丘志仁《激光原理与技术》试卷-激光原理--a-答案

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1、选择题（请在正确答案处打丁，2X11分）1•根据黑体辐射维恩位移定律，最大辐射强度波长4T=2.898x107A-K,那么人体（300K）时辐射最大九属于：（A）可见光（B）近红外（C）J远红外光2.已知自发发射系数每与受激发射系数场之比每/场】=8於/才，那么对于较短波长激光，例如紫外、X射线激光器相对于长波长激光器产生激光输出将（A）丁更难（B）更易（C）与波长无关3•激光腔的Q因子越大，该腔的输出单色性越高，即（A）丁输出光谱带宽越小（B）输出光谱带宽越大（C）光子寿命越小4.电光调Q激光器的调制电压波形一般为（A）J方波（B）正弦波（C）余弦波5.N

2、d+3:YAG和Ti*sapphire（掺钛蓝宝石）激光器中产生激光的物质分别是V（A）Nd和Ti离子（B）YAG和Sapphire（C）Nel和Ti原子6.电光调制器半波电压产生的相位差是（A）90度⑻45度（C）VI80度7・一般情况下谐振朋的稳定条件是）：(A)丁0"厶51,(B)0

3、振幅不同，则锁模脉冲的吋间和光谱带宽积（A）等于1（B）V>0.315（C）011・锁模与调Q激光器中，饱和吸收体的受激态寿命f锁模、如q（驰豫时间）与激光器可能产生的极限脉冲宽度匚关系是（A）（锁模和/调Q>tp，⑻'锁模和，调Q卩填空题（3X12分）1・激光光源与普通光源相比，具有哪三方面的优点：（1）单色性高（2）方向性好（3）相干性高（或者亮度高）2.辐射能量交换的三个基本过程是：（1）受激吸收（2）受激发射(3)自发发射3.激光器的三个基本组成部分是：（1）工作物质（2）谐振腔(3)驱动源4.声光调制器的四个组成部分是：（1）声光介质（2）换能器（

4、3）驱动电源（4）吸声和声反射材料5.试举出常见的四大类锁模的方法：•（1）主动锁模（2）被动锁模（3）同步泵浦锁模（4）口锁模6.假设光场能态密度是p（v）,粒子从较低能态叭（能量E1）过渡到较高能态（p2（能量E?）的受激吸收几率是（1）B12p（v）；粒子从较高能态©（能量E2）过渡到较低能态％（能量E］）的受激发射和自发发射几率分别是（2）B2,p（v）和A2jO7.谐振腔中的每一个稳定的驻波就是腔的一个振荡模。每个振荡模有（1）一定的偏振；（2）一定的频率（或者波长）；（3）一定的方向。&调Q的基本原理是：在泵浦过程的大部分时间里谐振腔处于（1）低

5、Q值或者高损耗状态，故阈值很高，不能起振，从而在激光上能级的（2）粒子数不断积累,到某一时刻反转粒子数达到最大值，Q值突然（3）增人，建立激光振荡，并输出脉冲激光。8.激光谐振腔的两个主要作用是提供（1）反馈放大和（2）选择模式。8.声光互作用的两种类型是（1）RamanNath型：光波垂直于声波场传播方向；（2）Bragg型：入射光与声场方向的夹角满足布拉格方程。8.碉秋脉冲指的是不同的（1）频率成分按时间序列处于脉冲的不同的部分。而群速度色散补偿元件对碉秋脉冲产生（2）压缩作用。9.采用适当的方法对激光进行腔内调制，当调制周期（1）等于腔内纵模间隔的倒数

6、时，每一纵模都会产生边带与相邻的（2）纵模耦合,从而保持各纵模具有一定的（3）一相位_关系被锁定。三问答与综合题（1,2题必做；3,4,5题选二题）1,2题必做1.如下图脉冲透射式调Q—腔倒空激光器原理图中，偏振器P1和P2的透光轴平行，电光晶体上应加妆还是町电压，为什么？（9分）工作物质偏振器1电光晶体偏振器2调Q激光输出全反镜1V全反镜2解：电光晶体应该加半波电压。当工作物质发射的荧光经过偏振器1和加半波电压的电光晶体时，其偏振方向旋转90度，不通过偏振器2,而由偏振器2全反射至全反射镜2,再市全反射镜2反射回来经过偏振器2反射到电光晶体之后，其偏振旋转

7、9（）度，并通过偏振器1至工作物质放大和全反射镜1形成激光振荡。若突然撤消电光品体的半波电压，则放大后经过偏振器1和电光品体的激光，偏振方向不变，而从偏振器2输出调Q激光脉冲。而电光晶体加四分之一波电压时，偏振器1形成的偏振光通过电光晶体后变成圆偏振光，部分透过偏振器2,部分由全反射镜2反射原路返回至电光晶体，再产生90度的相位差，部分不能通过偏振器1,而不能形成激光振荡。2.解释非均匀加宽介质的增益曲线的“烧孔”现象、兰姆凹陷及应用。（9分）解：对于低气压的增益中心频率勺的非均匀加宽介质，在谐振腔某纵模加=*o+匕光子的作用下，速度为匕的那部分激发粒子才产

8、生受激发C射，导致这部分粒子的损耗，即速度为匕的粒子