2017年激光原理與激光技術試題

　　試題是學習激光原理與激光技術課程的必備資料，下面是陽光網小編整理的激光原理與激光技術試題，以供大家閱讀。

　　激光原理與激光技術試題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如果某工作物質的某一躍遷波長為100nm的遠紫外光，自發躍遷幾率A10等于105 S-1，該躍遷的受激輻射愛因斯坦系數B10等于_____6x1010 m3s-2J-1

　　1.4設圓形鏡共焦腔腔長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)就穩定性而言，對稱共焦腔是________腔。 2

　　激光原理與激光技術試題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?

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

　　2Rc;有源腔2L'

　　由于受到自發輻射影響，凈損耗不等于零，自發輻射的隨機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：激光器工作物質的折射率隨頻率變化造成色散效應，使得振蕩模的諧振頻率總是偏離無源腔相應的模的頻率，并且較后者更靠近激活介質原子躍遷的中心頻率。這種現象稱為頻率牽引效應。

　　2.2寫出三能級和四能級系統的激光上能級閾值粒子數密度，假設總粒子數密度為n，閾值反轉粒子數密度為nt. 三能級系統的上能級閾值粒子數密度n2tnnt;四能級系統的上能級閾值粒子數密度2n2tnt。

　　2.3產生多普勒加寬的物理機制是什么?

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

　　2.4均勻加寬介質和非均勻加寬介質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：隨光強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，入射的強光不僅使自身的增益系數下降，也使其他頻率的弱光增益系數下降。滿足閥值條件的縱模在振蕩過程中互相競爭，結果總是靠近中心頻率的一個縱模得勝，形成穩定振蕩，其他縱模都被抑制而熄滅。理想情況下，輸出應是單縱模，其頻率總是在譜線中心頻率附近。

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