激光原理考试复习(学生)

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1、1.任何一个共焦腔与等价，而任何一个满足稳定条件的球面腔地等价于一个共焦腔。2.激光器的基本结构包括三部分，即、、。3.影响腔内电磁场能量分布的因素有、、。4.有一个谐振腔，腔长L=1m，折射率为1，在1500MHｚ的范围内所包含的纵模个数为个。5.激光束的基本特性是、、、。6.光和物质相互作用产生受激辐射时，辐射光和照射光具有完全相同的特性，这些特性是指和。7.He-Ne激光器是典型的四能级系统，有三条主要激光谱线，其激光谱线及波长分别为、、。8.若光束通过1m长的激光介质以后，光强增大了一倍，此介质的增益系数G为。9.要制作一个腔长

2、L＝60cm的对称稳定腔，反射镜的曲率半径取值范围。10.连续工作的CO2激光器输出功率为50W(有效截面内的功率)，聚焦后的基模有效截面直径＝50mm，每平方厘米平均功率为。11.稳定腔的一块反射镜的曲率半径R1＝4L，求另一面镜的曲率半径取值范围。12.一共焦腔(对称)L＝0.40m，λ＝0.6328mm，束腰半径，离腰56cm处的光束有效截面半径为。13.如果激光器在输出1W连续功率，则每秒从激光上能级向下能级跃迁的粒子数是。14.一束光通过长度为1m的均匀激励的工作物质。如果出射光强是入射光强的两倍，则该物质的增益系数为。15.

3、设某固体激光器谐振腔长50cm，固体激光介质棒长30cm，其折射率为1.6，其本征纵模的频率间隔为。16.设某激光器谐振腔长50cm，反射镜面半径为2cm，光波波长为400nm，则此腔的菲涅耳数为。17.在连续工作状态下，激光腔内光子数密度N随时间的变化可表示为。18.小信号情况下，反转粒子数及增益系数与无关，与泵浦几率成正比。增益系数与入射光的频率有关。19.非均匀加宽工作物质中反转粒子数的饱和行为会产生“烧孔”效应。当入射光频率为v2时，将使中心频率在范围内的粒子有饱和作用，在曲线上形成一个以v2为中心的孔，孔的深度为，孔的宽度为。

4、20.谐振腔对不同阶数的横模有不同损耗，这一性能是实现横模选择的基础。21.激光器的振荡频率范围是由工作物质的决定。22.为了有效的选择横模，衍射损耗在模的总损耗中必须。23.下图是红宝石的能级结构和跃迁示意图。请说明图中以下符号的意义。①W13受激吸收几率(激励几率)、②W21受激发射几率③E2激光上能级②④E1基态能级,又是激光下能级,也是抽运能级、⑤A21自发发射几率24.请完成下面的表格：激光器名称工作物质粒子工作物质形态激光谱线波长能级系统类型激励方式红宝石固态三能级系统光泵浦He-NeNe原子气体四能级系统能量的共振移1.

5、LASER英文名称的含义是什么？激光是何时发明的？LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation1960年5月15日，美国加利福尼亚州休斯实验室的科学家梅曼宣布获得了波长为0.6943微米的激光，这是人类有史以来获得的第一束激光，梅曼因而也成为世界上第一个将激光引入实用领域的科学家。2.激光的基本特性是什么？答：激光四性：单色性、相干性、方向性和高亮度。这四性可归结为激光具有很高的光子简并度。3.激光器主要由哪些部分组成？各部分的作用是什么？答：激光工作物质：用来实现粒子数反转和产生光

6、的受激发射作用的物质体系。接收来自泵浦源的能量，对外发射光波并能够强烈发光的活跃状态，也称为激活物质。泵浦源：提供能量，实现工作物质的粒子数反转。光学谐振腔：a)提供轴向光波模的正反馈；b)模式选择，保证激光器单模振荡，从而提高激光器的相干性。4.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，受激吸收跃迁爱因斯坦系数，受激辐射跃迁爱因斯坦系数关系：，，为能级的统计权重(简并度)5.什么是谐振腔的谐振条件？如何计算纵模的频率、纵模间隔和纵模的数目？答：(1)谐振条件：谐振腔内的光要满足相长干涉条件（也称为驻波条件）。波

7、从某一点出发，经腔内往返一周再回到原来位置时，应与初始出发波同相（即相差为的整数倍）。如果以表示均匀平面波在腔内往返一周时的相位滞后，则可以表示为。为光在真空中的波长，为腔的光学长度，为正整数。(2)如何计算纵模的频率、纵模间隔和纵模的数目：纵模的频率:；纵模间隔:纵模的数目:对于满足谐振条件频率为的波，其纵模数目,为小信号增益曲线中大于阈值增益系数的那部分曲线所对应的频率范围(振荡带宽)。6.在激光谐振腔中一般有哪些损耗因素，分别与哪些因素有关？答：损耗因素几何偏折损耗：与腔的类型、腔的几何尺寸、模式有关。衍射损耗：与腔的菲涅尔数、腔

8、的几何参数、横模阶次有关。腔镜反射不完全引起的损耗：与腔镜的透射率、反射率有关。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。7.什么是一般稳定球面腔与共焦腔的等价性？答：(p