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1、广东工业大学考试试卷( A )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)一、 选择题（每题3分，共30分）1.世界上第一台激光器是 （ ） (A)氦氖激光器 (B)二氧化碳激光器 (C)钕玻璃激光器 (D)红宝石激光器(E)砷化镓结型激光器 2.按照原子的量子理论，原子可以通过自发辐射和受激辐射的方式发光，它们所产生的光的特点是：（ ） (A)两个原子自发辐射的同频率的光是相干的，原子受激辐射的光与入射光是不相干的 (B)两个原子自发辐射的同频率的光是不相干的，原子受激辐射的光与入射光是相干的 (C)两个原子自发辐射的同频率的光是不相
2、干的，原子受激辐射的光与入射光是不相干的 (D)两个原子自发辐射的同频率的光是相干的，原子受激辐射的光与入射光是相干的 3氦-氖激光器属于典型的（ ）系统 （A）二能级（B）三能级（C）四能级（D）多能级4体积，线宽，中心波长60nm，模式数目为（ ） 5多普勒加宽发生在（ ）介质中6半共心腔在稳定图上的坐标为（d ）（A）（-1，-1） （B） （0，0） （C）（1，1） （D）（0，1）7对于均匀增宽介质，中心频率处小信号增益系数为，当时 ，饱和显著，非小信号中心频率增益系数为：（c ）（A） （B） （C） （D） 8.一平凹腔,其凹面镜的半径R等于腔长L,它是(b )（A）稳定腔 （
3、B）临界腔 （C）非稳腔9.能够完善解释黑体辐射实验曲线的是( c )（A）瑞利-金斯公式 （B）维恩公式 （C）普朗克公式 （D）爱因斯坦公式10.腔长为0.5米,=1.5,纵模间隔为b()（A） （B） （C） （D）二、填空题（共20分）1. 稳定腔的一块反射镜的曲率半径R14L，求另一面镜的曲率半径取值范围 。(5分)2.一共焦腔(对称)L0.40m，0.6328mm，束腰半径，离腰56cm处的光束有效截面半径为 。(5分)3. 下图是红宝石的能级结构和跃迁示意图。请说明图中以下符号的意义，(每空2分，共10分) W13 、 W21 E2 、 E1 、 A21 。三、计算题（共40分）
4、1（12分）(1) 一质地均匀的材料对光的吸收为0.01mm-1、光通过10cm长的该材料后，出射光强为入射光强的百分之几? (2) 光束通过长度为1m的均匀激活的工作物质，如果出射光强是入射光强的两倍，试求该物质的增益系数。2（14分）试从式出发，证明用最佳透射率表示的非均匀增宽激光器的最佳输出功率为：3（14分）考虑一用于氩离子激光器的稳定球面腔，波长0.5145mm，腔长L1m，腔镜曲率半径R1=1.5m，R2=4m。试计算光腰尺寸和位置及焦参数。 四、简答题（10分）1连续激光器稳定工作时的增益系数是否会随泵浦功率的提高而增加？为什么？广东工业大学试卷参考答案及评分标准 ( )课程名称
5、: 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（ D ）、 2（ B ）、3（ C ）、4（ C ）、5（ C ）6（ D ）、7（ C ）、8（ B ）、9（ C ）、10（ B ）二、填空题（20分）1 （5分）2 0.6mm （5分）3 .（每空2分，共10分） 受激吸收几率(激励几率) 受激发射几率 激光上能级 、 基态能级, 又是激光下能级, 也是抽运能级、 自发发射几率 三、计算题（共40分）解：（1）（12分） （2分） （3分）（2） （2分） （2分） （3分）2（14分）证明：由，等式两边对
6、t求导，并令其为零 （3分）得： （3分）整理上式可得：，即： （3分）式中t即为最佳透射率tm，则最佳输出功率 （2分） （3分） 3（14分）解：（1）束腰半径 （3分）（2）束腰位置m； （2分）（3）两镜面上的光斑尺寸分别为： （3分） （3分）（4）焦参数 （3分）四、简答题（10分）1答：不会 （2分） 因为连续激光器稳定时增益系数为 ，G0为小信号增益系数，I为腔内光强，Is 为饱和光强。 （3分） 因此，当满足阈值条件以后，当外界的泵浦功率增加时，腔内光强增加，引起增益饱和作用，则增益下降。 （2分） 在稳态工作时，激光器的增益系数保持与阈值相等，不会随泵浦功率的提高而增加。
7、（3分）广东工业大学考试试卷 ( B )课程名称: 激光原理及应用 考试时间: 第 18 周星期 五 ( 2007年1 月 5日)题号一二三四五六七八九十总分得分评分人 一单项选择（30分）1在一定温度下，自发辐射几率是受激辐射几率的（ B ）倍 2粒子数反转分布状态微观粒子满足（D ） （A） 费米分布（B）高斯分布（C） 玻尔兹曼分布（D）负温度分布3碰撞增宽谱线为（ C ） （A） 高斯线型 （B）抛物线型 （C） 洛仑兹线型 （D）双曲线型4CO2谱线的多普勒增宽为53MHz，中心频率所对应的谱线函数极大值为（ A ）5平行平面腔在稳定图上的坐标为（ C ）（A）（-1，-1） （B）
8、 （0，0） （C）（1，1） （D）（0，1）6谐振腔的纵模共振频率为（ A ） 7对称共焦腔基模光腰为（ A ） 8对同一种介质，小信号增益系数随（ B ）变化（A）谱线宽度 （B）激发功率 （C）粒子数密度（D）自发辐射几率9调Q激光器通常可获得（ C ）量级短脉冲10红宝石激光器是典型的（ B ）系统 （A）二能级 （B）三能级 （C） 四能级 （D）多能级二. 填空（20分）1 激光束的基本特性是_、_、_。（4分）2光和物质相互作用产生受激辐射时，辐射光和照射光具有完全相同的特性，这些特性是指 、 、 和 。（4分）3激光腔振荡模的特征是 、 、 、 。（4分）4 He-Ne激光器
9、是典型的四能级系统，有三条主要激光谱线，其激光谱线及波长分别为 、 、 。（6分）5若光束通过1m长的激光介质以后，光强增大了一倍，此介质的增益系数G为 （2分）三、计算题（44 分）1 （8分）静止氖原子谱线中心波长为，求当它以0.1c速度向观察者运动时，中心波长变为多大？ 2（8分）腔长为0.5m的氩离子激光器，发射中心频率5.85l014Hz，荧光线宽6l08 Hz，问它可能存在几个纵模?相应的q值为多少？ (设=1)3（20分）某激光器采用平凹腔，腔长L1m，凹面镜曲率半径R2m。求：（1） 它产生的基模高斯光束的腰斑半径及腰斑位置。（2） 它产生的基模高斯光束的焦参数。（3） 它产生的基模高斯光束的远场发散角。4，（8分）He-Ne激光器辐射6328光波，其方形镜对称共焦腔，腔长L0.2m。腔内同时存在，横模。若在腔内接近镜面处加小孔光阑选取横模，试问： (1)如只使模振荡，光阑孔径应多大？ (2)如同时使，模振荡而抑制振荡，光阑孔径应多大？
