深圳大学电子科学与技术学院：《激光原理 Principle of Laser》课程试题_试卷2

出现于 a:HeNe激光器b:红宝石激光器c:1960年d1962年e:1961年 5理想情况下,均匀加宽稳态激光器的输出应是」 的;非均匀加宽激光 器中一般存在 振荡。 a:多纵模 b:单纵模 (以下2小题每题2分) 6下列哪些损耗属于非选择损耗 a:几何偏折损耗b:腔镜反射不完全引起的损耗 c:衍射损耗 d:固有损耗 7CO2激光器常用谱线波长为 632.8n b:106m c:1.06 三简答题(每小题4分,共16分) 1试分别画出方形镜对称共焦腔TEMo1、TEM1模式的光斑花样。 2非均匀加宽工作物质的增益系数有什么特点? 3高斯光束的自再现变换与稳定球面腔有什么联系? 《激光原理》试卷B卷第2页共6页

《激光原理》试卷 B 卷 第 2 页 共 6 页 出现于 。 a: He-Ne激光器 b: 红宝石激光器 c: 1960 年 d: 1962 年 e: 1961 年 5 理想情况下，均匀加宽稳态激光器的输出应是 的；非均匀加宽激光 器中一般存在 振荡。 a: 多纵模 b: 单纵模 （以下 2 小题每题 2 分） 6 下列哪些损耗属于非选择损耗 ？ a: 几何偏折损耗 b: 腔镜反射不完全引起的损耗 c: 衍射损耗 d: 固有损耗 7 CO2 激光器常用谱线波长为 ？ a: 632.8nm b: 10.6µm c: 1.06µm 三 简答题（每小题 4 分，共 16 分） 1 试分别画出方形镜对称共焦腔 TEM01、TEM11 模式的光斑花样。 2 非均匀加宽工作物质的增益系数有什么特点？ 3 高斯光束的自再现变换与稳定球面腔有什么联系？

4激光振荡条件与稳态工作条件分别是什么? 四推导题(15分) 1)已知某工作物质自然加宽线型函数为gv,v) ,求自然线宽△vN )2+4xz2(v-v)2 △ (v V-v )2 2)已知均匀加宽工作物质反转集居数饱和行为为△n 求 (v1-v)2+ [+ 频率为Ⅵ、光强为L的准单色光入射到均匀加宽工作物质时的增益系数gn(v1,n)?已知 A c 2(v)Bmo38(v1),如需要,可利用第1)题的条件或结果。 《激光原理》试卷B卷第3页共6页

《激光原理》试卷 B 卷 第 3 页 共 6 页 4 激光振荡条件与稳态工作条件分别是什么？ 四 推导题（15 分） 1）已知某工作物质自然加宽线型函数为 0 2 2 2 0 ( , ) ( ) 4 ( ) 2 N g γ ν ν γ π ν ν = + − % ，求自然线宽∆νN。 2）已知均匀加宽工作物质反转集居数饱和行为为 0 2 2 1 0 2 2 1 0 ) 1[ ] 2 ( ) ( ) 2 ( ) ( 1 n I I n s H H ∆ + ∆ − + ∆ − + ∆ = ν ν ν ν ν ν ν ，求 频率为 ν1、光强为 ν 1 I 的准单色光入射到均匀加宽工作物质时的增益系数 ( , ) 1 ν 1 g ν I H ？已知 ( , ) ~ 8 ( , ) 2 1 0 0 2 21 21 1 0 ν ν πν υ σ ν ν g A = ，如需要，可利用第 1）题的条件或结果

五计算题(15分) 已知某一红宝石激光器,波长λ=6943nm,采用平一凹腔,凹面镜的R=5m,腔长L=1m 1试证明该腔为稳定腔 2在图上画出等价共焦腔的具体位置,求出高斯光束的束腰斑半径o的大小和位置 3求基模发散角θ0的大小 4求凹面镜位置处的q参数值 《激光原理》试卷B卷第4页共6页

《激光原理》试卷 B 卷 第 4 页 共 6 页 五 计算题（15 分） 已知某一红宝石激光器，波长λ=694.3nm，采用平－凹腔，凹面镜的 R=5m，腔长 L=1m。 1 试证明该腔为稳定腔 2 在图上画出等价共焦腔的具体位置，求出高斯光束的束腰斑半径ω0 的大小和位置 3 求基模发散角θ0 的大小 4 求凹面镜位置处的 q 参数值

六分析题(10分) 低増益均匀加宽单模激光器中,输岀镜最佳透过率及阈值透过率T可由实验测出,试 求往返损耗率α及中心频率小信号增益系数gm(假设振荡频率vq=)。 已知P=AT2(v 2gH(vo)l 附加题(共30分) l(10分):求证非对称虚共焦腔为非稳腔,并满足2gig2=gt+g。 2(20分):推导如图所示能级系统2→0跃迁的中心频率大信号吸收系数及饱和光强l。 假设该工作物质具有均匀加宽线型,吸收截面σo2已知,kT<hv1o,τno<<τ21。 《激光原理》试卷B卷第5页共6页

《激光原理》试卷 B 卷 第 5 页 共 6 页 六 分析题（10 分） 低增益均匀加宽单模激光器中，输出镜最佳透过率 Tm 及阈值透过率 Tt 可由实验测出，试 求往返损耗率 a 及中心频率小信号增益系数 gm（假设振荡频率νq=ν0）。 已知         − + = 1 2 ( ) ( ) 2 1 0 a T g l P ATI H q s q ν ν 附加题 （共 30 分） 1（10 分）：求证非对称虚共焦腔为非稳腔，并满足 2g1g2=g1+g2。 2（20 分）：推导如图所示能级系统 2→0 跃迁的中心频率大信号吸收系数及饱和光强 Is。 假设该工作物质具有均匀加宽线型，吸收截面σ02 已知，kbT<<hν10，τ10<<τ21

n2左2 t21 no fo 《激光原理》试卷B卷第6页共6页

《激光原理》试卷 B 卷 第 6 页 共 6 页 τ21 τ10 τ20 2 1 n0 f0 0 n2 f2