激光原理與技術學習通超星期末考試章節答案2024年處于熱平衡狀態原子體系，無外界激勵常溫下，光進入物質時總是受到衰減。

答案:對激光的四性本質上歸結為：激光具有很高的光子簡并度。

答案:對熱平衡狀態下可以實現集居數反轉。

答案:錯激光腔有模式選擇的作用。

答案:對集居數反轉分布為實現光放大的必要條件。

答案:對自發輻射和受激輻射的躍遷選擇定則一定相同。

答案:對增益系數沒有單位。

答案:錯產生激光的基本物理過程是受激輻射。

答案:對實現集居數反轉，一定就能實現激光振蕩。

答案:錯激光產生的內因是具有光學諧振腔。

答案:錯下列哪個物理量不僅與原子的性質有關，還與場的性質有關？

答案:受激吸收躍遷幾率自發輻射愛因斯坦系數A21與激發態E2平均壽命τs的關系為（

）

答案:A21=1/τs氫原子3p態的簡并度為（

）

答案:6以下說法不正確的是（

）

答案:光學諧振腔是實現激光振蕩的充分條件熱平衡狀態下各能級粒子數服從（

）

答案:玻爾茲曼分布原子最低的能量狀態叫什么？

答案:基態以下說法正確的是（

）

答案:集居數反轉分布時，處于低能級上的粒子數少于高能級上的粒子數下列說法錯誤的是（

）

答案:非輻射躍遷過程一定沒有能量變化當光線順序通過變換矩陣分別為T1,T2,…,Tm的m個光學元件組成的光學系統時，此光學系統的傳輸矩陣為

。

答案:TmTm-1…T2T1對稱共焦腔和半共心腔在穩區圖上的坐標為(

)

答案:(0,0);(1,0)穩定諧振腔是指（

）

答案:任一傍軸光線在諧振腔內往返無窮多次不會逸出腔外以下說法正確的是：(

)

答案:對稱共焦腔是穩定腔，平行平面腔是臨界腔今有一球面腔，R1=1m，R2=2m，L=6m，則該球面腔為（

）

答案:非穩腔今有一球面腔，R1=1.5m，R2=-1m,L=80cm。關于g參數、等價共焦腔的具體位置（單位m）和此球面腔（M1、M2）的位置（單位m），以下說法正確的是：

答案:g1=0.467，g2=1.8；（-0.5，0.5）；（-1.3，-0.5）關于諧振腔的等價，下列說法中錯誤的是

答案:兩個等價諧振腔的諧振頻率不相同為了增大光源的空間相干性，下列說法錯誤的是：（

）

答案:

靠近光源一光束通過長度為1m的均勻激勵的工作物質，如果出射光強是入射光強的兩倍，試求該物質的增益系數

答案:

0.69/m氫原子基態能量為E1=-13.6eV，第一激發態能量為E2=-3.4eV，t=20°C，則能級粒子數N2/N1可能為（）

答案:0以下說法不正確的是：（

）

答案:

激光器維持穩定的振蕩時，Im不但與放大器本身的參數有關，還與初始光強有關激光的空間相干性和方向性都與什么相聯系

答案:橫模結構自再現模的諧振條件

答案:自再現模在腔內往返一次的相移為2π的整數倍，此即為模的諧振條件。非穩腔和穩定腔的區別是什么？舉例說明哪些是非穩腔？

答案:答：(1)穩定腔中傍軸光線能在腔內往返任意多次而不致橫向溢出腔外；而非穩腔中傍軸光線在腔內經過有限次往返后必然從側面溢出腔外。(2)非穩腔類型所有雙凸腔；所有平-凸腔；凹面鏡曲率半徑小于腔長的平-凹腔；什么是自再現模？

答案:開腔鏡面上，經過足夠多次往返后，能形成這樣一種穩恒場，其分布不再受衍射的影響，在腔內往返一次能夠再現出發時的場分布。這種穩恒場經一次往返后，唯一可能的變化是，鏡面上各點的場分布按同樣的比例衰減，各點的相位發生同樣大小的滯后。把這種開腔鏡面上的經一次往返能再現的穩恒場分布稱為開腔的自再現模。求解菲涅爾-基爾霍夫衍射積分方程得到的本征函數和本征值各代表什么?

