激光原理與技術(shù)09級A卷含答案

1、長江大學(xué)試卷 院（系、部） 專業(yè) 班級 姓名 學(xué)號 .密封.線.2011 2012學(xué)年 第 2 學(xué)期 激光原理與技術(shù) 課程考試試卷( A卷)專業(yè)：應(yīng)物 年級2009級 考試方式：閉卷 學(xué)分4.5 考試時間：110 分鐘題號一二三四總分閱卷人得分 相關(guān)常數(shù)：光速：c=3×108m/s, 普朗克常數(shù)h=6.63×10-34Js, 101/5=1.585得分一、選擇題 (每小題 3 分，共 30 分)1. 摻鉺光纖激光器中的發(fā)光粒子的激光上能級壽命為10ms，則其自發(fā)輻射幾率為 。（A）100s-1 (B) 10s-1 (C) 0.1s-1 (D) 10ms2. 現(xiàn)有一平凹腔R1

2、，R2=5m，L=1m。它在穩(wěn)區(qū)圖中的位置是 。(A) (0, 0.8) (B) (1, 0.8) (C) (0.8, 0) (D) (0.8, 1)3. 圖1為某一激光器的輸入/輸出特性曲線，從圖上可以看出，該激光器的斜效率約為 。 (A) 10% (B) 20% (C) 30% (D) 40%圖1 圖24圖2為某一激光介質(zhì)的吸收與輻射截面特征曲線，從圖上可以看出，該激光介質(zhì)可用來產(chǎn)生 的激光。 (A) 只有1532 nm (B)只能在1532 nm附近 (C) 只能在1530 nm-1560nm之間 (D) 1470 nm-1570nm之間均可A卷第 1 頁共 6 頁5. 電光晶體具有“波

3、片”的功能，可作為光波偏振態(tài)的變換器，當晶體加上V/2電場時，晶體相當于 。（A）全波片 (B) 1/4波片 (C) 3/4波片 (D) 1/2波片6. 腔長3m的調(diào)Q激光器所能獲得的最小脈寬為 。（設(shè)腔內(nèi)介質(zhì)折射率為1）（A）6.67ns (B) 10ns (C) 20ns (D) 30ns7. 摻釹釔鋁石榴石（Y3Al5O12）激光器又稱摻Nd3+:YAG激光器，屬四能級系統(tǒng)。其發(fā)光波長為 。（A） 1.064m （B）1.30m （C） 1.55m （D）1.65m8. 在采用雙包層泵浦方式的高功率光纖放大器中，信號光在 中傳輸。    （A） 纖芯 （B）

4、包層 （C）纖芯與包層 （D）包層中（以多模）9. 脈沖透射式調(diào)Q開關(guān)器件的特點是諧振腔儲能調(diào)Q，該方法俗稱 。（A）漂白 （B）腔倒空 (C）鎖模 （D）鎖相10. 惰性氣體原子激光器，也就是工作物質(zhì)為惰性氣體如氬、氪、氙、氖等。這些氣體除氙以外增益都較低，通常都使用氦氣作為輔助氣體，借以 。 (A）降低輸出功率 (B）提高輸出功率 C）增加譜線寬度 （D）減小譜線寬度得分二、填空題 (每小題 3 分，共 30 分)1. 在2cm3空腔內(nèi)有一帶寬為1×10-4m，波長為0.5m的躍遷，此躍遷的頻率范圍是 120 GHz。2. 穩(wěn)定球面腔與共焦腔具有等價性，即任何一個共焦腔與無窮多個

5、穩(wěn)定球面腔等價，而任何一個球面腔 唯一的 等價于一個共焦腔。3. 在980nm光波的泵浦下，摻Er3+磷酸鹽光纖對波長為1532nm光波的增益系數(shù)可達2dB/cm，相應(yīng)介質(zhì)極化率虛部為 4×10-5 。A卷第 2 頁共 6 頁長江大學(xué)試卷 院（系、部） 專業(yè) 班級 姓名 學(xué)號 .密封.線.4. 被動鎖模是一種連續(xù)波鎖模技術(shù)，圖3是某被動鎖模激光器的連續(xù)波與鎖模功率譜，其中曲線 2 為連續(xù)波功率譜曲線。圖3 圖45. 圖4為某超短脈沖激光器脈寬測量原理圖，待測鎖模激光器輸出激光經(jīng)6m長的標準單模光纖跳線連接到自相關(guān)儀。測得結(jié)果為1.76ps，已知鎖模激光器輸出激光中心波長為1535nm

6、，F(xiàn)WHM寬度為1.6nm，標準單模光纖的色散系數(shù)為16ps/nm/km，則待測超短脈沖激光脈寬為 1.6 ps 。6. 超聲波在聲光介質(zhì)中傳波時會引起介質(zhì)密度呈疏密交替的變化，其折射率也發(fā)生相應(yīng)地變化，故超聲波作用的這部分介質(zhì)即可視為一等效的“相位光柵”，光柵周期等于 超聲波 波長。7. 基于可飽和吸收體被動式調(diào)Q器件的機理是在開始階段，腔內(nèi)光強很小，可飽和吸收體的光透過率很低，處于低Q值，不能形成振蕩。當腔內(nèi)光強達到一定值時，可飽和吸收體的吸收達到飽和，突然被 漂白 而變得透明，這時腔內(nèi)Q值猛增，產(chǎn)生巨脈沖激光振蕩。8. 圖5是光放大器等效電路圖，圖中Ps為入射信號光功率，G為放大器增益，

7、P為出射信號光功率，則（1）中的表達式為 GPs 。圖59橫模選擇技術(shù)是指從振蕩模式中選出 TEM00 模。10. 在光電子技術(shù)中，常用dBm作為光功率的單位，0.1mW的光功率對應(yīng) -10 dBm。A卷第3 頁共 6 頁得分三、簡答題 (每小題 5 分，共 10 分)1 當脈沖激光入射單模光纖FP腔時，其輸出有何特性？有何應(yīng)用？答：當脈沖激光入射單模光纖FP腔時，其輸出具有衰蕩特性，其時間常數(shù)與腔內(nèi)損耗有關(guān)，可用作壓力傳感器。當考慮單模光纖應(yīng)力雙折射效應(yīng)時，其衰蕩過程包含有拍現(xiàn)象，可用來產(chǎn)生微波/毫米信號。2 簡述均勻加寬激光器中的模式競爭現(xiàn)象。答：在均勻加寬情況下，由于增益飽和作用，滿足閾值條件的幾個縱模，在振蕩過程中相互競爭，結(jié)果使最靠近中心頻率的那個模形成穩(wěn)定振蕩，其他縱模都被抑制而熄滅，這一現(xiàn)象稱為縱模競爭。A卷第4頁共 6 頁得分長江大學(xué)試卷 院（系、部） 專業(yè) 班級 姓名 學(xué)號 .密封.線.四、計算題 (每小題 10 分，共 30 分)1. 光波長為3.14m的高斯光束在某點處q參數(shù)為q=2+i(m), 計算此處的等相位面曲率半徑R及光斑半徑w。2. 某激活介質(zhì)的峰值發(fā)射截面為10-14 m