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密封线内不答题
成都信息工程学院考试试卷
2009 ——2010 学年第 2 学期
课程名称：激光原理与激光技术 使用班级：电科、光信息、物理07级
试题中可能用到的公式：
12()1122
b E E k T
n f e n f --
=；2311.38110J K b K --=⨯⋅； 34
6.62610J s h -=⨯⋅；
7
7.1610D v v -∆=⨯ ()[]
()z J n e dz z dJ z J ασ-∆-=-022112
1
)( 一、判断题（共5分，每题1分）
1、（ ）空间烧孔效应的出现利于激光器单模输出。

2、（ ）稳定腔高阶横模比基横模具有更大的衍射损耗和光束发散角。

3、（ ）激光工作物质只有达到了热平衡状态，才能实现受激辐射光放大。

4、（ ）掺铒光纤激光放大器中，光纤长度越长，激光放大增益不一定越大。

5、（ ）激光增益系数的饱和与反转集居数饱和无关。

二、名词解释（共12分，每题3分）
1、相格
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2、光束衍射倍率因子
3、光学多普勒效应
4、轴向空间烧孔效应
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三、填空题（共33分，每空1分）
1、损耗的大小是评价谐振腔的一个重要指标，主要有如下四种：
、 、 、 。

2、根据共轴球面腔稳定性条件可将谐振腔划分为： 、 、 ，由此稳定条件性判断：对称共焦腔为 ，平凸腔为 ，平凹腔为 。

3、根据引起加宽的物理因素对每个原子的作用可将谱线加宽分为： 、 和 。

其中碰撞加宽属于 ，具有 线型，而多普勒加宽属于 ，具有 线型。

4、与四能级系统相比，三能级系统的阈值能量更 ，阈值受光腔损耗的影响更 。

5、单纵模激光器由于自发辐射的影响存在线宽极限，通过 、 、 都可使线宽变窄。

6、激光Q 调制技术是为了获得高的峰值功率和窄脉冲输出，常用的Q 调制方法有： 、 、 、 。

7、为了实现单横模输出，常用的模式选择方法主要有 、
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、 、 。

8、均匀加宽激光器在理想情况下，由于 作用，可以实现单纵模输出。

但实际上，当激发强时，由于 ，如不采取措施，将输出多纵模。

9、调Q 和锁模两技术相比，能输出更短激光脉冲宽度和更高激光峰值功率的是 技术。

四、简答与推证题（共20分）
1、试用均匀平面波模型推导出平行平面腔的谐振频率和纵模间距。

（7分）
2、非稳腔的近似基模是什么？其相比于稳定腔的优势何在？（6分）
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3、试给出四能级系统的能级跃迁示意图并做标注和简要说明。

（7分）
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五、计算题（共30分）
1、设一对激光能级为1E 和2E （21f f =），相应的频率为v ，能级上的粒子数密度分别为2n 和1n ，求： （10分）
(1) 当3000MHz ν=，300K T =时，?1
2=n n
(2) 当1m λμ=，300K T =时，?1
2=n n
(3) 当1m λμ=，1.01
2=n n
时，温度?=T （303.210ln =）
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2、在激光出现以前，86Kr 低气压放电灯是很好的单色光源。

如果忽略自然加宽和碰撞加宽，试估算在温度77K 下它的605.7nm 谱线的相干长度是多少，
并与一个单色性810-=∆λ
λ
的氦氖激光器比较。

（10分）
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3、证明激光脉冲放大器中：(1)若入射光脉冲极其微弱，则能量增益为：
(
)
l n G E 210
exp σ∆= ；(2)若入射光极强，则能量增益为：()
0210
J l
n G E ∆+=。

（10分）。