，或者是否考虑腔镜以外的反射表面，可以分为简单腔和符合腔 u u u u S h A c h I τσντνπν11228==)211(2121111τττπν++++=∆∑∑u jj i ui H A A N D M T Mc kT 072/120)1016.7(])2(ln 2[2ννν-⨯==∆⎰+∞∞-=1)(ννd g根据腔中辐射场的特点，可分为驻波腔和行波腔从反馈机理的不同，可分端面反馈腔和分布反馈腔根据构成谐振腔反射镜的个数，可分为两镜腔和多镜腔作用：①提供轴向光波模的光学反馈；②控制振荡模式的特性2.光学谐振腔的损耗分类:几何损耗、衍射损耗、输出腔镜的透射损耗和非激活吸收、散射等其他损耗 计算: 单程损耗：122L m D ββδ==( D 为平平腔镜面的横向尺寸（反射镜的直接）β两镜面直接的小角度L 两镜面直接的距离（腔长）)单程衍射p59开始带图3.推导平平腔的两个相邻纵模的频率间隔证明：4.以平-平腔为例理解光学谐振腔横模的形成过程5. 用g 参数表示的谐振腔稳定性条件6..高斯光束高斯光束既不是平面波、也不是一般的球面波，在其传播轴线附近可以近似看作是一种非均匀高斯球面波。
《激光应用技术基础》考试知识点.
《激光应用技术基础》考试知识点
《激光应用技术基础》是“光学工程”、“测试与计量技术”及相近专业本科
生专业课，它综合了《工程光学》、《光电技术》、《激光原理与技术》等课程的内容，具有知识面宽、有一定深度等特点。
为了帮助考研学生抓住重点又不忽略基
础知识，本大纲列出了应掌握的知识点，在这些知识点之下，又分为基础知识和
重点难点两部分。
一．应掌握的知识点：
1.激光的特性
2.激光辐射原理
3.激光器的类型
4.激光在军事技术中的应用:测距、制导和光电对抗的技术原理和国内外的技术
现状
5.生物体的光学特性和激光对生物体的作用机理
6.激光核聚变原理和国内技术现状
7.激光通信中的激光光源
二．基础知识：
1.激光器的分类和典型器件
2.激光的四大特性
3.激光辐射原理：三种跃迁过程、三能级和四能级的结构模型、粒子数反转
4.半导体激光器：同质结、异质结和量子阱半导体激光器的结构特点和优缺
点
5.激光光束特性，LD光束特性
6.自聚焦光纤的聚焦原理和传像光束分辨率、占空比概念
7.两项重要的激光技术：调Q和稳频
三．重点和难点：
1.阶跃型光纤的数值孔径和全反射临界角的计算；
2.脉冲激光测距原理，以及对激光器的特殊要求；
3.激光通信中的数字调制技术;
4.激光医学中的“光CT”和“OCT”技术的原理和区别;
5.影响激光束聚焦光斑直径的因数和焦斑直径计算方法
参考书目：朱林泉、朱苏磊《激光应用技术基础》.国防工业出版社，2004年8
月。
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激光技术与应用
一、名词解释 20′（4×5′）
1.驰豫振荡
一般固体脉冲激光器所输出的并不是一个平滑的光脉冲，而是一群宽度只有微秒量级的短脉冲序列，即所谓“尖峰”序列。
激励越强，则短脉冲之间的时间间隔
越小。
这种现象称为激光器驰豫振荡。
产生驰豫振荡的主要原因是：当激光器的工作物质被泵浦，上能级的反转粒子数超过阈值条件时，即产生激光振荡，腔内光子数密度增加，并发射激光。
随着激
光的发射，上能级粒子数大量被消耗，导致反转粒子数降低，当低于阈值时，激光
振荡就停止。
这时，由于泵浦光的继续抽运，上能级反转粒子数重新积累，当超过
