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激光原理复习题（含参考答案）

1. 自发辐射爱因斯坦系数与激发态E2平均寿命τ的关系为（B ）

2. 爱因斯坦系数A21和B21之间的关系为（ C ）

3. 自然增宽谱线为（ C ）

（A） 高斯线型 （B）抛物线型 （C） 洛仑兹线型 （D）双曲线型 4. 对称共焦腔在稳定图上的坐标为（ B ）

（A）（-1，-1） （B） （0，0） （C）（1，1） （D）（0，1）

5. 阈值条件是形成激光的（C ）

（A）充分条件 （B）必要条件 （C）充分必要条件（D）不确定

6. 谐振腔的纵模间隔为（ B ）

7. 对称共焦腔基模的远场发散角为（C ）

8. 谐振腔的品质因数Q衡量腔的（ C ）

（A）质量优劣（B）稳定性（C） 储存信号的能力（D）抗干扰性

9. 锁模激光器通常可获得（ A ）量级短脉冲

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10. YAG激光器是典型的（ C ）系统

（A）二能级 （B）三能级 （C） 四能级 （D）多能级

11. 任何一个共焦腔与 无穷多个稳定球面腔 等价，而任何一个满足稳定条件的球面腔 唯一 地等价于一个共焦腔。

12. 激光器的基本结构包括三部分，即 工作物质 、 激励物质 光学谐振腔 。

13. 有一个谐振腔，腔长L=1m，在1500MHｚ的范围内所包含的纵模个数为 10 个（设μ=1）。

14. 激光的特点是 相干性强 、 单色性佳 、方向性好 高亮度 。

15 调Q技术产生激光脉冲主要有 、 两种方法，调Q激光器通常可获得ns量级短脉冲，锁模有 和 两种锁模方式。锁模 、 调Q 主动锁模 被动锁模

16. 受激辐射激励发射出的光子与外来光完全相同，即 ， ， ， 。传播方向相同，相位相同，偏振态相同，频率相同

17写出光与物质相互作用的爱因斯坦关系式，说明其物理含义。

?dn?11答：(1)自发辐射跃迁几率A21??21??，表示了单位时间内从高能级向

?dt?spn2?s低能级跃迁的原子数与高能级原有粒子数的比例。(2)受激吸收跃迁几率

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?dn?1W12??12?，表示单位时间内由于受激跃迁引起的由低能级向高能级跃迁的

?dt?stn1?dn?1原子数和低能级原子数的比例。(3)受激辐射跃迁几率W21??21?，表示在

dtn??st2辐射场作用下，单位时间从高能级跃迁至低能级的原子数与高能级原子数的比例。

18激光的产生是基于爱因斯坦关于辐射的一般描述而提出的。请问爱因斯坦提出了几种辐射，其中那个辐射与激光的产生有关，为什么？

答：有三种：自发辐射，受激辐射，受激吸收。其中受激辐射与激光的产生有关，因为受激辐射发出来的光子与外来光子具有相同的频率，相同的发射方向，相同的偏振态和相同的相位，是相干光。

19请描述空间烧孔效应的物理过程。

答：当频率一定的纵模在腔内形成稳定振荡事产生一个驻波场。波腹处光强最大，波节处光强最小，消耗反转粒子数后，波腹处光强最小而波节处光强最大，则形成了空间烧孔。可见空间烧孔的形成过程由驻波腔和粒子空间转移慢引起的。

20光学谐振腔中会有横模和纵模，通常表示为TEMmnp。请问它的角标中

m，n，p表示的意义分别是什么？

答：在光学谐振腔中，满足一定的相位关系的波方能够稳定存在。即是ka=mπ, kb=nπ, kl=pπ,(m,n,p)代表激光的一个模式，m,n分别代表横阶面积x,y方向

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