09-10激光原理期末试题B

——第1页——系名____________班级____________姓名____________学号____________密封线内不答题成都信息工程学院考试试卷2009——2010学年第2学期课程名称：激光原理与激光技术使用班级：电科、光信息、物理07级试卷形式：开卷闭卷√试题一二三四五六七八九十总分得分试题中可能用到的公式：12()1122bEEkTnfenf；2311.38110JKbK；346.62610Jsh；707.1610DTvvMzJnedzzdJzJ0221121)(一、判断题（共5分，每题1分）1、（）空间烧孔效应的出现利于激光器单模输出。2、（）稳定腔高阶横模比基横模具有更大的衍射损耗和光束发散角。3、（）激光工作物质只有达到了热平衡状态，才能实现受激辐射光放大。4、（）掺铒光纤激光放大器中，光纤长度越长，激光放大增益不一定越大。5、（）激光增益系数的饱和与反转集居数饱和无关。二、名词解释（共12分，每题3分）1、相格——第2页——系名____________班级____________姓名____________学号____________密封线内不答题2、光束衍射倍率因子3、光学多普勒效应4、轴向空间烧孔效应——第3页——系名____________班级____________姓名____________学号____________密封线内不答题三、填空题（共33分，每空1分）1、损耗的大小是评价谐振腔的一个重要指标，主要有如下四种：、、、。2、根据共轴球面腔稳定性条件可将谐振腔划分为：、、，由此稳定条件性判断：对称共焦腔为，平凸腔为，平凹腔为。3、根据引起加宽的物理因素对每个原子的作用可将谱线加宽分为：、和。其中碰撞加宽属于，具有线型，而多普勒加宽属于，具有线型。4、与四能级系统相比，三能级系统的阈值能量更，阈值受光腔损耗的影响更。5、单纵模激光器由于自发辐射的影响存在线宽极限，通过、、都可使线宽变窄。6、激光Q调制技术是为了获得高的峰值功率和窄脉冲输出，常用的Q调制方法有：、、、。7、为了实现单横模输出，常用的模式选择方法主要有、——第4页——系名____________班级____________姓名____________学号____________密封线内不答题、、。8、均匀加宽激光器在理想情况下，由于作用，可以实现单纵模输出。但实际上，当激发强时，由于，如不采取措施，将输出多纵模。9、调Q和锁模两技术相比，能输出更短激光脉冲宽度和更高激光峰值功率的是技术。四、简答与推证题（共20分）1、试用均匀平面波模型推导出平行平面腔的谐振频率和纵模间距。（7分）2、非稳腔的近似基模是什么？其相比于稳定腔的优势何在？（6分）——第5页——系名____________班级____________姓名____________学号____________密封线内不答题3、试给出四能级系统的能级跃迁示意图并做标注和简要说明。（7分）——第6页——系名____________班级____________姓名____________学号____________密封线内不答题五、计算题（共30分）1、设一对激光能级为1E和2E（21ff），相应的频率为v，能级上的粒子数密度分别为2n和1n，求：（10分）(1)当3000MHz，300KT时，?12nn(2)当1m，300KT时，?12nn(3)当1m，1.012nn时，温度?T（303.210ln）——第7页——系名____________班级____________姓名____________学号____________密封线内不答题2、在激光出现以前，86Kr低气压放电灯是很好的单色光源。如果忽略自然加宽和碰撞加宽，试估算在温度77K下它的605.7nm谱线的相干长度是多少，并与一个单色性810的氦氖激光器比较。（10分）——第8页——系名____________班级____________姓名____________学号____________密封线内不答题3、证明激光脉冲放大器中：(1)若入射光脉冲极其微弱，则能量增益为：lnGE210exp；(2)若入射光极强，则能量增益为：0210JlnGE。（10分）