Ａ卷
2010—2011学年第1学期
激光原理技术试卷
评分标准参考答案
专业班级
姓 名
学 号
开课系室 光电信息科学系
考试日期 2010年X月X日
题 号
二
三
总分
分
阅卷
套试题17题满分100分答题时间120分钟
填空题：（题40分）
1（2分） LASER英文 Light Amplification by Stimulated Emission
of Radiation 缩写(单词写全拼写误酌情扣1分)
2（3分） 激光器 工作物质 谐振腔 泵浦系统 三部分组成（空1分答出基含义分）
3（2分） 谐振腔腔长L1m折射率取1范围包含模数 10 11 （答10 111011均分）
4（4分）目前世界激光器数百种果工作物质划分分固体激光器气体激光器 液体激光器 半导体激光器
化学激光器 光纤激光器 等（写出4类重复扣分）
5(3分) 稳定腔块反射镜曲率半径中腔长面镜曲率半径取值范围 （缺解扣1分）
6（3分） 般文献激光基特性结 方性 单色性 高亮度 （答出基意思分）
7（3分）光束通长度均匀激励工作物质果出射光强入射光强两倍该物质增益系数 （假设光弱考虑增益吸收饱效应）
8（4分） 采调Q技术激光脉宽压缩纳秒量级常调Q方法
转镜调Q 电光调Q 声光调Q 饱吸收调Q 等（空1分）
9（2分） 普勒加宽属 非均匀 加宽特点原子系统中原子原子群谱线部分贡献碰撞加宽属 均匀 加宽特征原子整谱线贡献
10(4分) 写出面种激光器较强谱线波长：（请纳米单位）
(1)红宝石激光器 6934nm (2)NdYAG激光器 1064nm
(3)激光器 16000nm (4)HeNe激光器 6328nm
(空1分求单位分)
11（3分） 激光倍频技术激光频率变原 2 倍具体实现
腔倍频 外 腔倍频两类（空1分）
12（3分） 光物质发生三种相互作分： 发辐射 受激辐射
受激吸收 （空1分）
13（4分）方形镜焦腔横模强度花样图示写出模式标记（确定中值） 模花样 模花样（空2分）
二计算述题（45分）
14（题20分）
写出基模高斯光束传播公式说明项物理意义某高斯光束束腰尺寸求束腰相距远处光斑半径波前曲率半径写出束腰处距束腰处参数
解：(1)Z轴传播寂寞高斯光束表达式：
（2分）
中：
Z处光斑半径
Z处曲率半径R
瑞利长度焦参数 束腰半径 （3分）
(2)时
束腰相距处
（5分直接写出结果酌情扣分）
束腰相距处
（5分直接写出结果酌情扣分）
(3)束腰处
： ( 5分直接写出结果酌情扣分）
15（题10分）
写出判断光学谐振腔稳定性公式利该公式图解方法判断列谐振腔稳定性
（1）
（2）
（3）
解：谐振腔稳定性条件：
两镜腔条件简化
（1）谐振腔
该腔稳定 （2分）
（2）谐振腔
该腔稳定 （2分）
（3）谐振腔
该腔稳定 （2分）
3种情况传播圆方法图示4分
(1) (2)
(3)
16（题15分）
NdYAG激光工作物质属级系统？画出相应级系统示意图推导出速率方程
答：NdYAG激光工作物质属4级系统 （2分）
级简图图示：
w03
A30
S30
S32
S21
A21
W21
E3
E2
E1
E0
W12
S10
中基态级激发态级亚稳态级分激光级 （3分）
（5分）
引入发射界面概念：
（5分）
三证明题（题15分）
17（题15分）
已知稳定腔两球面反射镜曲率半径分腔长试证明基模高斯光束束腰半径满足关系式：（提示：采图解方法者等价焦腔方法中种）
证明：采传播圆图解方法知道反射镜曲率半径R1R2知道反射镜处波面曲率半径R1R2作M1镜处s1圆M2镜处s2圆确定腔振荡高斯光束两s 圆相交两者交点FlFl¢腔振荡高斯光束侧焦点两侧焦点离光轴距离b0腔振荡高斯光束束参数图中示关系难求
（5分）
处
（5分）
分两反射镜离束腰距离L两反射镜间距确定z1z2确定腔高斯光束束腰位置求出值代入终结果：
（5分）
（题步骤全充分酌情扣分）
文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
《香当网》用户分享的内容，不代表《香当网》观点或立场，请自行判断内容的真实性和可靠性！
该内容是文档的文本内容，更好的格式请下载文档
2010—2011学年第1学期
激光原理技术试卷
评分标准参考答案
专业班级
姓 名
学 号
开课系室 光电信息科学系
考试日期 2010年X月X日
题 号
二
三
总分
分
阅卷
套试题17题满分100分答题时间120分钟
填空题：（题40分）
1（2分） LASER英文 Light Amplification by Stimulated Emission
of Radiation 缩写(单词写全拼写误酌情扣1分)
2（3分） 激光器 工作物质 谐振腔 泵浦系统 三部分组成（空1分答出基含义分）
3（2分） 谐振腔腔长L1m折射率取1范围包含模数 10 11 （答10 111011均分）
4（4分）目前世界激光器数百种果工作物质划分分固体激光器气体激光器 液体激光器 半导体激光器
化学激光器 光纤激光器 等（写出4类重复扣分）
5(3分) 稳定腔块反射镜曲率半径中腔长面镜曲率半径取值范围 （缺解扣1分）
6（3分） 般文献激光基特性结 方性 单色性 高亮度 （答出基意思分）
7（3分）光束通长度均匀激励工作物质果出射光强入射光强两倍该物质增益系数 （假设光弱考虑增益吸收饱效应）
8（4分） 采调Q技术激光脉宽压缩纳秒量级常调Q方法
转镜调Q 电光调Q 声光调Q 饱吸收调Q 等（空1分）
9（2分） 普勒加宽属 非均匀 加宽特点原子系统中原子原子群谱线部分贡献碰撞加宽属 均匀 加宽特征原子整谱线贡献
10(4分) 写出面种激光器较强谱线波长：（请纳米单位）
(1)红宝石激光器 6934nm (2)NdYAG激光器 1064nm
(3)激光器 16000nm (4)HeNe激光器 6328nm
(空1分求单位分)
11（3分） 激光倍频技术激光频率变原 2 倍具体实现
腔倍频 外 腔倍频两类（空1分）
12（3分） 光物质发生三种相互作分： 发辐射 受激辐射
受激吸收 （空1分）
13（4分）方形镜焦腔横模强度花样图示写出模式标记（确定中值） 模花样 模花样（空2分）
二计算述题（45分）
14（题20分）
写出基模高斯光束传播公式说明项物理意义某高斯光束束腰尺寸求束腰相距远处光斑半径波前曲率半径写出束腰处距束腰处参数
解：(1)Z轴传播寂寞高斯光束表达式：
（2分）
中：
Z处光斑半径
Z处曲率半径R
瑞利长度焦参数 束腰半径 （3分）
(2)时
束腰相距处
（5分直接写出结果酌情扣分）
束腰相距处
（5分直接写出结果酌情扣分）
(3)束腰处
： ( 5分直接写出结果酌情扣分）
15（题10分）
写出判断光学谐振腔稳定性公式利该公式图解方法判断列谐振腔稳定性
（1）
（2）
（3）
解：谐振腔稳定性条件：
两镜腔条件简化
（1）谐振腔
该腔稳定 （2分）
（2）谐振腔
该腔稳定 （2分）
（3）谐振腔
该腔稳定 （2分）
3种情况传播圆方法图示4分
(1) (2)
(3)
16（题15分）
NdYAG激光工作物质属级系统？画出相应级系统示意图推导出速率方程
答：NdYAG激光工作物质属4级系统 （2分）
级简图图示：
w03
A30
S30
S32
S21
A21
W21
E3
E2
E1
E0
W12
S10
中基态级激发态级亚稳态级分激光级 （3分）
（5分）
引入发射界面概念：
（5分）
三证明题（题15分）
17（题15分）
已知稳定腔两球面反射镜曲率半径分腔长试证明基模高斯光束束腰半径满足关系式：（提示：采图解方法者等价焦腔方法中种）
证明：采传播圆图解方法知道反射镜曲率半径R1R2知道反射镜处波面曲率半径R1R2作M1镜处s1圆M2镜处s2圆确定腔振荡高斯光束两s 圆相交两者交点FlFl¢腔振荡高斯光束侧焦点两侧焦点离光轴距离b0腔振荡高斯光束束参数图中示关系难求
（5分）
处
（5分）
分两反射镜离束腰距离L两反射镜间距确定z1z2确定腔高斯光束束腰位置求出值代入终结果：
（5分）
（题步骤全充分酌情扣分）
文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
《香当网》用户分享的内容，不代表《香当网》观点或立场，请自行判断内容的真实性和可靠性！
该内容是文档的文本内容，更好的格式请下载文档
