激光原理与技术林清华考卷2及答案.docx

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激光原理与技术林清华考卷2及答案

广东工业大学考试试卷（B）

课程名称:

激光原理与技术试卷满分100分

考试时间:

2007年6月18日（第16周星期一）

题号

一

二

三

（1）

三

（2）

三

（3）

四

总分

评卷得分

评卷签名

复核得分

复核签名

一、单项选择题（每题3分，共30分）

1．原子受激辐射的光与外来引起受激辐射的光具有相同的（b）

①频率、②发散角、③量子状态、④偏振、⑤传播方向

（A）①②③④　　　（B）①③④⑤

（C）①②③　　　　　（D）③④⑤

2．.在激光器中利用光学谐振腔（c）

（A）可提高激光束的方向性，而不能提高激光束的单色性．

（B）可提高激光束的单色性，而不能提高激光束的方向性．

（C）可同时提高激光束的方向性和单色性.

（D）既不能提高激光束的方向性也不能提高其单色性．

3．自然加宽是由于（a）引起

（A）激发态有一定的寿命（B）粒子的碰撞

（C）多普勒效应（D）粒子的振动

4.多普勒加宽宽度可表示为（b）

（A）

（B）

（C）

（D）

5.一平凹腔,其凹面镜的半径R小于腔长L,它是（）

6．对称共心腔在稳定图上的坐标为（a）

（A）（-1，-1）（B）（0，0）（C）（1，1）（D）（0，1）

7．在方型对称情形，TEM11对应的花样（b）

（A）

（B）

（C）

（D）

（E）

8．在连续运转激光器稳定状态（d）

（A）增益系数随泵浦功率增加（B）增益系数随光强增加而减少

（C）小信号增益系数随光强增加（D）增益系数等于阈值增益系数

9．设均匀增宽型介质的小讯号增益曲线的宽度为

，当

时的稳定工作时讯号

增益曲线的线宽为（c）

10．锁模激光器输出脉冲功率

，

为：

（b）

（A）脉冲数目.（B）纵模数目.（C）横模数目.（D）能级数目

二、填空题（共20分）

1.要制作一个腔长L＝60cm的对称稳定腔，反射镜的曲率半径取值范围

R（5分）

2.连续工作的CO2激光器输出功率为50W（有效截面内的功率），聚焦后的基模有效截面直径

＝50m，每平方厘米平均功率为.（5分）

3.请完成下面的表格（每格2分，共10分）

激光器

名称

工作物质粒子

工作物质形态

激光谱线波长

能级系统

类型

激励方式

红宝石

固态

三能级系统

He-Ne

Ne原子

能量的共振转移

三、计算题（40分）

1．（12分）He—Ne激光器的中心频率

＝4.74×1014Hz，荧光线宽

F＝1.5l09Hz。

今腔长L＝lm，问可能输出的纵模数为若干？

为获得单纵模输出，腔长最长为多少？

2．（14分）

（1）试求出方形镜对称共焦腔镜面上

模的节线位置的表达式（腔长L、光波波长、方形镜边长a）

（2）这些节线是否等间距？

3.（14分）某谐振腔的几何参数分别是

、

及

.

（1）这是哪一类型谐振腔?

（2）试求其等价对称共焦腔的参数（f

）

.（3）请在同一个图上给出该谐振腔与其等价对称共焦腔的相对位置.

四、简答题（10分）

1，稳定球面腔激光器工作物质横向尺寸增大是否会增加输出光束的光斑半径？

为什么？

广东工业大学试卷参考答案及评分标准（B）

课程名称:

激光原理与技术。

考试时间:

2007年6月18日（第16周星期一）

一、单项选择题（每题3分，共30分）

1（B）、2（C）、3（A）、4（B）、5（C）

6（A）、7（B）、8（D）、9（C）、10（B）

二、填空题（20分）

1．>30cm（5分）

2

（5分）

3.（每格2分，共10分）

光泵浦

气体

四能级系统

三、计算题（40分）

1.（12分）

解:

:

因为激光器的纵模间隔为

（3分）

所以可能存在的纵模数为

即可能输出的纵模数为10个。

（3分）

要想获得单纵模输出，则：

（3分）

（3分）

2（14分）

解：

（1）方形镜对称共焦腔镜面上

模的振幅分布为：

（2分）

其中：

（2分）

因为节线的位置，就是振幅为0的位置，所以令

（2分）

得：

x方向无节线；（2分）

y方向节线位置：

即：

（3分）

（2）这些节距是等间距的。

（3分）

3（14分）

解：

（1）

（3分）

（2）此腔产生的等价对称共焦腔的高斯光束焦参数；

（3分）

（2分）

（3）以其等价共焦腔的中点为原点，腰位置即z=0处，设镜R1的z坐标为z1，镜R2的z坐标为z2，有：

（1分）

（1分）

（4分）

四、简答题（10分）

1，不会。

（2分）

因为稳定球面腔的光斑半径由腔长及曲率半径、波长所决定（2分）

其束腰半径为：

（2分）

两镜面的基模光斑半径分别为：

（2分）

所以增加工作物质的横向尺寸并不改变输出光斑半径。

（2分）