激光原理与技术期末考试A卷答案

1、学院 姓名 学号 任课老师 考场教室_选课号/座位号 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 a 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。题号一二三四五六七八九十合计得分得 分一. 选择题（单选）（共20分，共10题，每题2分)1. 下列表达式哪一个不是激光振荡正反馈条件： d 。a. b. c. d. 2. 下列条件哪一个是激光振荡充分必要条件： a 。（为往返

2、相移）a. b. c. d. 3. 下列腔型中，肯定为稳定腔的是 c 。a. 凹凸腔 b. 平凹腔c. 对称共焦腔 d. 共心腔4. 下面物理量哪一个与激光器阈值参数无关， d 。a. 单程损耗因子 b. 腔内光子平均寿命 c. q值与无源线宽 d. 小信号增益系数5. 一般球面稳定腔与对称共焦腔等价，是指它们具有： a 。a.相同横模 b.相同纵模 c.相同损耗 d. 相同谐振频率6. 下列公式哪一个可用于高斯光束薄透镜成像 a 其中，r为等相位面曲率半径，l为光腰距离透镜距离。a；b. ；c. ；d.7. 关于自发辐射和受激辐射，下列表述哪一个是正确的？ c 。a. 相同两能级之间跃迁，自

3、发辐射跃迁几率为零，受激辐射跃迁几率不一定为零； b. 自发辐射是随机的，其跃迁速率与受激辐射跃迁速率无关；c. 爱因斯坦关系式表明受激辐射跃迁速率与自发辐射跃迁速度率成正比；d. 自发辐射光相干性好。8.入射光作用下， c a. 均匀加宽只有部份原子受激辐射或受激吸收；b. 非均匀加宽全部原子受激辐射或受激吸收；c. 均匀加宽原子全部以相同几率受激辐射或受激吸收 ；d. 非均匀加宽全部原子以相同几率受激辐射或受激吸收。9. 饱和光强 c a与入射光强有光 b. 与泵浦有关； c. 由原子的最大跃迁截面和能级寿命决定； d. 与反转集居数密度有关。10. 下列条件哪一个是激光器稳定振荡条件？

4、a a.；b. ；c.；d.得 分二. 填空题（共20分，共20空，每空1分) 1. 电光效应是指在外加电场的作用下，晶体的 折射率椭球 发生变形，使沿特定方向传播的线偏振光 折射率 发生相应变化。2. kdp晶体沿纵向加电压，折射率椭球感应主轴旋转了 45度，如果所加的电压为“半波电压”，则线偏振光偏振方向将旋转90度。3. 横向电光调制中，存在自然双折射影响。4. 拉曼-纳斯声光衍射产生多级衍射光，布拉格衍射只产生一级衍射光。5. 布拉格衍射可用于声光移频和光束扫描；当进行光束扫描时，通过改变超声波的 频率 来实现偏转。声光调制通过改变超声波的 功率 来实现。6. 调q就是调制激光器 损耗

5、，当反转集居数密度较低时，q值很低，激光器不能振荡；当反转集居数密度 最大 时，突然增加q值，激光器迅速振荡，形成最大功率的巨脉冲。7.电光调q脉冲能量比较高，但重复频率 低；声光调q脉冲能量比较低，但重复频率比较 高。8. 锁模激光器输出周期为的脉冲串，脉冲峰值功率正比于模式数目的平方。9.有效光学倍频、光学参量振荡等二阶非线性必须满足相位匹配条件。10.倍频和光学参量振荡基于二阶非线性极化，光学相位共轭基于三阶非线性极化。得 分三、简答题（共10分）1.给出一至二个光子概念实验例子（3分）黑体辐射、光电效应、康普顿散射。2.带偏振器的电光调q激光器中在电光晶体上加电压，为什么不是电压？（3

