班级 序号 姓名 等级
一、选择题
1、YAG激光器是典型的 系统。
（A）二能级 (B) 三能级 (C) 四能级 (D) 多能级 2、自然加宽谱线为 。
（A）高斯线型 (B) 抛物线型 (C) 洛仑兹线型 (D) 双曲线型 3、某谱线的均匀加宽为10MHz，中心频率所对应的谱线函数的极大值为 。
（A）0.1μs (B) 10-7Hz (C) 0.1s (D) 107Hz
二、填空题
1??，这称为零点能。当有n个光子时，该模具21、一个模内即使没有光子，但仍具有一定的能量?0?有的能量为 。
2、线型函数归一化条件的数学表达式是 。
3、均匀加宽的特点是所有原子对于均匀加宽的贡献 ，原子不可区分。 4、聚光腔的作用是 。
三、计算与综合题
1、分别求频率为v1?v0?
2、某洛仑兹线型函数为g(v)?
21?v处的自然加宽线型函数值（用峰值gmax表示） ?v和v1?v0?22a （s），求该线型函数的线宽?v及常数a。 212?v?v0??9?103、考虑谱线加宽之后，原子（或粒子）的跃迁可用下式描述
??dn21????n2B21???g(v,v0)?vdv dt??st请解释闪灯泵浦激光器效率不高的原因，指出提高光泵浦效率的途径，试举例说明。
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《激光原理与技术》习题七
班级 序号 姓名 等级
一、选择题
1、多普勒加宽发生在 介质中。
（A）固体 (B) 液体 (C) 气体 (D) 等离子体 2、多普勒加宽谱线中心的光谱线取值为 。
（A）gmax?0.9390.6370.5 (B) gmax? (C) gmax? (D) gmax?1 ?vD?vD?vD3、共焦腔基模光腰为 。 （A）?0??R2??2?R (B) ?0? (C) ?0? (D) ?0? 2??R2?R?二、填空题
1、激光器速率方程组是表征 和工作物质各有关能级上的 随时间变化
的微分方程组。
2、 CO2激光器工作温度为227℃， 则谐振腔内辐射场的单色能量密度Ev= ，
受激辐射跃迁几率W21= 。（B21=6×1020m3/Js2，λ=10.6μm）
三、计算与综合题
1、某脉冲激光介质中发光粒子的浓度为n=5×1012cm-3，介质棒长度为L=20cm，横截面面积为A=2mm2，输出光频率为v=4×100THz，假设可将所有发光粒子全部激发到激光上能级，求在一次脉冲过程中输出的能量。如脉冲宽度为τ=5μs，求平均输出功率。
2、画出四能级激光系统的能级图，并导出其速率方程组。
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《激光原理与技术》习题八
班级 序号 姓名 等级
一、选择题
1、某激光器输出功率与泵浦功率之间的关系如右图。则该激光器的斜效率为: 。
(A) 40% (B) 50% (C) 75% (D) 80%
2、某激光器输出功率与泵浦功率之间的关系如上题图。 则该激光器的泵浦阈值功率为 W。
(A) 2.5 (B) 5 (C) 10 (D) 15
3、自发辐射爱因斯坦系数A21与激发态E2能级的平均寿命之间的关系是 。 （A）A21?? (B) A21?1? (C) A21??/2 (D) A21??/e
4、阈值条件是形成激光的 。
(A) 充分条件 (B) 必要条件 (C) 充分必要条件 (D) 不确定 5、在粒子数反转分布状态下，微观粒子满足 。
(A) 费米分布 (B) 高斯分布 (C) 波尔兹曼分布 (D) 负温度分布 6、对同一种介质，小信号增益系数随 而变。
(A) 谱线宽度 (B) 激发功率 (C) 粒子数密度 (D) 自发辐射几率
二、填空题
?
