激光振蕩器的原理與工作方式考核試卷

激光振蕩器的原理與工作方式考核試卷考生姓名：__________答題日期：__________得分：__________判卷人：__________

一、單項(xiàng)選擇題（本題共20小題，每小題1分，共20分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.激光振蕩器產(chǎn)生的激光具有以下哪個(gè)特點(diǎn)？（）

A.單色性好

B.方向性強(qiáng)

C.相干性好

D.所有以上特點(diǎn)

2.下列哪種物質(zhì)常被用作激光振蕩器的激活介質(zhì)？（）

A.空氣

B.水

C.氬氣

D.硅

3.激光振蕩器中的泵浦源的作用是什么？（）

A.提供能量

B.調(diào)節(jié)溫度

C.控制激光方向

D.產(chǎn)生電磁波

4.以下哪個(gè)部分不屬于激光振蕩器的核心組成部分？（）

A.激活介質(zhì)

B.泵浦源

C.反射鏡

D.集成電路

5.在激光振蕩器中，兩個(gè)反射鏡的作用是什么？（）

A.放大激光

B.調(diào)節(jié)激光頻率

C.形成光學(xué)共振腔

D.產(chǎn)生泵浦源

6.下列哪種激光振蕩器屬于固體激光振蕩器？（）

A.氣體激光振蕩器

B.液體激光振蕩器

C.光纖激光振蕩器

D.氦氖激光振蕩器

7.以下哪個(gè)因素會(huì)影響激光振蕩器的輸出功率？（）

A.反射鏡的反射率

B.激活介質(zhì)的長(zhǎng)度

C.泵浦源的功率

D.所有以上因素

8.激光振蕩器的工作原理是基于以下哪個(gè)物理現(xiàn)象？（）

A.光的干涉

B.光的衍射

C.光的散射

D.受激輻射

9.下列哪種激光振蕩器的穩(wěn)定性最好？（）

A.氣體激光振蕩器

B.固體激光振蕩器

C.光纖激光振蕩器

D.液體激光振蕩器

10.以下哪個(gè)參數(shù)與激光振蕩器的輸出波長(zhǎng)有關(guān)？（）

A.反射鏡間距

B.激活介質(zhì)的折射率

C.泵浦源的波長(zhǎng)

D.激光振蕩器的溫度

11.在激光振蕩器中，增益系數(shù)與以下哪個(gè)因素有關(guān)？（）

A.激活介質(zhì)的濃度

B.泵浦源的功率

C.反射鏡的反射率

D.激光的頻率

12.以下哪個(gè)因素會(huì)影響激光振蕩器的閾值泵浦功率？（)

A.激活介質(zhì)的長(zhǎng)度

B.反射鏡的損耗

C.激活介質(zhì)的增益系數(shù)

D.所有以上因素

13.下列哪種激光振蕩器的光束質(zhì)量最好？（）

A.CO2激光振蕩器

B.Nd:YAG激光振蕩器

C.光纖激光振蕩器

D.氦氖激光振蕩器

14.以下哪個(gè)選項(xiàng)不是激光振蕩器的應(yīng)用領(lǐng)域？（）

A.打印機(jī)

B.醫(yī)療設(shè)備

C.通信系統(tǒng)

D.炸藥探測(cè)

15.激光振蕩器中的受激輻射過(guò)程主要涉及以下哪種粒子？（）

A.電子

B.空穴

C.原子核

D.離子

16.以下哪個(gè)選項(xiàng)描述了激光振蕩器的連續(xù)波模式？（）

A.輸出功率隨時(shí)間變化

B.輸出功率穩(wěn)定，無(wú)時(shí)間變化

C.輸出功率呈脈沖狀

D.輸出功率與溫度相關(guān)

17.以下哪種技術(shù)可用于提高激光振蕩器的輸出功率？（）

A.增加激活介質(zhì)的長(zhǎng)度

B.提高泵浦源的功率

C.使用光學(xué)放大器

D.所有以上技術(shù)

18.下列哪種情況下，激光振蕩器容易產(chǎn)生模式競(jìng)爭(zhēng)？（）

A.激活介質(zhì)長(zhǎng)度較短

B.反射鏡的反射率不一致

C.泵浦源的功率不穩(wěn)定

D.激光振蕩器溫度變化

19.以下哪個(gè)參數(shù)與激光振蕩器的輸出模式有關(guān)？（）

A.反射鏡的曲率半徑

B.激活介質(zhì)的折射率

C.泵浦源的波長(zhǎng)

D.激光振蕩器的溫度

20.下列哪種材料常用作激光振蕩器的泵浦源？（）

A.LED

B.氣體放電管

C.激光二極管

D.太陽(yáng)能電池

二、多選題（本題共20小題，每小題1.5分，共30分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.激光振蕩器的工作原理包括以下哪些過(guò)程？（）

