激光原理复习题(含参考答案).doc

激光原理复****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1500MHz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***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,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,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。(3)受激辐射跃迁几率,表示在辐射场作用下,单位时间从高能级跃迁至低能级的原子数与高能级原子数的比例。
18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。
19请描述空间烧孔效应的物理过程。
答:当频率一定的纵模在腔内形成稳定振荡事产生一个驻波场。波腹处光强最大,波节处光强最小,消耗反转粒子数后,波腹处光强最小而波节处光强最大,则形成了空间烧孔。可见空间烧孔的形成过程由驻波腔和粒子空间转移慢引起的。
20光学谐振腔中会有横模和纵模,通常表示为。请问它的角标中
表示的意义分别是什么?
答:在光学谐振腔中,满足一定的相位关系的波方能够稳定存在。即是ka=mπ, kb=nπ, kl=pπ,(m,n,p)代表激光的一个模式,m,n分别代表横阶面积x,y方向出现的节线数,称为横模序数,p为沿轴出现的节点数,称为纵模序数。
21说明均匀增宽和非均匀增宽的区别?说明为什么均匀增宽介质内存在模式竞争?
答:均匀增宽介质内每一个原子对谱线内任