6、分）往返通过。3. 倍频对晶体对称性有怎样的要求？（4分）对称性差。四. 简述题 (共30分)1. 简述受激辐射和自发辐射的区别与联系（6分） 受激辐射是原子在外界入射光扰动下原子从高能级向低能级跃迁产生的辐射，自发辐射是原子不受外界入射光扰动下从高能级向低能级跃迁所产生的辐射。（2分）受激辐射的光频率、传播方向、偏振方向与入射光完全相同，自发辐射光传播方向、偏振方向是随机的，光频率谱线加宽范围内均匀分布。（2分）分配在一个模式中自发辐射跃迁速率等于相同模式内一个光子扰动所产生的受激辐射速率。（2分）2. 简述非均匀加宽工作物质“烧孔”现象（6分）频率为的光入射到非均匀加宽工作物质，只有表观中

7、心频率附近的原子与光有有效相互作用；表观中心频率远离光频率的原子没有有效相互作用。（3分）因此在表观中心频率附近，由于饱和效应反转集居数密度下降；在表观中心频率远离光频，反转集居数密度不变。所以在附近，增益系数下降，其它频率处增益系数仍为小信号增益，形成一凹陷，称为“烧孔”。（3分）3. 简述兰姆凹陷成因（6分） 气体多普勒加宽激光器，腔内相反方向传播的两束激光，当激光频率不等于原子中心频率时，两束激光与不同表观中心频率原子相互作用，有两部分原子对激光增益有贡献；当激光频率等于原子中心频率时，两束激光与都与中心频率原子相互作用，只有一部分原子对激光的增益有贡献。（3分）所以当激光频率不等于原子

8、中心频率，但离中心频率不远时，两部分原子对激光的贡献比一部分原子贡献大，因此在激光频率等于原子中心频率出，激光器输出功率比激光频率在中心频率附近低。这个现象称为兰姆凹陷。（3分）4. 画出电光强度调制器原理图（4分） 5简述电光调制原理（8分）电光晶体(kdp)置于两个成正交的偏振器之间，其中起偏器的偏振方向平行于电光晶体的轴，检偏器的偏振方向平行于轴，当沿晶体轴方向加电场后，它们将旋转变为感应主轴，。因此，沿轴入射的光束经起偏器变为平行于轴的线偏振光，进入晶体后()被分解为沿和方向的两个分量。 （3分） 当光通过长度为的晶体后，由于电光效应，和二分量间就产生了一个相位差。成为椭圆偏振光，再经

9、过检偏正器p2时，只有平行于y轴的光能通过。（3分）1/4波片的作用是将工作点置于斜率最大处。五.计算证明题 (每题10分，共20分)1证明：采用传输矩阵证明任意高斯光束在对称共焦腔中均可自再现。（5分）对称共焦腔往返传播矩阵 （2分）自再现变换2、稳定谐振器的两块反射镜，其曲率半径，激光波长为.（15分）（1）求腔长l取值范围；（2）选择腔长为，求稳定腔等价共焦腔焦距；（3）高斯光束束腰位置及束腰半径；1）求腔长l取值范围；（2）选择腔长为，求稳定腔等价共焦腔焦距；（3）高斯光束束腰位置及束腰半径；解：（1）激光稳定性条件得，(5分)进一步得或（2）代入后得. (5分)（3） .(5分)第

10、8 页 共 页测量学模拟试卷一、 单项选择题（每小题1 分，共20 分）在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将其字母标号填入题干的括号内。得分评卷人复查人1经纬仪测量水平角时，正倒镜瞄准同一方向所读的水平方向值理论上应相差（a ）。a 180° b 0° c 90° d 270° 2. 1：5000地形图的比例尺精度是（ d ）。a 5 m b 0.1 mm c 5 cm d 50 cm  3. 以下不属于基本测量工作范畴的一项是（ c）。a 高差测量 b 距离测量 c 导线测量 d 角度测量 4. 已知某直线