A.受激吸收

B.自發(fā)輻射

C.受激輻射

D.非受激吸收

2.以下哪些因素會(huì)影響激光振蕩器的輸出頻率？（）

A.激活介質(zhì)的能級(jí)結(jié)構(gòu)

B.反射鏡的間距

C.泵浦源的波長(zhǎng)

D.激光振蕩器的溫度

3.激光振蕩器在以下哪些領(lǐng)域有應(yīng)用？（）

A.材料加工

B.通信

C.醫(yī)療治療

D.軍事應(yīng)用

4.以下哪些是激光振蕩器的主要類(lèi)型？（）

A.氣體激光振蕩器

B.固體激光振蕩器

C.半導(dǎo)體激光振蕩器

D.外部泵浦激光振蕩器

5.以下哪些特點(diǎn)有助于提高激光振蕩器的效率？（）

A.高反射率的鏡面

B.低損耗的激活介質(zhì)

C.高泵浦功率

D.穩(wěn)定的溫度環(huán)境

6.激光振蕩器中的光學(xué)共振腔的作用包括以下哪些？（）

A.決定激光的頻率

B.確定激光的傳播方向

C.放大激光

D.選擇激光的模式

7.以下哪些因素會(huì)影響激光振蕩器的輸出模式？（）

A.共振腔的設(shè)計(jì)

B.激活介質(zhì)的均勻性

C.泵浦源的分布

D.外界環(huán)境的變化

8.以下哪些技術(shù)可以用于激光振蕩器的泵浦？（）

A.光泵浦

B.電流泵浦

C.電光泵浦

D.熱泵浦

9.激光振蕩器在連續(xù)波模式下運(yùn)行時(shí)，以下哪些說(shuō)法是正確的？（）

A.激光輸出功率穩(wěn)定

B.激光輸出功率會(huì)隨時(shí)間變化

C.激光頻率保持不變

D.激光模式分布固定

10.以下哪些材料可以作為固體激光振蕩器的激活介質(zhì)？（）

A.玻璃

B.水晶

C.有機(jī)染料

D.金屬蒸汽

11.激光振蕩器的模式競(jìng)爭(zhēng)可能由以下哪些因素引起？（）

A.激活介質(zhì)的非線性效應(yīng)

B.共振腔鏡面的非完美匹配

C.泵浦功率的不均勻性

D.激光振蕩器內(nèi)部的溫度梯度

12.以下哪些特點(diǎn)描述了激光振蕩器產(chǎn)生的激光？（）

A.高單色性

B.高相干性

C.高方向性

D.高亮度

13.激光振蕩器在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用包括以下哪些？（）

A.外科手術(shù)

B.診斷成像

C.光動(dòng)力治療

D.麻醉

14.以下哪些因素會(huì)影響激光振蕩器的閾值泵浦功率？（）

A.激活介質(zhì)的吸收系數(shù)

B.反射鏡的損耗

C.激活介質(zhì)的濃度

D.共振腔的長(zhǎng)度

15.激光振蕩器在通信領(lǐng)域的應(yīng)用包括以下哪些？（）

A.光纖通信

B.自由空間通信

C.波分復(fù)用

D.光開(kāi)關(guān)

16.以下哪些技術(shù)可以用于提高激光振蕩器的光束質(zhì)量？（）

A.使用非球面鏡

B.優(yōu)化共振腔設(shè)計(jì)

C.采用光纖耦合

D.使用模式選擇器

17.以下哪些因素會(huì)影響激光振蕩器的輸出功率穩(wěn)定性？（）

A.泵浦源的穩(wěn)定性

B.激活介質(zhì)的穩(wěn)定性

C.反射鏡的熱膨脹

D.環(huán)境溫度的波動(dòng)

18.以下哪些類(lèi)型的激光振蕩器通常具有較寬的調(diào)諧范圍？（)

A.氣體激光振蕩器

B.光纖激光振蕩器

C.半導(dǎo)體激光振蕩器

D.固體激光振蕩器

19.以下哪些因素會(huì)影響激光振蕩器的線寬？（）

A.激活介質(zhì)的均勻性

B.共振腔的長(zhǎng)度

C.泵浦功率的穩(wěn)定性

D.鏡面的質(zhì)量

20.以下哪些條件有助于實(shí)現(xiàn)激光振蕩器的單模輸出？（）

A.短激活介質(zhì)長(zhǎng)度

B.高反射率鏡面

C.窄泵浦帶寬

D.精細(xì)共振腔設(shè)計(jì)