答案:答：本征函數:描述腔的一個自再現模式或橫模。其模描述鏡面上場的振幅分布，幅角描述鏡面上場的相位分布。本征值值：表示自再現模在渡越一次時的幅值衰減和相位滯后。其模值量度自再現模在腔內往返一次的功率損耗，幅角量度自再現模的單程相移，從而也決定模的諧振頻率。光腔的損耗主要有

、

、

和材料中的非激活吸收、散射、插入物損耗。

答案:幾何偏折損耗；;衍射損耗；;腔鏡反射不完全引起的損耗設某激光器諧振腔長50cm，反射鏡面半徑為2cm，光波波長為800nm，則此腔的菲涅耳數為

。

答案:1000設激光器諧振腔兩反射鏡的反射率為r1=r2=0.98，腔長L=90cm，不計其它損耗，則腔內光子的平均壽命為

。設v=5×1014Hz（即630nm），則激光腔的Q值為

。

答案:150ns；;4.71×108設某固體激光器諧振腔長50cm，固體激光介質棒長30cm，其折射率為1.5，其本征縱模的頻率間隔為

。

答案:2.31×108Hz激光腔鏡的衍射效應起著“篩子”的作用，它將腔內所有可能存在的

篩選出來。

答案:各種自再現模/star3/origin/b1bc4a93ff0bedd75f1be6478963e88e.png

答案:TEM01；TEM02；TEM10腔的品質因數Q值衡量腔的

。

答案:質量優劣對稱共焦腔的模式理論證明：每一個橫模的單程衍射損耗單值地由腔的

決定。

答案:菲涅耳數/star3/origin/1a532e8908f8853b4b14233c20a8c45a.png

答案:TEM20；TEM11；TEM21方形鏡共焦腔積分方程的本征函數的模決定

，基模的振幅是

分布，幅角決定

，在近軸區，共焦場的等相位面近似為

。

答案:振幅分布；;高斯型；;相位分布；;球面平行平面腔是歷史上最早被采用的諧振腔，Fox-Li首先提出用

法進行數值計算求得自再現模積分方程的數值解。

答案:迭代法以下說法不正確的是：（

）

答案:方形鏡對稱共焦腔模式積分方程的精確解析解是超橢球函數有關共焦腔等相位面的表述正確的是：（

）

答案:共焦腔反射鏡面是共焦場中曲率半徑最小的等相位面以下說法不正確的是：（

）

答案:對稱共焦腔反射鏡曲率半徑與該處等相位面曲率半徑不一定相等任意一個共焦腔與

個穩定球面腔等價，任意一個穩定球面腔等價于

個共焦腔。

答案:無窮多;一由兩個曲率半徑不同的球面鏡按任意間隔組成的腔稱為一般球面腔，當它們滿足條件

時，稱為一般穩定球面腔。

答案:0今有一球面腔，R1=1.5m，R2=-1m,L=80cm。關于g參數、等價共焦腔的具體位置（單位m）和此球面腔（M1、M2）的位置（單位m），以下說法正確的是：（

）

答案:g1=0.467，g2=1.8；（-0.5，0.5）；（-1.3，-0.5）一個平凹腔，腔長為L，凹面鏡曲率半徑為R，且L答案:其等價的對稱共焦腔中心與平凹腔的中心重合列舉兩種高斯光束準直的方法，并畫圖說明。

答案:（1）單透鏡準直（2）倒裝望遠鏡準直請分別從經典角度和量子角度解釋激光光譜的自然增寬。

答案:量子解釋：因為自發輻射引起的能級壽命的縮短；經典解釋：由于自發輻射躍遷引起的振子能量衰減。什么是多普勒增寬，產生多普勒增寬的原因是什么？

答案:多普勒增寬是由于發光原子相對于觀察者（接收器）運動所引起的譜線增寬。產生多普勒增寬的原因是光的多普勒效應。什么是譜線加寬？均勻加寬和非均勻加寬的加寬機理有何不同？

答案:譜線加寬：由于各種因素的影響，自發輻射并不是單色的，而是分布在中心頻率

附近一個很小的頻率范圍內，這就叫譜線加寬。不同：引起加寬的物理因素對每個原子的作用效果都相同，這種加寬機制導致的譜線加寬稱為均勻加寬。原子體系的每個原子只對譜線內與該原子的表觀頻率對應的部分有貢獻，因而可以區分出譜線上某一頻率范圍是由哪部分原子貢獻的。非均勻加寬。碰撞加寬的線寬與氣體壓強的關系

。

答案:正比例多普勒加寬發生在

介質中。

答案:氣體He-Ne氣體激光譜線（氖的原子量20，T=300K）的多普勒加寬的線寬為

。

答案:1.5×109Hz自然加寬譜線為

。

答案:洛侖茲線型什么是增益飽和？

答案:增益飽和1.考試時間：第16周星期二9：45-11：30

（2023年12月26日）地點：徐匯三教317電化教室2.考試形式：開卷3.考試須知：l

考前15分鐘時持電子學生證或校園卡進入考場；l

可攜帶書、紙質筆記；l

將非考試用具（文曲星、商務通、手機、PAD、書包等存儲功能的電子產品）放入自己的包內并交到講臺前，按一人一