07激光原理考試題目.doc

一：判斷題（正確打，錯誤打）（共30分）1. 對激光輻射而言，單色亮度和光子簡并度是兩個彼此相當(dāng)?shù)奈锢砹?，都是同時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講，無疑光子簡并度是更本質(zhì)、更直接的物理量。 （ ）2. 設(shè)激光器波長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波長處光譜線寬為F150MHz，若腔長為100cm時，腔內(nèi)有3個縱模振蕩。 （ ）4. 通常，自發(fā)輻射、受激輻射、受激吸收三種過程同時存在于介質(zhì)中，只是在不同情況下有強弱的差別。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輻射場。 （ ）5. 若從量子力學(xué)的觀點討論自然加寬，按照測不準(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壽命就可以計算該譜線的自然線寬度。 （ ）6. 設(shè)某共焦腔He-Ne激光器，波長632.8nm，腔長L=30cm，計算得到基模遠場發(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. 有一長度為20mm的KDP晶體制成的調(diào)制器，通過波長為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，實現(xiàn)編碼必須經(jīng)過三個過程：抽樣、量化和編碼。按照抽樣定理，只要取樣頻率比傳遞信號的最高頻率大2倍以上，就能恢復(fù)信號波形。 （ ）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)三能級系統(tǒng)工作物質(zhì)示意圖，證明三能級系統(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：計算題（20分）1. 對于太陽光輻射而言，在波長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條件下，其單色定向亮度Bu102W/cm-2srHz，計算太陽光和氣體激光器的光子簡并度各為多少？2. 設(shè)平行平面腔的長度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)計題（20分）1. 在激光應(yīng)用技術(shù)中，需要對高斯光束進行準(zhǔn)直，試設(shè)計一個用倒裝望遠鏡系統(tǒng)對高斯光束準(zhǔn)直，要求作圖并