广东工业大学考试试卷07年1月激光原理与应用B

1、广东工业大学考试试卷 ( B )课程名称: 激光原理及应用 考试时间: 第 18 周星期 五 ( 2007年1 月 5日)题号一二三四五六七八九十总分得分评分人 一单项选择（30分）1在一定温度下，自发辐射几率是受激辐射几率的（ B ）倍 2粒子数反转分布状态微观粒子满足（D ） （A） 费米分布（B）高斯分布（C） 玻尔兹曼分布（D）负温度分布3碰撞增宽谱线为（ C ） （A） 高斯线型 （B）抛物线型 （C） 洛仑兹线型 （D）双曲线型4CO2谱线的多普勒增宽为53MHz，中心频率所对应的谱线函数极大值为（ A ）5平行平面腔在稳定图上的坐标为（ C ）（A）（-1，-1） （B） （0，

2、0） （C）（1，1） （D）（0，1）6谐振腔的纵模共振频率为（ A ） 7对称共焦腔基模光腰为（ A ） 8对同一种介质，小信号增益系数随（ B ）变化（A）谱线宽度 （B）激发功率 （C）粒子数密度（D）自发辐射几率9调Q激光器通常可获得（ C ）量级短脉冲10红宝石激光器是典型的（ B ）系统 （A）二能级 （B）三能级 （C） 四能级 （D）多能级二. 填空（20分）激光束的基本特性是_、_、_。（4分）2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 。（4分）3激光腔振荡模的特征是 、 、 、 。（4分）He-Ne激光器是典型的四能级系

3、统，有三条主要激光谱线，其激光谱线及波长分别为 、 、 。（6分）5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 （2分）三、计算题（44 分）（8分）静止氖原子谱线中心波长为，求当它以0.1c速度向观察者运动时，中心波长变为多大？ 2（8分）腔长为0.5m的氩离子激光器，发射中心频率5.85l014Hz，荧光线宽6l08 Hz，问它可能存在几个纵模?相应的q3（20分）某激光器采用平凹腔，腔长L1m，凹面镜曲率半径R2m。求：（1） 它产生的基模高斯光束的腰斑半径及腰斑位置。它产生的基模高斯光束的焦参数。它产生的基模高斯光束的远场发散角。4，（8分）He-Ne激光器辐

4、射6328光波，其方形镜对称共焦腔，腔长L0.2m。腔内同时存在，横模。若在腔内接近镜面处加小孔光阑选取横模，试问： (1)如只使模振荡，光阑孔径应多大？ (2)如同时使，模振荡而抑制振荡，光阑孔径应多大？四论述题（6分）1（6分）试述调Q激光器原理。激光原理及应用（B）卷答案及评分标准：（30分）BDCACAABCB二. （20分）1. 方向性好、单色性好、相干性好、高亮度 (4分)2 相位 、频率 、偏振态、 传播方向。 （4分）3. 4 3S2P 0.6328m （2分）2S2P 1.15m （2分）3S3P 3.39m （2分）5 Gln2 m-1 （2分）三（44分）1.（8分）解：

5、由多谱勒效应：，（两者相互接近时，即相向时， ） （4分 ） （4分 ）2（8分）解： ， （2分）， （2分）则可能存在的纵模数有三个，它们对应的q值分别为：，q1=1950001， q11949999 （4分）3（ 20 分）解：(1)它产生的基模高斯光束的腰斑半径及腰斑位置。 （3分）代入各数值得：f = 1cm （1分）又R2m2L可见此平凹腔为半共焦腔 （2分）腰斑半径为： （3分）设平面镜距腰斑位置为,凹面镜距腰斑位置为，则 （4分）可见腰斑位置z=0刚好在平面镜处。 （1分）它产生的基模高斯光束的焦参数。其产生的基模高斯光束的焦参数即为产生高斯光束的共焦腔焦参数，即 f = 1cm （1分）（3）它产生的基模高斯光束的远场发散角：4（8分）解：(1)TEM00模在镜面处的光斑半径为所以光阑孔径应该为0.2mm （4分）(2)TEM11模在镜面处的光斑半径为所以光阑孔径为0.35mm （4分）四（6分）答：初始时腔的Q值很低，使腔内的损耗变大，上能级不断积累大量粒子。当在一定的外界激发功率下，上能级上的粒子数积累到