激光原理与技术期末复习试题含答案（重修用）

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………密………封………线………以………内………答………题………无………效……

电子科技大学2012-2013学年第1学期 重新学习 考试

课程名称：_激光原理与技术_ 考试形式： 考试日期： 2013年1月 14日 考试时长：120分钟 本试卷试题由_____部分构成，共_____页。

题号 得分 得 分 一、选择题（共20分，共 10题，每题2 分）

1. 下列哪个实验不能反映光的量子性： 。 A. 黑体辐射 B. 光电效应 C. 牛顿环 D. 普朗克散射 2. 关于激光振荡，下列哪种说法是正确的： 。 A. 集居数反转是激光振荡的充分条件； B. 只有驻波腔才能产生激光振荡； C. 集居数反转是激光振荡的必要条件； D. 激光振荡阈值与谐振腔损耗无关。

3. 与普通光源相比，下列哪一个不是激光的特性： 。

A. 相干性好 B. 光子简并度高 C. 同一模式内光子数多 D. 功率高 4. 对于开放光学球面两镜腔，下列哪一个不是谐振腔稳定性条件： 。 A. ?1?一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 合计 ??1L??L?L??L??A?D??1 B. ?1??1???1???1 C. 0??1???1???1 2?R1??R2??R1??R2?D. 0?g1g2?1

5. 下列哪一个参数与谐振腔的损耗有关： 。

A. 腔内光子平均寿命 B. 受激发射截面 C. 上能级寿命 D. 谐振腔共焦参数 6. 下列哪种加宽不属于均匀加宽： 。

A. 自然加宽 B. 晶格缺陷加宽 C. 碰撞加宽 D. 晶格振动加宽

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7. 关于受激发射截面，下面表述哪一个是错误的： 。 A. 是具有面积量纲的物理量 B. 与入射光频率有关 C. 是原子横截面的面积

D. 受激跃迁速率与受激发射截面成正比

8. 激光器的阈值增益系数与下列哪一个参数有关： 。

A. 小信号增益 B. 自然加宽谱线宽度 C. 受激发射截面 D. 谐振腔损耗 9. 在KDP晶体的纵向电光调制中，半波电压与下列哪个参数无关： 。 A. 晶体尺寸 B. 激光波长 C. 晶体电光系数 D. 晶体折射率

10. KDP晶体沿z轴加电场时，由单轴晶体变成双轴晶体，折射率椭球的主轴绕z轴旋转了 。 A. 45° B. 60° C. 90° D. 180°

得 分 二、填空题（共20分，共 20空，每空1 分）

1. 在光与物质的三种相互作用中， 是产生激光的主要机制，而 所产生的光为非相干光。

2. 在三维空腔中，模式数目与频率的 成正比，这个现象称为 。

3. 任何一个共焦腔可以与 个稳定球面镜腔等价，而任何一个稳定球面镜腔只能有 个等价共焦腔。

4. 在 近似下，高斯光束是赫姆霍兹方程的解。

5. 在采用KDP晶体的纵向电光调制系统中，使用 波片使得通过晶体后的两偏振分量产生附加相位差为 ，使调制器工作在T=50%的偏置点上。

6. 在布拉格声光衍射中，只有入射角?i等于布拉格角?B时，在声波面上衍射的光波才满足 条件，得到衍射极值。

7. 在常规调Q激光器中，当谐振腔损耗很高时，激光器不能振荡，增益介质中的 不断增大并达到极大值，而后瞬间 谐振腔的Q值，激光器起振并输出巨脉冲。

8. 可饱和吸收体是一种非线性吸收介质，在较强激光作用下，其 随光强的增加而减小直至饱第 2 页 共 6页

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和，利用该特性可将其作为 调Q元件。

9. 锁模激光器的输出脉冲周期等于 ，脉冲宽度 于被锁定的纵模数量。 10. 被动锁模激光器中，由不规则脉冲演变到锁模脉冲的物理过程大致分为三个阶段：线性放大阶段、 、 。

11. 用于倍频、差频、和频、光学参量振荡的晶体都是 很大的晶体；为获得高效的倍频，必须满足 匹配条件。 得 分 三、简答题（ 共10分）

1．写出激光的自激振荡条件。(4分)

2．写出声光体调制器的三个主要组成部分。(3分)

3．列举三种实现调Q的方式。(3分)

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得 分 1．画出三能级和四能级系统的能级结构图，说明为什么四能级系统更容易实现粒子数反转。(10分)

2．画出带偏振器的电光调Q激光器的结构图，并简述其工作原理。(10分)

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四、简述题（ 共30分）

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3．评述均匀加宽与非均匀加宽的本质区别，说明均匀加宽激光器易获得单纵模振荡的原因（不考虑空间烧空效应）。(10分)

得 分 1．证明：在判别谐振腔稳定性时，对长度为l，折射率为?的增益介质棒，可等效成长度为l/?的自由空间。(5分)

五、计算证明题（ 共20分）

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2．如图所示，波长为?=1?m的激光器，全反射镜的曲率半径R=0.4m，距离全反射镜a=0.1m处放置长为b=75mm的介质棒，其折射率?=1.5，棒的左右通光面上镀增透膜，介质棒的右端面到输出镜的距离c=50mm，输出镜的厚度不计。（15分）

全反镜R1=0.4m输出镜R2=￥（不计厚度）薄透镜Fa=0.1mb=75mmc=50mmd=0.2m

1）判别腔的稳定性； 2）求输出镜上的光斑半径；

3）在距输出镜d=0.2m处放置F=0.1m薄透镜，求经透镜变换后的光腰半径和位置。

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2．如图所示，波长为?=1?m的激光器，全反射镜的曲率半径R=0.4m，距离全反射镜a=0.1m处放置长为b=75mm的介质棒，其折射率?=1.5，棒的左右通光面上镀增透膜，介质棒的右端面到输出镜的距离c=50mm，输出镜的厚度不计。（15分）

全反镜R1=0.4m输出镜R2=￥（不计厚度）薄透镜Fa=0.1mb=75mmc=50mmd=0.2m

1）判别腔的稳定性； 2）求输出镜上的光斑半径；

3）在距输出镜d=0.2m处放置F=0.1m薄透镜，求经透镜变换后的光腰半径和位置。

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