2017年激光原理與激光技術(shù)試題

　　試題是學(xué)習(xí)激光原理與激光技術(shù)課程的必備資料，下面是陽光網(wǎng)小編整理的激光原理與激光技術(shù)試題，以供大家閱讀。

　　激光原理與激光技術(shù)試題1.填空題

　　(每題4分)[20]

　　1.1激光的相干時間τc和表征單色性的頻譜寬度Δν之間的關(guān)系為___c

　　1.2一臺激光器的單色性為5x10-10，其無源諧振腔的'Q值是_2x109

　　1.3如果某工作物質(zhì)的某一躍遷波長為100nm的遠(yuǎn)紫外光，自發(fā)躍遷幾率A10等于105 S-1，該躍遷的受激輻射愛因斯坦系數(shù)B10等于_____6x1010 m3s-2J-1

　　1.4設(shè)圓形鏡共焦腔腔長L=1m，若振蕩閾值以上的增益線寬為80 MHz，判斷可能存在

　　1.5對稱共焦腔的1(AD)就穩(wěn)定性而言，對稱共焦腔是________腔。 2

　　激光原理與激光技術(shù)試題2. 問答題

　　(選做4小題，每小題5分)[20]

　　2.1何謂有源腔和無源腔?如何理解激光線寬極限和頻率牽引效應(yīng)?

　　有源腔：腔內(nèi)有激活工作物質(zhì)的諧振腔。無源腔：腔內(nèi)沒有激活工作物質(zhì)的諧振腔。 激光線寬極限：無源腔的線寬極限與腔內(nèi)光子壽命和損耗有關(guān)：c1

　　2Rc;有源腔2L'

　　由于受到自發(fā)輻射影響，凈損耗不等于零，自發(fā)輻射的隨機(jī)相位造成輸出激光的線寬極限

　　n2t2(c)2h0。 sntPout

　　頻率牽引效應(yīng)：激光器工作物質(zhì)的折射率隨頻率變化造成色散效應(yīng)，使得振蕩模的諧振頻率總是偏離無源腔相應(yīng)的模的頻率，并且較后者更靠近激活介質(zhì)原子躍遷的中心頻率。這種現(xiàn)象稱為頻率牽引效應(yīng)。

　　2.2寫出三能級和四能級系統(tǒng)的激光上能級閾值粒子數(shù)密度，假設(shè)總粒子數(shù)密度為n，閾值反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度為nt. 三能級系統(tǒng)的上能級閾值粒子數(shù)密度n2tnnt;四能級系統(tǒng)的上能級閾值粒子數(shù)密度2n2tnt。

　　2.3產(chǎn)生多普勒加寬的物理機(jī)制是什么?

　　多普勒加寬的物理機(jī)制是熱運(yùn)動的`原子(分子)對所發(fā)出(或吸收)的輻射的多普勒頻移。

　　2.4均勻加寬介質(zhì)和非均勻加寬介質(zhì)中的增益飽和有什么不同?分別對形成的激光振蕩模式有何影響? 均勻加寬介質(zhì)：隨光強(qiáng)的增加增益曲線會展寬。每個粒子對不同頻率處的增益都有貢獻(xiàn)，入射的強(qiáng)光不僅使自身的增益系數(shù)下降，也使其他頻率的弱光增益系數(shù)下降。滿足閥值條件的縱模在振蕩過程中互相競爭，結(jié)果總是靠近中心頻率的一個縱模得勝，形成穩(wěn)定振蕩，其他縱模都被抑制而熄滅。理想情況下，輸出應(yīng)是單縱模，其頻率總是在譜線中心頻率附近。

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