激光原理答案第六版复习答案

1、受激发光的跃迁几率W21与爱因斯坦系数是什么关系？答：W21B21什么是同Q激光的开关比怎样通过改变开关比来提高Q值？答：开关比是ni/nt;1、提高损耗比h/.2、提高泵浦功率3、延长寿命2怎样改变氦氖激光器的腔长来增加纵模的间距，从而减少纵模数？答：根据公式 Vq=c/(2L)腔长L减少，Vq增加对于实际的四能级激光工作物质，在速率方程中经常略去E3能级跃迁至E0能级的S30和A30，为什么？答 ：对于实际的激光工作物质，因为S30，A30<<S32，所以经常略去S30和A30.调Q激光达到哪两个目标？答：为了得到高的峰值功率和窄的单个脉冲。实现调 Q激光有哪些方式？答：常用的

2、调 Q方法有转镜调Q,电光调 Q，声光调Q与饱和吸收调Q等。1,高斯光束的q复变量怎样表达？答：高斯束的q参数都起着和普通球面波的曲率半径R一样的作用，因此有时又将q参数称为高斯束的复曲率半径。表达式为 ：书上77页第二段 (2.10.12) 式。2,什么是激光的阈值行为？常有的有哪些物理量？答：当g0=A时，时腔内光强维持在初始光强I0的极其微弱的水平上，这称为阈值振荡行为。它的物理量有：阈值反转集居数据密度，阈值增益系数，连续或长脉冲激光器的阈值泵浦功率。（第一问在书上18页倒数第二段，第二问是书上163165页的标题）1. 常用的临界腔有哪些？（P37页下面）答：（1）.平行平面腔；（2

3、）.共心腔。2. 共轴球面腔的稳定条件是什么？（P36页（2.2.19）（2.2.20）答：共轴球面腔的稳定条件是：或：受激发光的特征是什么？受激辐射：当原子处于激发态E2时，如果恰好有能量 （这里E2 ）E1）的光子射来，在入射光子的影响下，原子会发出一个同样的光子而跃迂到低能级E1上去，这种辐射叫做受激辐射。受激辐射放出光子就是受激发光受激发光的特征就是激光的特性：相干性。常用的ND，YAG激光器的加宽是什么类型？ND,YAG激光器为固体激光器，固体激光器工作物质的谱线加宽主要是晶格振动引起的均匀加宽和晶格缺陷引起的非均匀加宽1.高斯光束的q分量是什么?(75页)答:是高斯光束的复曲率半径

4、.其定义式为1/q(z)=1/R(z)-i入/(w2(z).2.什么是自再现模?(40页)答:我们把开腔镜面上的经一次往返能再现的稳态场分布称为开腔的自再现模.1、 光放大物质的增益系数定义是什么？【P188-189】答：连续激光器： 其中和分别为输入光强和功率；和分别为增益工作物质长度为的放大器的输出光光强和功率。2、 ASE是什么？【P201】答：放大的自发辐射。菲涅耳基尔霍夫衍射积分2、衍射积分公式 基尔霍夫：用数学公式描述出惠更斯菲涅耳原理3、镜面场的积分公式应用到开腔的两个镜面上的场，经j次渡越后：4.对于实际的四能级激光工作物质，在速率方程中经常略去E3能级跃迁至E0能级的S30和

5、A30，为什么？S32能略去吗？为什么？答：对于实际激光工作物质，有为简化起见，在速率方程中略去S30和A30的影响。（P145）因为S32是主要的泵浦，所以是不能略去。6.方形镜共焦腔的自再现模用于什么函数描述？（P58）答：用厄米特高斯光束函数描述。1,放大物质的增益系数定义为什么？增益系数定义为所以g表示通过单位长度激活物之后光强增长的百分数。P16页2.激光的相干时间和单色性的关系是什么？即单色性越高，相干时间越长。P21页为基模高斯光束的腰斑半径；称为高斯光束共交参数;为与传播轴线相交于点的高斯光束等相位面的曲率半径；是与传播轴线相交于点的高斯光束等相位面上的光斑半径。1 描述高斯光