11、的坐标方位角为220°，则其象限角为（d ）。a 220° b 40° c 南西50° d 南西40°5. 由一条线段的边长、方位角和一点坐标计算另一点坐标的计算称为（a ）。a 坐标正算 b 坐标反算 c 导线计算 d 水准计算6. 闭合导线在x轴上的坐标增量闭合差（ a ）。a为一不等于0的常数 b 与导线形状有关 c总为0 d 由路线中两点确定7. 在地形图中，表示测量控制点的符号属于（d ）。a 比例符号 b 半依比例符号 c 地貌符号 d 非比例符号8. 在未知点上设站对三个已知点进行测角交会的方法称为（a ）。a 后方交会 b 前方

12、交会 c 侧方交会 d 无法确定9. 两井定向中不需要进行的一项工作是（c ）。a 投点 b 地面连接 c 测量井筒中钢丝长度 d 井下连接10. 绝对高程是地面点到（ c ）的铅垂距离。a 坐标原点 b任意水准面 c 大地水准面 d 赤道面11下列关于等高线的叙述是错误的是：（a ）a 高程相等的点在同一等高线上b 等高线必定是闭合曲线，即使本幅图没闭合，则在相邻的图幅闭合c 等高线不能分叉、相交或合并d 等高线经过山脊与山脊线正交12下面关于非比例符号中定位点位置的叙述错误的是（b ）a几何图形符号，定位点在符号图形中心b符号图形中有一个点，则该点即为定位点c宽底符号，符号定位点在符号底部

13、中心d底部为直角形符号，其符号定位点位于最右边顶点处13下面关于控制网的叙述错误的是（d ）a 国家控制网从高级到低级布设b 国家控制网按精度可分为a、b、c、d、e五等c 国家控制网分为平面控制网和高程控制网d 直接为测图目的建立的控制网，称为图根控制网14下图为某地形图的一部分，各等高线高程如图所视，a点位于线段mn上，点a到点m和点n的图上水平距离为ma=3mm，na=2mm，则a点高程为（a ）anm373635a 36.4m b 36.6m c 37.4m d 37.6m100°30130°30100°30dcba15如图所示支导线，ab边的坐标方位角为

14、，转折角如图，则cd边的坐标方位角为（ b ）a b c d16三角高程测量要求对向观测垂直角，计算往返高差，主要目的是（d ）a 有效地抵偿或消除球差和气差的影响b 有效地抵偿或消除仪器高和觇标高测量误差的影响c 有效地抵偿或消除垂直角读数误差的影响d有效地抵偿或消除读盘分划误差的影响17下面测量读数的做法正确的是（ c ）a 用经纬仪测水平角，用横丝照准目标读数b 用水准仪测高差，用竖丝切准水准尺读数c 水准测量时，每次读数前都要使水准管气泡居中d 经纬仪测竖直角时，尽量照准目标的底部18水准测量时对一端水准尺进行测量的正确操作步骤是（ d ）。a 对中-整平-瞄准-读数 a 整平-瞄准-

15、读数-精平c 粗平-精平-瞄准-读数 d粗平-瞄准-精平-读数19矿井平面联系测量的主要任务是（ d ）a 实现井上下平面坐标系统的统一 b 实现井上下高程的统一c 作为井下基本平面控制 d 提高井下导线测量的精度20 井口水准基点一般位于（ a ）。a 地面工业广场井筒附近 b 井下井筒附近c 地面任意位置的水准点 d 井下任意位置的水准点二、 填空题（每空2分，共20分）得分评卷人复查人21水准测量中，为了进行测站检核，在一个测站要测量两个高差值进行比较，通常采用的测量检核方法是双面尺法和 。22直线定向常用的标准方向有真子午线方向、_磁北方向_和坐标纵线方向。23地形图符号一般分为比例符