1、在连续工作状态下，激光腔内光子数密度N随时间的变化可表示为 。 2、小信号情况下， 反转粒子数?n及增益系数与 无关，与泵浦几率成正比。增益系数与入射光的频率有关。
三、计算与综合题
1、氦氖激光器有下列三种跃迁，即3S2-2P4的632.8nm，2S2-2P4的1.1523μm和3S2-3P4的3.39μm的跃迁。求400K时它们的多普勒线宽，分别用GHz、μm、cm-1为单位表示。为了得到632.8nm的激光振荡，常采用什么办法？
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《激光原理与技术》习题九
班级 序号 姓名 等级
一、多项选择（5个备选答案中至少2个正确 ） 1、自发辐射具有下列性质（ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ ）
A 各向同性 B 单色性不好 C 非相干的 D 频率范围宽 E 无确定偏振 2、原子受激辐射的光与外来的引起受激辐射的光具有（ Ａ Ｃ Ｄ Ｅ ）. A 频率 B 发散角 C 量子状态 D 偏振 E 传播方向 3、光谱线加宽是由下列因素引起的（ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ ）
A 原子碰撞 B 激发态有一定寿命 C 热运动 D 多普勒效应 E 温度变化 4、在连续运转激光器稳定状态（ Ｄ Ｅ ）
A 增益系数随泵浦功率增加 B 增益系数随光强增加而减小
C 小信号增益系数随光强增加 D 小信号增益系数随泵浦功率增加 E 增益系数等于阈值增益系数
5、光谱线均匀加宽对应下列说法（Ａ B Ｃ Ｅ ）
A 大量原子集体具有一定的寿命 B 大量原子集体中的原子相互碰撞
C 大量原子以同一线型发射 D 发射线型为高斯线型 E 发射线型为洛伦兹线型
二、填空题
则该激光器的泵浦阈值功率为 W。 2、 非均匀加宽工作物质中反转粒子数的饱和行为会产生“烧孔”效应。当入射光频率为v2时，将使中心频率在 范围内的粒子
1、某激光器输出功率与泵浦功率之间的关系如右图。
有饱和作用，在?n(v)曲线上形成一个以v2为中心的孔，孔的深度为 ， 孔的宽度为 。
三、计算与综合题
1、若红宝石被光泵激励，求激光能级跃迁的饱和光强。（请将解答写在反面）
2、长度为10cm的红宝石棒置于长度为20cm的光谐振腔中，红宝石694.3nm谱线的自发辐射寿命
?s?4?10?3s，均匀加宽线宽为2?105MHz。光腔单程损耗??0.2。求
(1) 阈值反转粒子数?nt；
(2) 当光泵激励产生反转粒子数?n?1.2?nt时，有多少个纵模可以振荡？(红宝石折射率为1.76)
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《激光原理与技术》习题十
班级 序号 姓名 等级
1、设某激光的小信号峰值增益系数为 Gmax，阈值增益系数为 Gt。令激发参量??Gmax，试证明：对Gt于非均匀加宽工作物质来说，其振荡线宽与荧光线宽之间的关系为?vosc?
2、试画图说明模式竞争过程
ln??vD。 ln23、什么叫模式的空间竞争？为了在均匀激光器中实现单模运转，可以采用什么措施？
4、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？ 5、CO2激光器谐振腔长L=0.8m， 放电管直径d=20mm，输出镜透射率T=0.04，其它往返损耗率为a=0.04。求1）腔内的稳定光强；2）激光器的输出功率；3）最佳输出功率。（设只有v0一个模式振荡，经验公
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式：Gmax=1.4×10/d (1/mm), Is=72/d (W/mm）)
6、He-Ne激光器谐振腔长L=1.5m，输出镜截面面积S=1mm2，输出镜透射率T=0.02，激活介质的线宽为1GHz，饱和参量Is=10 W/mm2，现将此激光器激活，激发参量为4。求总输出功率。（所有模式都按中心频率计算 )
7、非均匀加宽气体激光器中，已知Gmax=10-4 (1/mm)，总单程损耗率为δ=0.02，腔长L=0.5m，入射强光频率为v?v0?
1?vD，且光强达到稳定，求该光在增益曲线上所烧孔的深度δG。 210
激光原理与技术习题一