6、束参量有哪些？P71-72答：1 ）用参数或者及束腰位置表征高斯光束； 2 ）用参数和表征高斯光束； 3 ）用定义的参数表征高斯光束。2 高斯光束的特征是什么？p71-72答：， 当z=0时；，表明束腰所在处的等相位面为平面；当z=时；时表明离束腰无限远处的等相位面试平面，且曲率中心在束腰处；当 z=时，且达到最小值；当时，表明等相位面的曲率中心在区间上；当z>,z,表明等相位面的曲率中心在区间上。1. 什么是调Q激光的开关比？怎样通过调Q比来提高开关值？ 答：开关比pm 1：损耗比提高 既 2：提高泵浦 即 3：延长一二能级寿命 即2. 受激发光的跃迁几率W21与爱因斯坦系数的关系是什

7、么？ 答：受激辐射跃迁发出的光波称为受激辐射 受激辐射跃迁概率为 1、放大的自发辐射（ASE）有什么特点?试与自发辐射（SP）和受激辐射（ST）进行比较。特点：具有较高的功率，其谱宽又窄于自发辐射，并具有一定的方向性。放大的自发辐射的方向性和谱线宽度介于SP和ST二者之间。2、什么情况下l、nG,G与l、n成指数增加关系，G与信号光强无关？大信号：G与光强无关 小信号：G与光强有关3、ND:YAG激光器一般采用什么方式泵浦（横向或纵向）？光纤放大器呢？Nd:YAG激光器 :端面泵浦和侧面泵浦,光纤放大器泵浦方式同向泵浦、反向泵浦、双向泵浦4、常用什么物理效应来实现激光调Q？答：转镜调Q，电光调

8、Q，声光调Q，饱和吸收调Q5、常用什么物理效应来实现激光锁模？ 答;主动锁模、被动锁模与自锁模 P236 6、试述被动调Q的机理？ 答;在谐振腔中设置一饱和吸收体，利用其饱和吸收效应可以控制谐振腔的损耗。 一个光波模或光子态占有空间体积称为什么体积？答：一个光波模或光子态占有空间体积称为相格空间体积（第6页）什么是横模？答：腔内垂直于光轴的横截面内场分布即光子在光斑上的分布。掺铒光纤放大器的特点？答：具有体积小、功耗低、使用方便等特点试述掺铒光纤放大器的输出光强与掺铒光纤长度与泵浦光强的关系？答：对给定掺铒光纤长度l当泵浦光强较小时，放大器的输出光强随泵浦光强的增加呈指数增长，当泵浦光强超过一

9、定值时，增长变缓；对给定的泵浦光强，在光纤具有最佳长度时放大器的输出光强最大，当超过最佳值后迅速下降。（第292页）为什么说光线放大器是行波放大器？增益工作物质二端面无反射的激光放大器称为行波放大器具体参考P187页末 P291比较光纤放大器与激光放大器的异同点？1、 激光放大器有谐振腔2、 二者都为受激辐射由于本人水平有限正确与否不敢保证，仅供参考。5.激光腔原纵模间隔是什么？答：腔的相邻两个纵模的频率之差V，称为纵模间隔。 V=2.由爱英斯坦关系出发，阐述激光产生的物理思想。答：爱英斯坦从辐射与原子相互作用的量子论观点出发提出：上述相互作用应包含原子的自发辐射跃迁，受激辐射跃迁，和受激吸收跃迁。（P11）1.声光调Q和电光调Q有哪些不同的特征？电光调Q的特点：开关时间短，约10-9s，属快开关类型，电光调Q类型。电光调Q激光器可以获得脉宽窄，峰值功率高的巨脉冲。声光声光调Q的特点：