千里之行，始于足下讓知識帶有溫度。第第2頁/共2頁精品文檔推薦哈工大激光原理考研試題(可編輯修改word版)

閾值n3t≈[(10)]cm-3。

5.無源腔損耗描述參數(shù)中，光子的平均壽命τR與平均單程損耗因子δ

的關(guān)系式為：[(11)]，品質(zhì)因數(shù)（Q值）與光子的平均壽命τR的關(guān)系式為：[(12)]。第2頁共4頁

6.某高斯光束焦參數(shù)為f=1m，將焦距F=1m的凸透鏡置于其腰右方l=2m處，計算

經(jīng)透鏡變換后的像光束的焦參數(shù)f'為[(13)]及其腰距透鏡的距離l'為[(14)]。

7.隨意一個共焦球面腔與[(15)]個穩(wěn)定球面腔等價；任一滿足穩(wěn)定性條件的球面腔[

(16)]等價于某一個共焦腔。

8.選橫模的物理基礎(chǔ)是：不同橫模的[(17)]損耗不同，高階橫模比基模損耗[(18)]，

以此來抑制高階橫模，而只保留TEM00模。

9.激光工作物質(zhì)的凈增益線寬內(nèi)包含有(2N+1)個縱模，假設(shè)各個縱模振幅均相等為E0，

假如鎖模輸出，其兩個主脈沖（極大值）之間的時光間隔為[(19)]，鎖模脈沖寬度為[(20)]。

二．簡要回答下列問題（每題4分，共40分）

1．原子的受激放射概念、受激放射系數(shù)和受激放射幾率之間的關(guān)系式。

2.什么是激光？與熒光光源相比激光有哪些特性？

3.三能級系統(tǒng)的缺點。

4.激光為什么具有很好的單色性？

5.原子譜線非勻稱加寬的特點、類型和線型。

6.勻稱加寬激光器中模的競爭概念。

7.簡述描述高斯光束的（f，z）參數(shù)、（ω，R）參數(shù)、q參數(shù)之間的關(guān)系。

8.簡述激光行波放大器設(shè)計中要重點考慮的幾個問題。

9.聲光調(diào)Q工作原理。

10.什么是飽和汲取穩(wěn)頻。

三．光泵浦的四能級系統(tǒng)的躍遷如圖所示。已知激發(fā)速率W14為1×108s-1，能級的平均壽命τ32為0.1μs，無輻射躍遷S21為激發(fā)速率第3頁共4頁

W14的5倍，激光上下能級的統(tǒng)計權(quán)重相等；激光上能級的粒子數(shù)密度是激光下能級的2倍，腔內(nèi)只存在一個l振蕩模，考

慮光的損耗。（20分）

(1)按照能級圖列出完整的速率方程組；

(2)計算受激放射幾率W32和受激汲取幾率

W23的大小；

(3)各能級總粒子數(shù)密度為8×1015cm-3，按照

S43>>W14假設(shè)E4能級上粒子數(shù)密度為0，計算反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度。

四．已知CO2激光器的波長為10.6μm，已知CO2的分子量為44，氣體的溫度為704K，激光上下能級統(tǒng)計權(quán)重相等。（15分）

(1)熱平衡狀態(tài)下，激光上能級的粒子數(shù)為n3，激光下能級的粒子數(shù)為n2，計算

ln?n

3

?

值；

n?

?2?

(2)計算譜線的非勻稱加寬?νD；

(3)假如自然加寬譜線寬度為2MHz，碰撞加寬譜線寬度為5MHz，試推斷該激

光器是否可能采納蘭姆凹陷穩(wěn)頻，并說明理由。

五．試推導(dǎo)出近軸光芒在對稱共焦腔中來回兩次的光芒傳揚(yáng)矩陣，并分析其穩(wěn)定性（10分）

六．畫圖說明什么是虛共焦非穩(wěn)腔；求出其共軛像點，并說明其自再現(xiàn)波

形特點。（10分）第4頁共4頁

七．設(shè)高斯光束的共焦參數(shù)為f，在過束腰且垂直于光束對稱軸Oz的直線上取A、B兩點并使AO＝BO＝f。證實：若以軸線上任一點