三、填空題（本題共10小題，每小題2分，共20分，請(qǐng)將正確答案填到題目空白處）

1.激光振蕩器中，兩個(gè)反射鏡之間的距離通常稱(chēng)為_(kāi)_____。（）

2.在激光振蕩器中，泵浦源提供的能量必須超過(guò)______才能實(shí)現(xiàn)激光輸出。（）

3.激光振蕩器產(chǎn)生的激光波長(zhǎng)主要取決于______的能級(jí)結(jié)構(gòu)。（）

4.激光振蕩器的______是指激光在時(shí)間上的穩(wěn)定性。（）

5.為了獲得單模輸出，激光振蕩器的共振腔長(zhǎng)度通常設(shè)計(jì)為_(kāi)_____。（）

6.在激光振蕩器中，______是決定激光輸出功率的關(guān)鍵因素。（）

7.激光振蕩器中的激活介質(zhì)通常需要被放置在______中以保持穩(wěn)定的溫度。（）

8.激光振蕩器在______模式下，激光輸出是連續(xù)的，沒(méi)有脈沖。（）

9.激光振蕩器中的______技術(shù)可以有效地提高激光的亮度。（）

10.______是一種常見(jiàn)的氣體激光振蕩器，常用于科研和工業(yè)加工。（）

四、判斷題（本題共10小題，每題1分，共10分，正確的請(qǐng)?jiān)诖痤}括號(hào)中畫(huà)√，錯(cuò)誤的畫(huà)×）

1.激光振蕩器的輸出功率與泵浦功率成正比。（）

2.激光振蕩器的輸出波長(zhǎng)只與泵浦源的波長(zhǎng)有關(guān)。（）

3.激光振蕩器的模式競(jìng)爭(zhēng)會(huì)導(dǎo)致輸出功率下降。（）

4.在激光振蕩器中，反射鏡的反射率越高，輸出功率越大。（）

5.激光振蕩器在醫(yī)療領(lǐng)域主要用于手術(shù)切割和凝固止血。（）

6.光纖激光振蕩器通常具有更好的光束質(zhì)量和更高的穩(wěn)定性。（）

7.激光振蕩器的閾值泵浦功率與激活介質(zhì)的長(zhǎng)度成反比。（）

8.任何類(lèi)型的激光振蕩器都可以實(shí)現(xiàn)單模輸出。（）

9.激光振蕩器的輸出功率不會(huì)受到環(huán)境溫度的影響。（）

10.在激光振蕩器中，受激輻射產(chǎn)生的激光具有相干性好的特點(diǎn)。（）

五、主觀題（本題共4小題，每題5分，共20分）

1.請(qǐng)簡(jiǎn)述激光振蕩器的工作原理，并說(shuō)明受激輻射在激光產(chǎn)生中的作用。（5分）

2.描述激光振蕩器中光學(xué)共振腔的作用，以及它如何影響激光的輸出特性。（5分）

3.請(qǐng)比較固體激光振蕩器、氣體激光振蕩器和光纖激光振蕩器的優(yōu)缺點(diǎn)，并說(shuō)明它們各自適用于哪些應(yīng)用領(lǐng)域。（5分）

4.討論影響激光振蕩器輸出功率穩(wěn)定性的因素，并提出提高功率穩(wěn)定性的方法。（5分）

標(biāo)準(zhǔn)答案

一、單項(xiàng)選擇題

1.D

2.C

3.A

4.D

5.C

6.C

7.D

8.D

9.C

10.A

11.A

12.D

13.C

14.A

15.A

16.B

17.D

18.C

19.A

20.C

二、多選題

1.AC

2.ABC

3.ABCD

4.ABC

5.ABC

6.ABCD

7.ABC

8.ABC

9.AC

10.BC

11.ABC

12.ABCD

13.ABC

14.ABCD

15.ABC

16.ABCD

17.ABCD

18.BC

19.ABC

20.ABCD

三、填空題

1.共振腔長(zhǎng)度

2.閾值泵浦功率

3.激活介質(zhì)

4.穩(wěn)定性

5.奇數(shù)倍波長(zhǎng)

6.泵浦功率

7.水冷或風(fēng)冷裝置

8.連續(xù)波

9.模式選擇

10.He-Ne激光器

四、判斷題

1.√

2.×

3.√

4.√

5.√

6.√

7.×

8.×

9.×

10.√

五、主觀題（參考）

1.激光振蕩器的工作原理是通過(guò)受激輻射過(guò)程產(chǎn)生光放大，受激輻射使得光子與處于激發(fā)態(tài)的粒子相互作用，產(chǎn)生更多同頻率、同相位的光子，從而形成激光。受激輻射是實(shí)現(xiàn)激光產(chǎn)生的關(guān)鍵。

2.光學(xué)共振腔由兩個(gè)或多個(gè)反射鏡組成，作用是選擇特定的光波模式并增強(qiáng)光波的幅度。它影響激光的頻率