16、号、_半依比例符号_和不依比例符号。24 井下巷道掘进过程中，为了保证巷道的方向和坡度，通常要进行中线和_的标定工作。25 测量误差按其对测量结果的影响性质，可分为系统误差和_偶然误差_。26 地物注记的形式有文字注记、 _ 和符号注记三种。27 象限角的取值范围是： 0-90 。28 经纬仪安置通常包括整平和 对中 。29 为了便于计算和分析，对大地水准面采用一个规则的数学曲面进行表示，这个数学曲面称为 参考托球面 。30 光电测距仪按照测量时间的方式可以分为相位式测距仪和 差分 。三、 名词解释（每小题5分，共20分）得分评卷人复查人31竖盘指标差竖盘分划误差32水准测量利用水准仪测定两点

17、间的高差33系统误差由客观原因造成的具有统计规律性的误差34视准轴仪器望远镜物镜和目镜中心的连线四、 简答题（每小题5分，共20分）得分评卷人复查人35简述测回法测量水平角时一个测站上的工作步骤和角度计算方法。对中，整平，定向，测角。观测角度值减去定向角度值36什么叫比例尺精度？它在实际测量工作中有何意义？图上0.1毫米在实地的距离。可以影响地物取舍37简述用极坐标法在实地测设图纸上某点平面位置的要素计算和测设过程。38高斯投影具有哪些基本规律。五、 计算题（每小题10分，共20分）得分评卷人复查人39在1：2000图幅坐标方格网上，量测出ab = 2.0cm, ac = 1.6cm, ad

18、= 3.9cm, ae = 5.2cm。试计算ab长度dab及其坐标方位角ab。abdceba120014001600180040从图上量得点m的坐标xm=14.22m, ym=86.71m；点a的坐标为xa=42.34m, ya=85.00m。试计算m、a两点的水平距离和坐标方位角。测量学 标准答案与评分说明一、 一、  单项选择题（每题1分）1 a； 2 d； 3 c； 4 d； 5 a； 6 c； 7 d； 8 a； 9 c； 10 c；11 a；12 d；13 b；14 a； 15 b；16 a；17 c；18 d； 19 a；20 a 二、 二、  填空

19、题 （每空2分，共20分）21 变更仪器高法22 磁北方向23 半依比例符号（或线状符号）24腰线25偶然误差26数字注记27 大于等于0度且小于等于90度（或0°, 90°）28 对中29 旋转椭球体面30 脉冲式测距仪 三、 三、  名词解释（每题5分，共20分）31竖盘指标差：在垂直角测量中，当竖盘指标水准管气泡居中时，指标并不恰好指向其正确位置90度或270度，而是与正确位置相差一个小角度x, x即为竖盘指标差。32 水准测量：利用一条水平视线并借助于水准尺，测量地面两点间的高差，进而由已知点的高程推算出未知点的高程的测量工作。33 系统误差：在

20、相同的观测条件下，对某量进行了n次观测，如果误差出现的大小和符号均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。34视准轴：望远镜物镜光心与十字丝中心（或交叉点）的连线。 四、 四、  简答题（每题5分，共20分）35（1）在测站点o上安置经纬仪，对中，整平（1分）（2）盘左瞄准a点，读数la，顺时针旋转照准部到b点，读数lb，计算上半测回角度o1=lb-la； （2分）（3）旋转望远镜和照准部，变为盘右方向，瞄准b点读数rb，逆时针旋转到a点，读数ra，计算下半测回角度o2=rb-ra； （3分）（4）比较o1和o2的差，若超过限差则不符合要求，需要重新测量，若小于限差，则取平均值为最终测量结果 o = （o1+o2）/2 （5分） 36 图上0.1mm对应的实地距离叫做比例尺精度。（3分）其作用主要在于：一是根据地形图比例尺确定实地量测精度；二是根据地形图上需要表示地物地貌的详细程度，确定所选用地形图的比例尺。（5分） 37 要素计算：从图纸上量算待测设点的坐标，然后结合已有控制点计算该点与控制点连线之间的方位角，进而确定与已知方向之间所夹的水平角，计算待测设点到设站控制点之间的水平距离。（3分）测