07激光原理考試題目.doc

一：判斷題（正確打，錯(cuò)誤打）（共30分）1. 對(duì)激光輻射而言，單色亮度和光子簡(jiǎn)并度是兩個(gè)彼此相當(dāng)?shù)奈锢砹?，都是同時(shí)綜合表示光輻射源的定向性、單色性和功率密度的重要參量，但從激光物理過程來(lái)講，無(wú)疑光子簡(jiǎn)并度是更本質(zhì)、更直接的物理量。 （ ）2. 設(shè)激光器波長(zhǎng)0.5m，激光束在光源處直徑為1cm，當(dāng)激光束傳輸?shù)?00m距離處，激光束直徑為61.0cm。 （ ）3. 氣體CO2激光器的10.6m波長(zhǎng)處光譜線寬為F150MHz，若腔長(zhǎng)為100cm時(shí)，腔內(nèi)有3個(gè)縱模振蕩。 （ ）4. 通常，自發(fā)輻射、受激輻射、受激吸收三種過程同時(shí)存在于介質(zhì)中，只是在不同情況下有強(qiáng)弱的差別。而自發(fā)輻射在產(chǎn)生激光過程中的作用是作為引起初始階段受激躍遷過程的外來(lái)輻射場(chǎng)。 （ ）5. 若從量子力學(xué)的觀點(diǎn)討論自然加寬，按照測(cè)不準(zhǔn)原理，原子發(fā)光具有的頻率不確定量或譜線寬度可以表示為：只要知道某條譜線的上下能級(jí)壽命就可以計(jì)算該譜線的自然線寬度。 （ ）6. 設(shè)某共焦腔He-Ne激光器，波長(zhǎng)632.8nm，腔長(zhǎng)L=30cm，計(jì)算得到基模遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角q=1.1510-3 rad。 （ ）7. 在高斯光束準(zhǔn)直中，若想用單一透鏡將高斯光束變換成平面波是有可能的。（ ）8. 有一長(zhǎng)度為20mm的KDP晶體制成的調(diào)制器，通過波長(zhǎng)為632.8nm的激光，若晶體溫度變化T=1，則(ho-he)=1.110-5,它引起的附加相移為f=0.7p。 （ ）9. 在脈沖編碼調(diào)制中，實(shí)現(xiàn)編碼必須經(jīng)過三個(gè)過程：抽樣、量化和編碼。按照抽樣定理，只要取樣頻率比傳遞信號(hào)的最高頻率大2倍以上，就能恢復(fù)信號(hào)波形。 （ ）10. 在聲光調(diào)制中，為了界定兩種類型的衍射，引入?yún)⒘?，?dāng)Q1時(shí)為布拉格衍射。 （ ）二：證明題（30分）1. 根據(jù)下列條件，畫出高斯光束經(jīng)薄透鏡的變換圖：在z=0處，在q1處（緊挨透鏡L的左方）： 在q2處（緊挨透鏡L的右方）：2. 根據(jù)三能級(jí)系統(tǒng)工作物質(zhì)示意圖，證明三能級(jí)系統(tǒng)單模速率方程。3. 證明受激吸收截面積12和受激輻射截面積21的方程：三：計(jì)算題（20分）1. 對(duì)于太陽(yáng)光輻射而言，在波長(zhǎng)0.5m附近的單色定向亮度Bu2.610-12W/cm-2srHz，而一般氣體激光器在同樣波長(zhǎng)條件下，其單色定向亮度Bu102W/cm-2srHz，計(jì)算太陽(yáng)光和氣體激光器的光子簡(jiǎn)并度各為多少？2. 設(shè)平行平面腔的長(zhǎng)度L=1m，一端為全反射鏡，另一端反射鏡的反射率為g=0.90，求在1500MHz頻率范圍內(nèi)所包含的縱模數(shù)目和每個(gè)縱模的頻帶寬度？（設(shè)腔內(nèi)介質(zhì)的折射率h=1）四：設(shè)計(jì)題（20分）1. 在激光應(yīng)用技術(shù)中，需要對(duì)高斯光束進(jìn)行準(zhǔn)直，試設(shè)計(jì)一個(gè)用倒裝望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)對(duì)高斯光束準(zhǔn)直，要求作圖并