激光原理与技术精选试题

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激光原理与技术精选试题

激光器的基本机构包括()。

A、激光工作物质

B、泵浦源

C、谐振腔

D、二能级系统

参考答案：ABC

激光器一般由三个主要部分构成:工作物质、激发装置和光学谐振腔。下列叙述正确的是

A.光学谐振腔是在工作物质两端安装的一对互相垂直的反射镜

B.谐振腔能起选频作用

C.平行于主轴

D.为全反射镜

E.使受激辐射能在有限体积的工作物质中快速终止

正确答案：B

激光器谐振腔内激光振荡是如何产生的?

参考答案：当激光器光学谐振腔中的工作物质在泵浦源的作用下变成增益物质后有了放大作用。被放大的光在谐振腔的两个互相平行的反射镜面间来回反射，进一步得到放大。但在这一过程中也要消耗一部分光能(腔内损耗和反射镜损耗)。当放大足以抵消损耗时，激光器就形成激光振荡。

半导体激光器对光的频率和方向进行选择的器件是()

A.泵浦源

B.激活物质

C.耦合器

D.光学谐振腔

参考答案：D

激光器通常由（）组成。

A．工作物质、谐振腔、激光源

B．工作物质、谐振腔、光源

C．工作物质、激光源、发射器

D．协振腔、激光源、发射器

正确答案：A
识记题。本题属于激光技术的考查。

1激光的相干时间c和表征单色性的频谱宽凰之间的关系为函=K c1.2 一台激光器的单色性为5x10-10,其无源谐振腔的Q值是2x1091.3如果某工作物质的某一跃迁波长1为0nm的远紫外光，自发跃迁几率A10等于105S-1,该跃迁的受激辐射爱因斯坦系魏0等于6x1010 m3s-2J-11.4设圆形镜共焦腔腔长=1m若振荡阈值以上的增益线宽为MHz判断可能存在两个振荡频率。1.5对称共焦腔*（A + D）=二L,就稳定性而言，对称共焦腔是稳定空。问答题（选做4小题，每小题5分）202.1何谓有源腔和无源腔？如何理解激光线宽极限和频率牵引效应？有源腔：腔内有激活工作物质的谐振腔。无源腔：腔内没有激活工作物质的谐振腔。1c5激光线宽极限：无源腔的线宽极限与腔内光子寿命和损耗有关：Au =；有源腔c 2kt2 兀 LR由于受到自发辐射影响，净损耗不等于零，自发辐射的随机相位造成输出激光的线宽极限_ n 2兀（Au ）2 huS AntPout频率牵引效应：激光器工作物质的折射率随频率变化造成色散效应，使得振荡模的谐振频率总是偏离无源腔相应的模的频率，并且较后者更靠近激活介质原子跃迁的中心频率。这种现象称为频率牵引效应。2.2写出三能级和四能级系统的激光上能级阈值粒子数密度，假设总粒子数n，度值反转粒子数密度为气三能级系统的上能级阈值粒子数密度n = 兰匕；四能级系统的上能级阈值粒子数密度2t2n 牝n。2.3产生多普勒加宽的物理机制是什么？多普勒加宽的物理机制是热运动的原子（分子）对所发出（或吸收）的辐射的多普勒频移。2.4均匀加宽介质和非均匀加宽介质中的增益饱和有什么不同？分别对形成的激光振荡模式有何影响?均匀加宽介质：随光强的增加增益曲线会展宽。每个粒子对不同频率处的增益都有贡献，入射的强光不仅使自身的增益系数下降，也使其他频率的弱光增益系数下降。满足阀值条件的纵模在振荡过程中互相竞争，结果总是靠近中心频率的一个纵模得胜，形成稳定振荡，其他纵模都被抑制而熄灭。理想情况下，输出应是单纵模，其频率总是在谱线中心频率附近。非均匀加宽介质：饱和效应的强弱与频率无关。某一纵模光强的增加，并不会使整个增益曲线均匀下降，而只是在增益曲线上造成对称的两个烧孔，所以只要纵模间隔足够大，所有小信号增益系数大于gt的纵模都能稳定振荡。因此，在非均匀加宽激光器中，一般都是多纵模振荡。2.5写出光与物质相互作用的爱因斯坦关系式，说明其物理意义。dn ) 11(1)自发辐射跃迁几率A =| 一;21 = 一，表示了单位时间内从高能级向低能级跃迁的原子21 I dt ) n tTTT(dn ) 1数与高能级原有粒子数的比例。(2)受激吸收跃迁几率W = 42

激光器通常由（）组成。
A.工作物质、谐振腔、激光源
B.工作物质、谐振腔、光源
C.工作物质、激光源、发射器
D.谐振腔、激光源、发射器

答案：C

解析：

记忆题。激光器通常由工作物质、激光源、发射器组成。

激光振荡的相位条件为谐振腔的长度是激光波长的整数倍。()

答案：错

解析：

L为光在谐振腔运行一周期的长度，如果是线性腔，则L=2×l，l为谐振腔长度，2l=L即为一周期长度。此长度必须是波长一半的整数倍(lamda代表波长)，因此m为正整数，类似驻波。所以满足以上关系式的波长的光才能在此谐振腔里生存下来。

激光器由()构成。

A.工作物质
B.激活物质
C.激励源
D.光学谐振腔

答案：A,C,D

解析：

激活物质只能使光放大，只有把激活物质放置于光学谐振腔中，提供必要的反馈及对光的频率和方向进行选择，才能获得连续的光放大和激光振荡输出，作用是完成频率选择和反馈作用。()

答案：对

解析：

激光器由()构成。

A.工作物质
B.激励源
C.光学谐振腔
D.接收源

答案：A,B,C

解析：

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