不得不看的激光原理試題_考試必備

1、徼光原理復(fù)習(xí)題（頁(yè)碼是按第五版書(shū)標(biāo)注的，黃色底紋的頁(yè)碼是按第六版書(shū)標(biāo)注的）空6424簡(jiǎn)答6636計(jì)算121527論述113131 .什么是光私模式和光子態(tài)什么是相格Page5Irr答：光波模式（page5）:在一個(gè)有邊界條件限制的空間V內(nèi)，只能存在一系列獨(dú)立的具有特定波矢k的平r-面單色駐波。這種能夠存在于腔內(nèi)的駐波（以某一波矢k為標(biāo)志）稱(chēng)為光波模式。但子態(tài)（page6）:光子在由坐標(biāo)與動(dòng)量所支撐的相空間中所處的狀態(tài)，在相空間用，光子的狀態(tài)對(duì)應(yīng)于相格。相格（pagt6）:在三維運(yùn)動(dòng)情況下，測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系為xyzPxPyPh 激吸收IH程描述（page12）處于低能態(tài)E1的一個(gè)原子，在頻率為的輻射場(chǎng)

2、作用（激勵(lì)）下，吸收一個(gè)能量為h的光子并向E2能態(tài)躍遷，這種過(guò)程稱(chēng)為受激吸收躍遷。|,征：a）只有外來(lái)白子能量h E2 E1時(shí)，才能引起受激輻射。b）躍遷概率不僅與原子性質(zhì)有關(guān)， 還與刎射場(chǎng)的 有關(guān)。|區(qū)激吸收躍遷概率（page12） ： W12 瓦v （ B.為受激吸收躍遷愛(ài)因斯坦系數(shù),v為輻射場(chǎng)）,故在六位相空間中，一個(gè)光子%對(duì)應(yīng)（或占有）的相空間體積元為xyzPxPyPzh3,上述相空間體積元稱(chēng)為相格。2 .如何理解光的相干性何謂相干時(shí)間、相干長(zhǎng)度、相干面積和相干體積Page7答：步的相干性（page7）:在不同的空間點(diǎn)上、在不同的時(shí)刻的光波場(chǎng)的某些特性的相關(guān)少?！案蓵r(shí)間（page7）:

3、光沿傳播方向通過(guò)相干長(zhǎng)度Lc所需的時(shí)間，稱(chēng)為相干時(shí)間。相干長(zhǎng)度：相干光能產(chǎn)生干涉效應(yīng)的最大光程差，等于光源發(fā)出的光波的波列長(zhǎng)度。|相干面積：相干體積（page7）:如果在空間體積Vc內(nèi)各點(diǎn)的光波場(chǎng)都具有明顯的相干性，則Vc稱(chēng)為相干體積。3 .何M光子簡(jiǎn)并度，有幾種相同的含義激光源的光子簡(jiǎn)并度與它的相干性什么聯(lián)系Page,答：光子簡(jiǎn)并度（page9）:處于同一光子態(tài)的光子數(shù)稱(chēng)為光子簡(jiǎn)并度。一因子簡(jiǎn)并度有以下幾種相同含義（page9）：同態(tài)光子數(shù)、同一模式啟的光子數(shù)、處于相干體積內(nèi)的光子晟處于同一相格內(nèi)的光子數(shù)。|聯(lián)系：激光源的光子簡(jiǎn)并度決定著激光的相干性，光子簡(jiǎn)并度越高，激光源的相干性越好。4

4、.什么是黑體輻射寫(xiě)出Planck公式，并說(shuō)明它的物理意義。Page10答：黑體輻射（page10）：當(dāng)黑體處于某一溫度T的熱平衡情況下，它所吸收的輻射能量應(yīng)等于發(fā)出的輻射能量，即黑體與輻射場(chǎng)之間應(yīng)處于能量（熱）平衡狀態(tài)，這種平衡必然導(dǎo)致空腔內(nèi)存在完全確定的輻射場(chǎng)，這種輻射場(chǎng)稱(chēng)為黑體輻射或平衡輻射。|,、8h31Planck公式（page10）:3h|cekbT1向理意義（page10）:在單位體積內(nèi)，頻率處T附近的單位頻率間隔中飛體的電磁輻射能量。5 .描述能級(jí)的光學(xué)躍遷的三大過(guò)程，并寫(xiě)出它們的特征和躍遷幾率。Page10答：（1）自發(fā)輻射|H程描述（page10）：處于高能級(jí)E2的一個(gè)原子自

5、發(fā)的向日躍遷，并發(fā)射一個(gè)能量為h的光子，這種過(guò)上稱(chēng)為自發(fā)躍遷，由原子自發(fā)躍遷發(fā)出的光波稱(chēng)為自發(fā)輻射。|機(jī)征：a）自發(fā)輻射是一種只與原子本身性質(zhì)有關(guān)而與輻射場(chǎng)無(wú)關(guān)的自發(fā)過(guò)程，無(wú)需外來(lái)光。b）每個(gè)發(fā)生輻射的原子都可看作是一個(gè)獨(dú)立的發(fā)射單元，原子之間毫無(wú)聯(lián)系而且各個(gè)原子開(kāi)始發(fā)光的時(shí)間參差不一，所以各列光波頻率雖然相同，均為，各列光波之間沒(méi)有固定的相位關(guān)系，各有不同的偏振方向，而且各個(gè)原子所發(fā)的光將向空間各個(gè)方向傳播,即大量原子的自發(fā)輻射過(guò)程是雜亂無(wú)章的隨機(jī)過(guò)程,所以自發(fā)輻射的光是非相干光。自發(fā)躍遷愛(ài)因斯坦系數(shù)：A21工s受激輻射件程描4（page12）:處于上能級(jí)E2的原子在頻率為的輻射場(chