廣東工業(yè)大學(xué)激光原理試卷1

廣東工業(yè)大學(xué)考試試卷（A）考試時(shí)間：2007年6月18日（第16周星期一）一、選擇題（每題3分，共30分）1?世界上第一臺(tái)激光器是（）（A）氦氖激光器. （B）二氧化碳激光器.（C）釹玻璃激光器. （D）紅寶石激光器.（E）砷化鎵結(jié)型激光器.2?按照原子的量子理論，原子可以通過(guò)自發(fā)輻射和受激輻射的方式發(fā)光，它們所產(chǎn)生的光的特點(diǎn)是：（）（A） 兩個(gè)原子自發(fā)輻射的同頻率的光是相干的，原子受激輻射的光與入射光是不相干的.（B） 兩個(gè)原子自發(fā)輻射的同頻率的光是不相干的，原子受激輻射的光與入射光是相干的.（C） 兩個(gè)原子自發(fā)輻射的同頻率的光是不相干的，原子受激輻射光與入射光是不相干的.（D） 兩個(gè)原子自發(fā)輻射的同頻率的光是相干的，原子受激輻射的光與入射光是相干的.氦-氖激光器屬于典型的（）系統(tǒng)（A）二能級(jí)（B）三能級(jí)（C）四能級(jí)（D）多能級(jí)體積V二km3，線寬人九二10nm，中心波長(zhǎng)60nm，模式數(shù)目為（）（A） 2X1012 （B）4X1010 （C）2x102o （D）4x102o多普勒加寬發(fā)生在（）介質(zhì)中半共心腔在穩(wěn)定圖上的坐標(biāo)為（d）（A）（-1，-1） （B） （0，0） （C）（1，1） （D）（0，1）s時(shí)，飽和顯著,對(duì)于均勻增寬介質(zhì)，中心頻率處小信號(hào)增益系數(shù)為G0（V0），當(dāng)非小信號(hào)中心頻率增益系數(shù)為：（c s時(shí)，飽和顯著,G0(V0) (B)G0(V0) (B)皿W)-G0(v(C) 20)(D)1G0(V0)8..一平凹腔，其凹面鏡的半徑8..一平凹腔，其凹面鏡的半徑R等于腔長(zhǎng)L,它是（b（A）穩(wěn)定腔（B）臨界腔（C）非穩(wěn)腔9?能夠完善解釋黑體輻射實(shí)驗(yàn)曲線的是（c（A）瑞利-金斯公式 （B）維恩公式（C）10.腔長(zhǎng)為0.5米川=1.5,縱模間隔為b（）普朗克公式）（D）愛(ài)因斯坦公式(a)1.5(a)1.5x108HZ(B)2x108HZ(C)3x108HZ(D)4x108HZ二、填空題（共20分求另一面鏡的曲率半徑取值范圍—。（5分）穩(wěn)定腔的一塊反射鏡的曲率半徑R1求另一面鏡的曲率半徑取值范圍—。（5分）—共焦腔（對(duì)稱(chēng)）L=0.40m,入=0.6328pm，束腰半徑W0=0.2mm，離腰56cm處的光束有效截面半徑為 。（5分）E3下圖是紅寶石的能級(jí)結(jié)構(gòu)和躍遷示意圖。請(qǐng)說(shuō)明圖中以下符號(hào)的意義，（每空2分，共10分E3E2W13A21①兀、②叮W13A21①兀、②叮三、計(jì)算題（共40分）尹21 、④E] 、⑤A21——。（12分）（1）一質(zhì)地均勻的材料對(duì)光的吸收為0.01mm-i、光通過(guò)10cm長(zhǎng)的該材料后，出射光強(qiáng)為入射光強(qiáng)的百分之幾？（2）—光束通過(guò)長(zhǎng)度為1m的均勻激活的工作物質(zhì)，如果出射光強(qiáng)是入射光強(qiáng)的兩倍，試求該物質(zhì)的增益系數(shù)。P（v）=2.（P（v）=2.（14分）試從12AtiIs[(2LG0(v)Da+111)2-1]式出發(fā)，證明用最佳透射率表示的非均勻增寬激光器的最佳輸出功率為:P=AIm s12m (a一t)m3.（14分）考慮一用于氬離子激光器的穩(wěn)定球面腔，波長(zhǎng)久=0.5145ym，腔長(zhǎng)L=1m，腔鏡曲率半徑R]=1.5m,R2=4m。試計(jì)算光腰尺寸和位置及焦參數(shù)。四、簡(jiǎn)答題（io分）1 21.連續(xù)激光器穩(wěn)定工作時(shí)的增益系數(shù)是否會(huì)隨泵浦功率的提高而增加？為什么？廣東工業(yè)大學(xué)考試試卷（A）考試時(shí)間：2007年6月18日（第16周星期一）一、 單項(xiàng)選擇題（每題3分，共30分）（D ）、2（B）、3（C）、4（C ）、5 （C） 6 （D）、7（C）、8（B ）、9 （C）、10（B）二、 填空題（20分）1.R>L或R<—3（5分）22 0.6mm （5分）.（每空2分，共10分）①受激吸收幾率（激勵(lì)幾率）②受激發(fā)射幾率③激光上能級(jí)、④基態(tài)能級(jí).又是激光下能級(jí).也是抽運(yùn)能級(jí)、⑤ 自發(fā)發(fā)射幾率三、計(jì)算題（共40分）解：（1）（12分）..I(z)=..I(z)=I(0)e-Az(')—e-0.01-100—1—0.368.I(0) e??⑵ I(z)—I(0)eGz?7(0)eG-1（2分）（3分）（2分）（2分）得G—ln2—0.693m-1（3分）(14分)P（v）=2證明：由(2LGo(v)丫 D .a+1丿、11丿，等式兩邊對(duì)t求導(dǎo)，并令其為誥]]=0誥]]=0X[—a+1蘭=1AI[(竺)2—1]+1Atl[2X2LG得 dt 2X[—a+1（3分）整理上式可得:4L2G2(a—t)=(a+t)3,(2LG)2=(2LG)2=即：(a+1)3a—t（3分）式中（2分）t即為最佳透射率tm輸出功率P=2AtI[(^^)2—1]m2msa+1m=1AtI[(a+7)3(a—7)—1]m(a+1)2mm(a+1)2m12=Al m（3分a—（3分m3（14分）解：（1）束腰半徑九①=［（）20兀L(R—L)(R—L)(R+R—L)^+212]4(R+R—2L)212“0.5145x10-6 1.5x4.5占=[( )2 ]4冗=0.348666mm3.52（3分）z（2）束腰位置1L(R-L)(R+R—2L) 3.5 712m；（2分）(3)兩鏡面上的光斑尺寸分別為：R2(R-L)—1 2TOC\o"1-5"\h\zI咲L「 R2(RR2(R-L)—1 2①= [ 12 〕4si兀L(R-L)(R+R-L)112兀=0.532596mm■0.5145x10-6r2.25x3”= x[ 兀=0.532596mm0.5x4.5分）仄R2(R-L) i①= [ 21 〕4s2兀L(R-L)(R+R-L).212；0.5145x10-6 16x0.5吐兀=0.355064mm= X[ 兀=0.355064mm（3分）（3分）3（3分）（3分）(4)焦參數(shù)V'L(R-L)(R-L)(R+R-L)

f= 1 2 1 2—R+R-2L 12=J0.5x3x4.5=2.63.55.23.55.2=m7四、簡(jiǎn)答題（10分）(2G