阈值时，又产生第二个脉冲，如此不断重复上述过程，直到泵浦停止才结束。
2.模式竞争
在均匀加宽激光介质中，通过增益饱和效应，某一模式逐渐把其他的模式振荡抑制下去，最后只剩下一个纵模振荡的现象，叫做模式竞争。
竞争的结果通常是最
靠近中心频率ν0的一个纵模取胜，形成稳定的激光振荡，其他纵模都被抑制而熄灭。
因此，理想情况下，均匀加宽稳态激光器的输出模式是单纵模，单纵模的频率总是
位于谱线中心频率附近。
3.同步泵浦锁模
同步泵浦锁模激光器采用一台主动锁模激光器的脉冲序列去泵浦另一台激光器，通过调制腔内增益的方法获得锁模，这种方式就是同步泵浦锁模。
4.频率复现性
把在不同地点、时间、环境下稳定频率的偏差量与它们的平均频率的比值称之为频率的复现性，表示为
Rν=δν(τ)ν
式中，ν 为被测激光器系列的平均频率或同一台激光器的标准频率（或原始工作频率），δν为频率的偏差量。
5.锁模振荡
未经锁模的自由运转激光器的输出一般包括若干个超过阈值的纵模，这些模的振幅及相位都不固定，激光输出随时间的变化是它们无规则的叠加结果，是一种时间平均的统计值。
如果采用适当的措施使这些各自独立的纵模在时间上同步，即把
它们的相位相互关联起来，使之有一确定的关系（φq+1−φq=常数），那么就会出现一种与上述情况有质的区别而有趣的现象：激光器输出的将是脉宽极窄、峰值功率很高的光脉冲。
这就是说，该激光器各模的相位已按照φq+1−φq=常数的关系被锁定，这种激光器叫做锁模激光器，相应的技术称为“锁模技术”。
6.兰姆凹陷
非均匀加宽型谱线的输出功率P随频率ν的变化曲线上，在中心频率ν=ν0处出现一个凹陷，这就是兰姆凹陷。
（多谱勒加宽的单纵模气体激光器中，输出功率总是随纵模频率向中心频率的靠近而增大，但是当纵模频率接近中心频率时，由于增益曲线上两个烧孔重叠而使能够受激辐射的粒子数减小，因而光强反而下降，在中心频率ν0处出现凹陷，称为兰姆凹陷。
）
7.自锁模
当激活介质本身的非线性效应能够保持各纵模频率的等间隔分布，并有确定的初相位关系时，不需要在谐振腔内插入任何调制元件，就可以实现纵模锁定，这种方法称为自锁模。
8.拍频原理
激光的相干性好，当两束光叠加在一起时，初相位的差值是暂时稳定的或缓慢变化的，因而会产生干涉现象。
两束光波之间的可相干性，为测量光波频率稳定性提供了一种方法——拍频测量法。
二、简答 5×10′
1.实现调Q激光器的基本要求
2.什么是被动锁模？
3.解释横模测量中的直接观察法原理
4.主动稳频有哪几种方法？
5.什么叫做激光散斑现象？
6.什么是主动锁模？
7.模式选择技术的基本方法
8.影响激光频率稳定的主要因素
9.激光精细加工的特点
三、作图 10′
1.稳频技术中，要测量比较各种激光频率，试根据其原理画出两台激光器的拍频测量
装置的原理示意图，并给出原理性的解释。
2.激光放大中有一个主要的技术问题，是消除不同放大器之间的耦合，电光隔离器常
常有其用处，试画出电光隔离器在放大器中的应用示意图，并解释其工作原理。
四、综合题 5′,5′,10′
1.（1）锁模技术中，被动锁模的工作原理是什么？
（2）被动锁模的物理过程有几个阶段，分别是什么？
（3）请画出被动锁模激光器的谐振腔的基本结构。
2.（1）调Q技术中，声光调Q的原理是什么？
（2）试根据其技术原理，画出声光调Q激光器的示意图。
（3）解释一下普通调Q器件的设计要点，画出声光器件两种工作方式的示意图。