华中科技大学2012年《激光原理》期末试题(A) 复题总一 二 三 四 核号 分 人 得 分 评 卷人 一. 填空:（每孔1分，共17分） 1.通常三能级激光器的泵浦阈值比四能级激光器泵浦阈值 高 。 2.Nd:YAG激光器可发射以下三条激光谱线 946 nm、 1319 nm、 1064 nm。其中哪两条谱线属于四能级结构 1319 nm、 1064 nm。 3.红宝石激光器属于 3 几能级激光器。He-Ne激光器属于 4 能级激光器。 激光具有四大特性，即单色性好、亮度高、方向性好和 相干性好 ……4.……5.激光器的基本组成部分 激活物质、 激光谐振腔 、 泵浦源 。 ………6.激光器稳态运转时，腔内增益系数为 阈值 增益系数,此时腔内损耗激光光子的线速率和生成激光的光子速率 相等. ……一般稳定球面腔与共焦腔的等价性：任何一个共焦腔与无穷多个稳定球面腔等价； 任何一个稳定球面腔唯一地等价于一个共焦腔。 三、问答题：（共32分，每小题8分） 题合一 二 三 四 号 计 得 E3 分 S32 dn3dt?n0W03?n3?S32?A31?E2 1.Wdn画出四能级系统的能级简图并写出其速率方程组03 AS03 2dt???03 S21 ???nfA21 2?2fn?1??21??,?0??NW12 21 l?n2?A21?S21??n3S321??Wdn0E1 dt?nn 1s10?0W0?En3A0 30n1?n2?n3?n0?n dNldt????f2??n2?fn1??21??,?0??NNl?l 1???Rl 号座 名姓班、系 2.一两块球面镜组成的直腔，腔长为L，球面镜的曲率半径分别为R1和R2，写出其往返矩阵的表达式。 答:往返矩阵为: ……?1L??10?0?…T?1L?1??21??????2…?01?????R2???01????R1?1? ?…3．什么是对成共焦腔,计算对成共焦腔g参数.: ……线答:对成共焦腔:R1=R2=L ………对成共焦腔g参数.…: ……封g1?1?LR?0g?1?L12R?0 2…g?g……1g2?0 …密4.画出声光调Q激光器原理图，说明声光调Q基本原理？ ……… …线… ……………封………………密………答.电光晶体两端加一定电压，使沿x方向的偏振光通过电光晶体后，沿轴两方向偏振光的位相差为 ，电光晶体相当于1/4波片，光束两次通过电光晶体时，偏振方向旋转90°，偏振方向与偏振片检偏方向垂直，光束无法通过检偏片，腔内损耗高，激光无法振荡;突然撤除电压后，损耗迅速下降，上能级反转粒子数迅速转化为激光脉冲输出. 四．计算题（36分） 题合一 二 三 四 号 计 得 分 1． 试计算连续功率均为1W的两光源，分别发射?＝0.5000?m，?=3000MHz的光，每秒从上能级跃迁到下能级的粒子数各为多少？（8分） 解：若输出功率为P，单位时间内从上能级向下能级跃迁的粒子数为n，则： 由此可得： n?PP?其中h?6.626?10?34J?sh??hc为普朗克常数，c?3?108m/s为真空中光速。 所以，将已知数据代入可得： ?=500nm时： n=2.5?1018s-1 ?=3000MHz时： n=5?1023s-1 …………………密……………封……………线……………密……………2.今有一球面腔，R1?1.5m，R2??1m，L＝80cm。试证明该腔为稳定腔；求出它的等解：设腔内各处光强相同 腔外出射光强：Iout?I?(1?R) 价共焦腔的参数。（9） 解：g1=1-LL=0.47g2=1-=1.8，g1?g2=0.846 R1R2输出功率:Pout?IoutA?I?(1?R)AA为光斑面积 腔内平均光强：Ivq?I??I?I?q??I?q??0.5Ivq 系、班 姓 名 座 号 即：0
《激光原理》本科期末考试试卷及答案
