中國海洋大學激光原理期中考試D卷-2023修改整理

千里之行，始于足下讓知識帶有溫度。第第2頁/共2頁精品文檔推薦中國海洋大學激光原理期中考試D卷物理2022級激光原理和技術期中考試卷(D)（31/10/2022）姓名：

1.下列哪些量與光子簡并度有相同的含義。[A]處在同一相格的光子數(shù)；[B]處于單位體積內(nèi)的光子狀態(tài)數(shù)；[C]具有同一

頻率的光子數(shù)；[D]處于相干體積內(nèi)的光子數(shù)。[4]

2.相干長度為1km的He-Ne激光器的單色性?λ/λ為6x10-10;當相干長度達到2km時，其單色性應是:[A]6x10-10;[B]

3x10-10；[C]1.2x10-9；[D]2x10-10。[4]

3.ExamplesofrealradiationsourceswithspectralenergydistributionsclosetothePlanckdistributionare[A]spectrallamps

whichemitdiscretespectra,[B]thebrighttungstenwireofalightbulb,[C]thesun,[D]lasers.[4]

4.假如工作物質(zhì)的某一躍遷波長為100nm的遠紫外光，自發(fā)躍遷幾率A

10

等于105S-1，該躍遷的受激輻射愛因斯坦系數(shù)B10是多少？[4]

5.在上題中，為使受激躍遷幾率比自發(fā)躍遷幾率大三倍，腔內(nèi)的單色能量密度ρ應為多少？[4]

6.Inthevisiblepartofthespectrum(λ=500nm;ν=6x1014s-1),thenumberofmodesperunitvolumewithintheDopplerwidth

ofaspectralline(?ν=109s-1)is[A]6x1014m-3;[B]6x108m-3;[C]3x1014m-3;[D]3x108m-3.[4]

7.Foratypicallifetimeofτ=1ms,thenaturallinewidth?ν

n

becomes[A]160Hz;[B]16Hz;[C]100Hz;[D]10Hz.[4]

8.He-Ne激光器的3S2-3P4躍遷波長為3.39μm，Ne的原子量M=20，溫度為400K時它的多普勒線寬?ν

D

為:[A]1.52GHz;[B]280MHz;[C]830MHz.[4]

9.已知一一般光源的相干面積為(?x)2=(λ/?θ)2，相干長度為Lc=c/?ν，寫出距光源R處的相干體積。[4]

10.寫出對稱共焦腔和對稱共心腔在穩(wěn)區(qū)圖上的位置（g1,g2）.[4]

11.某一激光器用平凹穩(wěn)定腔，工作一段時光后，平面反射鏡因熱形變而輕微向腔內(nèi)凸起，這時的腔將是[A]穩(wěn)定腔；[B]

非穩(wěn)定腔；[C]臨界腔。[4]

12.推斷黑板上各共軸球面腔（A,B,C,D）的穩(wěn)定性（穩(wěn)定腔/非穩(wěn)定腔/臨界腔）。[4]

13.腔長為108cm，兩腔鏡的反射率r1、r2分離為100%和97%。若忽視腔內(nèi)其它損耗，則光子在腔中的平均壽命

τR約為[A]2.4x10-7s;[B]0.28μs;[C]0.36μs;[D]4.0x10-7s.[4]

14.已知高斯光束的波長λ為1.06μm,束腰斑半徑ωo為1mm,寫出距束腰20cm處光束的復參數(shù)q的值。[4]

15.已知入射高斯光束在透鏡前表面的q參數(shù)為q1，寫出通過透鏡（焦距為f）后的高斯光束在透鏡后表面的q參數(shù)q2。[4]

16.FortheLymannaline(2P→1StransitionintheHatom)inadischargewithtemperatureT=1000K,M=1,λ=121.6nm,ν

=

2.47x1015s-1,theDopplerwidth?λDis[A]1.9x10-2nm;[B]10-3nm;[C]2.8x10-3nm.[4]17.由F-P掃描干涉儀測出腔長為25cm的He-Ne激光管的縱模如圖所示，

由?xq=0.4ms,?xc=0.1ms，求得這些縱模的線寬?νc為[A]120MHz;

xc

[B]125MHz;[C]150MHz;[D]156MHz.[4]

18.設圓形鏡共焦腔長L=1m，若振蕩閾值以上的增益線寬為80MHz，推斷可能存在幾個振蕩頻率。[A]兩個;[B]3個;

[C]4個;[D]惟獨1個.[4]

19.腔長為50cm的He-Ne平凹腔激光器，波長為632.8nm，腔鏡曲率半徑為1m，求凹面鏡上光斑的半徑.[4]

20.計算上題中的基模遠場發(fā)散角θ。[4]

????????????????????????????????????????????????????????21.試估算第17題中所測的激光的光子壽命τ

，如激光腔中彌漫增益系數(shù)為g的介質(zhì)，未得到振蕩，g應為多少？[10]

R

22.填出下表中激光頻率（或光子能量）的不同表示辦法間的換算關系[10]

其中cm-1表示單位長度（厘米）中的波數(shù)。計算時取e=1.6021?10-19C（即1eV=1.6021?10-19J），h=6.6256?10-34J.s。23.月球距地球表面3.8x105km，用波長為514.5nm的激光束照耀月球表面，當光束發(fā)散角θ

為1.0x10-3rad時,月球表面被照

亮的面積為多少?當光束發(fā)散角θ0為1.0x10-6rad時，被照亮的面積又為多少？兩種狀況下，光腰半徑各為多大？[10]24.用一雙透鏡系統(tǒng)對波長為10.6μm的高斯光束聚焦，入射光束腰半徑為3mm，離第一透鏡的距離為2cm，假如第一透鏡

和其次透鏡的焦距分離為2cm和5cm，兩鏡間的距離為32cm，求出射光束腰的位置和半徑。[15]

25.在一個腔鏡口徑為a的對