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1、考试课程： 班级： 姓名： 学号： - 密 - 封 - 线 - 密 - 封 - 线 -武汉工业学院武汉工业学院 20122013 学年第二学期学年第二学期期末考试试卷（期末考试试卷（A 卷）卷）课程名称 激光原理及应用 课程编号 12140102 注：1、考生必须在上答题，答题时需注明大、小题号2、答题纸共 1 页- -一、单项选择题（每题一、单项选择题（每题 3 分，共分，共 30 分）分）1、氢原子的 2P 态对应的电子状态数目为（ ） 。(A)、2； (B)、4； (C)、6； (D)、8。2、氖原子所发波长的光谱所对应的的两个能级的平均寿命为：态的nm8 .63223S，态的。则其谱线
2、的自然增宽约为（ ） 。s8 2100 . 242Ps8 1102 . 1N(A)、8MHz； (B)、13.3 MHz；(C)、5.3MHz；(D)、21MHz。3、在一定频率下，气体的多普勒增宽只取决于气体的（ ） 。0(A)、温度和原子量； (B)、压强和温度； (C)、压强和原子量；(D)、原子量和分子数。4、要使受激辐射成为增益介质中的主要发光过程，则要求（ ） 。(A)、； (B)、；)(21fB)(12fB2121)(AfB(C)、； (D)、。)(21fB)(12fB2112)(AfB5、已知两块反射镜的曲率半径分别为、，其中，用它们组成稳定腔，则腔1R2R122RR 长的范围
3、是（ ） 。(A)、； (B)、；212RLR213RLR(C)、； (D)、。2132RLR2143RLR6、假设激光器腔长，两反射镜的反射率，内损耗系数，cmL105 . 01r12r2 . 0内a则增益系数的阈值等于（ ）。内G1m(A)、0.67； (B)、1.67； (C)、2.67； (D)、3.67。第 1 页(共 2 页)7、在普通的原子辉光放电中，荧光光谱的线宽，对于腔长为NeHzF9105 . 1的气体激光器，设折射率等于 1，则腔内出现的纵模数为（ ）个。cmL30NeHe(A)、1； (B)、2； (C)、3； (D)、4。8、方形镜对称共焦腔中，与模式具有相同频率的模
4、式是（ ） 。mnqTEM(A)、； (B)、； (C)、； (D)、qnmTEM内内 1qn-mTEM内内 1q-n-mTEM内内21。12qn-mTEM内内9、在对称共焦腔中，曲率最大的等相位面位于（ ）处。(A)、焦点； (B)、反射镜面； (C)、无穷远； (D)、不确定。10、若激光相位测距量程要求达到 5Km，测量最小可分辩距离为 1mm，而测相灵敏度为2/1000，满足上述技术要求的调制频率至少要（ ）个。(A)、1； (B)、2； (C)、3； (D)、4。二、填空题（每题二、填空题（每题 3 分，共分，共 30 分）分）11、共焦腔气体激光器，若腔长，则其基模的远场发散NeH
5、ecmL30nm8 .632角。212、如果方形镜一般稳定腔的两块反射镜的曲率半径分别为，腔长1RcmR502，设折射率等于 1。则模（）的谐振频率cmL25mnqTEM1000000, 3, 0qnm。mnq13、对于非均匀增宽介质，激光单纵模的选取方法常见的主要有 、 、 三种方法。14、实现激光偏转的途径主要有 、 和 等。15、激光器中，充以一定比例的气，主要起 的辅助作用。NeHeHe16、一对称共焦腔的腔长L0.40m，波长，束腰半径，则离腰m6 .10mm2 . 0050cm 处的光束有效截面半径 。17、双频激光干涉仪利用光的多普勒效应测量反射镜的运动速度和位移，如果光电探测器
6、累计计数脉冲数为 1000，激光器的，则测量反射镜的位移量为 NeHenm8 .632。18、He-Ne 激光器辐射光波，其方形镜对称共焦腔，腔长 L0.2m。腔内同nm8 .632时存在，横模。若在腔内接近镜面处加小孔光阑选取横模，如同时00TEM11TEM22TEM使，模振荡而抑制振荡，则光阑孔径应为 。00TEM11TEM22TEM19、一高斯光束束腰半径，今用一焦距f为 3cm 的短焦距透镜mm2 . 00m6 .10聚焦，已知腰粗离透镜的距离为 60cm，则在几何光学近似下，聚焦后光束腰粗 00。20、有一多纵模激光器纵模数是 1000 个，腔长为 1.5m，输出的平均功率为 1W，
7、认为各纵模振幅相等。则在锁模情况下，光脉冲的周期= 、宽度= 、峰值功率= 。三、计算题（第三、计算题（第 21 题题 10 分，第分，第 22 题题 20 分，共分，共 30 分）分）21、若 He-Ne 激光器的谐振腔的腔镜为圆形镜，腔长，1RcmR502cmL25设折射率等于 1，两反射镜的反射率，。试求：9 . 01r12r（1）TEM00和 TEM10模之间的频率差。（2）假定 TEM00q模的单程衍射损耗 000.1%，维持该激光器振荡的最小增益系数为多大？22、下图为简化的四能级系统及其泵浦、跃迁示意图。试建立各能级的速率方程组、解出稳态R2 n1B12f() n2B21f() n2A21 n2A20 n1A10 R1 简化的四能级系统 E2 E1 E0 第 2 页(共 2 页)工作时的粒子数密度反转分布值、讨论如何提高小信号工作时的粒子数密度反转分布。四、问答题（每小题四、问答题（每小题 5 分，共分，共 10 分）分）23、简述兰姆凹陷法稳频的主要原理。24、什么是谱线竞争？、激光器中的主要竞争谱线有哪些？怎样保证单谱线NeHe2CO工作？
