08激光原理與技術(shù)試卷B

1、08激光原理與技術(shù)試卷B華南農(nóng)業(yè)大學(xué)期末測試試卷B卷20222022學(xué)年第一學(xué)期測試科目：激光原理與技術(shù)測試類型：閉卷測試時(shí)間：120分鐘姓名 年級(jí)專業(yè) 學(xué)號(hào)題號(hào)一二三四總分得分評(píng)閱人答案假設(shè)出現(xiàn)物理常數(shù),可保存常數(shù)而不必算出來填空題每空2分,共30分1 .設(shè)小信號(hào)增益系數(shù)為g0 ,平均損耗系數(shù)為 ,那么激光器的振蕩條件為_gO>2 .相格是相空間中用任何實(shí)驗(yàn)所能分辨的最小尺度.3 .四能級(jí)系統(tǒng)中,設(shè)E3能級(jí)向E2能級(jí)無輻射躍遷的量子效率為1, E2能級(jí)向Ei能級(jí)躍遷的熒光效率為 2,那么總量子效率為.4 .當(dāng)統(tǒng)計(jì)權(quán)重fif2時(shí),兩個(gè)愛因斯坦系數(shù)Bi2和B21的關(guān)系為B12=B21 05

2、 .從光與物質(zhì)的相互作用的經(jīng)典模型, 可解釋 色散 現(xiàn)象和 物質(zhì)對(duì)光的 吸收現(xiàn)象.6 .線型函數(shù)的歸一化條件數(shù)學(xué)上可寫成 .7 .臨界腔滿足的條件是g1g2=1或 g1g2=0.8 .把開腔鏡面上的經(jīng)過一次往返能再現(xiàn)的穩(wěn)態(tài)場分布稱為開腔的自再現(xiàn)模9 .對(duì)平面波陣面而言,從一個(gè)鏡面中央看到另一個(gè)鏡面上可以劃分的菲涅耳半周期帶的數(shù)目稱為 菲涅耳數(shù)10 .均勻加寬指的是引起加寬的物理因素對(duì)各個(gè)原子是等同的11 .入射光強(qiáng)和飽和光強(qiáng)相比較時(shí),增益隨入射光強(qiáng)的增加而減少,稱 增益飽和 現(xiàn)象.12 .方形鏡的TEMmnq模式沿X方向有 m 條節(jié)線,沒y方向有3 條節(jié)線.二.單項(xiàng)選擇題(每題2分,共10分)

3、1 .關(guān)于高斯光束的說法,不正確的選項(xiàng)是 ()(A)束腰處的等相位面是平面；(B)無窮處的等相位面是平面；(C)相移只含幾何相移局部;(D)橫向光強(qiáng)分布是不均勻的.2.以下各模式中,和圓型共焦腔的模TEM m,n,q有相同頻率的是(A)(A) TEM m 2,n,q 1 ；(B) TEMm2,n,q；(C) TEMm1,n,q1；(D) TEMm2,n1,q 1.3.卜列各種特性中哪個(gè)特性可以概括激光的本質(zhì)特性(C )(A)單色性;(B)相干性;(C)高光子簡并度；(D)方向性4 .以下加寬機(jī)制中,不屬于均勻加寬的是(B )(A)自然加寬；(B)品格缺陷加寬;(C)碰撞加寬；(D)晶格振動(dòng)加寬

4、5 .以下方法中,不屬于橫模選擇的是(D)(A)小孔光闌選模；(B)非穩(wěn)腔選模；(C)諧振腔參數(shù)g,N選擇法；(D)行波腔法、簡做題(每題4分,共20分)1,損耗的大小是評(píng)價(jià)諧振腔的一個(gè)重要指標(biāo),也是腔模理論的重要研究課題,試問 光學(xué)諧振腔的損耗大致包含哪幾個(gè)方面？腔不完全反射引起的損耗幾何偏折損耗固有損耗散射等衍射損耗2 .說出以下幾個(gè)物理量所表示的名稱.g :fnt丁1 A fg nW210s21平面寬度3,光具有波粒二象性,試簡要寫出光子的根本性質(zhì).光子具有運(yùn)動(dòng)質(zhì)量動(dòng)量能量自旋偏振態(tài)4.四能級(jí)系統(tǒng)激光工作物質(zhì)的能級(jí)簡圖如下,能否寫出該系統(tǒng)的速率方程組？已 知發(fā)射截面21 v,Vo ,光速

5、V ,第l個(gè)模的光子壽命為RI ,統(tǒng)計(jì)權(quán)重fl, f2,設(shè)E應(yīng)的集居數(shù)密度為6, i 0,1,2,3dr13 dtdno dtdNidtdn2dt5.根據(jù)半經(jīng)典理論,電極化系數(shù)為2nem 02 00i,分別求出其實(shí)部和虛部.并說明實(shí)部和虛局部別和哪兩個(gè)物理量有直接對(duì)應(yīng)關(guān)系?四.計(jì)算題本大題共40分,每題8分1.激光器的諧振腔有一曲率半徑為 1m的凸面鏡和半徑為2m的凹面鏡組成,工作物質(zhì)長0.5 m ,其折射率為1.60,求腔長在什么范圍內(nèi)是穩(wěn)定腔?2.某高斯光束的束腰大小為0 1.2mm,632.8nm.求與束腰相距10m遠(yuǎn)處的光斑半徑及波前曲率半徑R3.5.一激光器輸出光10.6 m,03mm ,用一 F 2cm的凸透鏡聚焦,求欲得到有頻率為V1, V2的二強(qiáng)光入射,試求在均勻加寬情況下,設(shè)頻率為V1 , V2的光在介質(zhì)內(nèi)的平均強(qiáng)度為Ivi, Iv26分1頻率為V的弱光的增益系數(shù)表達(dá)式;2頻率為Vi的強(qiáng)光的增益系數(shù)表達(dá)式,4.長度為10 cm的紅寶石棒置于長度為20cm的光諧振腔中,紅寶石694.3nm譜線的自發(fā)輻射壽命s