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激光原理答案第六版复习答案

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能级跃迁至E0能级的S30和A30,为什么?S32能略去吗?为什么?

答:对于实际激光工作物质,有

S,A??S 303032为简化起见,在速率方程中略去S30和A30的影响。(P145) 因为S32是主要的泵浦,所以是不能略去。

6.方形镜共焦腔的自再现模用于什么函数描述?(P58) 答:用厄米特——高斯光束函数描述。

1,放大物质的增益系数定义为什么? 增益系数定义为

所以g表示通过单位

长度激活物之后光强增长的百分数。P16页 2.激光的相干时间和单色性的关系是什么?

即单色性越高,相干时间越长。P21页

w0为基模高斯光束的腰斑半径;f称为高斯光束

(Z)共交参数;R为与传播轴线相交于z点的高斯光束等相位面的曲率半径;w(z)是与传播轴线相交于z点的高斯光束等相位面上的光斑半径。 1 描述高斯光束参量有哪些?[P71-72] 答:1 )用参数光束;

w0或者f及束腰位置表征高斯

2 )用参数w(z)和R表征高斯光束;

(Z) 3 )用定义的q参数表征高斯光束。

2 高斯光束的特征是什么?[p71-72] 答:

zw(z)?w01?()2f,

?w022R(z)?z[1?()] ?z(Z)当z=0时;R为平面;

??,表明束腰所在处的等相位面

当z=??时;|R(z)|?|z|??时表明离束腰无限远处的等相位面试平面,且曲率中心在束腰处; 当 z=?f时,|R(z)|?2f,且R(z)达到最小值; 当0?z?f时,R(z)?2f,表明等相位面的曲率中心在[??,?f]区间上;

当z>f,z?R(z)?z?f,表明等相位面的曲率中心在[?f,0]区间上。

1.什么是调Q激光的开关比?怎样通过调Q比来提高开关值?

△ni可以通过以下方式来提高开关值 答:开关比pm∝△nt 1:损耗比提高 既

?H?ni????pm? ??nt

2:提高泵浦 即pp???ni? ?nt???ni? ?nt 3:延长一二能级寿命 即?22.受激发光的跃迁几率W21与爱因斯坦系数的关系是什么?

答:受激辐射跃迁发出的光波称为受激辐射 受激辐射跃迁概率为

w21?(dn211)stdtn2

w21?B21??B21为跃迁爱因斯坦系数1、放大的自发辐射(ASE)有什么特点?试与自发辐射(SP)和受激辐射(ST)进行比较。

特点:具有较高的功率,其谱宽又窄于自发辐射,并具有一定的方向性。放大的自发辐射的方向性和谱线宽度介于SP和ST二者之间。

2、什么情况下l↑、△n↑→G↑,G与l、△n成指数增加关系,G与信号光强无关?

大信号:G与光强无关 小信号:G与光强有关

3、ND:YAG激光器一般采用什么方式泵浦(横向或纵向)?光纤放大器呢?

Nd:YAG激光器 :端面泵浦和侧面泵浦,

光纤放大器泵浦方式同向泵浦、反向泵浦、双向泵浦 4、常用什么物理效应来实现激光调Q?

答:转镜调Q,电光调Q,声光调Q,饱和吸收调Q 5、常用什么物理效应来实现激光锁模? 答;主动锁模、被动锁模与自锁模 P236

6、试述被动调Q的机理? 答;在谐振腔中设置一饱和吸收体,利用其饱和吸收效应可以控制谐振腔的损耗。

一个光波模或光子态占有空间体积称为什么体积?

答:一个光波模或光子态占有空间体积称为相格空间体积(第6页) 什么是横模?

答:腔内垂直于光轴的横截面内场分布即光子在光斑上的分布。 掺铒光纤放大器的特点?

答:具有体积小、功耗低、使用方便等特点

试述掺铒光纤放大器的输出光强与掺铒光纤长度与泵浦光强的关系?

答:对给定掺铒光纤长度l当泵浦光强较小时,放大器的输出光强随泵浦光强的增加呈指数增长,当泵浦光强超过一定值时,增长变缓;对给定的泵浦光强,在光纤具有最佳长度时放大器的输出光强最大,当超过最佳值后迅速下降。(第292页)

为什么说光线放大器是行波放大器?

增益工作物质二端面无反射的激光放大器称为行波放大器

具体参考P187页末 P291

比较光纤放大器与激光放大器的异同点? 1、激光放大器有谐振腔 2、二者都为受激辐射

由于本人水平有限正确与否不敢保证,仅供参考。

5.激光腔原纵模间隔是什么?

答:腔的相邻两个纵模的频率之差△V,称为纵模间隔。 △ V=Vq?1?Vq?c2L?

2.由爱英斯坦关系出发,阐述激光产生的物理思

想。

答:爱英斯坦从辐射与原子相互作用的量子论观点出发提出:上述相互作用应包含原子的自发辐射跃迁,受激辐射跃迁,和受激吸收跃迁。(P11) 1.声光调Q和电光调Q有哪些不同的特征? 电光调Q的特点:开关时间短,约10-9s,属快开关类型,电光调Q类型。电光调Q激光器可以获得脉宽窄,峰值功率高的巨脉冲。 声光

声光调Q的特点:声光调Q开关时间一般小于光脉冲建立时间,属于快开关类型。由于开关的调制电压只需100多伏,所以用于低增益的连续激光器,可获得峰值功率几百千瓦、脉宽约为几十纳秒的搞重复率巨脉冲。但是,声光开关对高能量激光器的开关能力差,不宜用于高能调Q激光器。

2.想获得高重复率的脉冲激光用什么调Q方式? 声光调Q

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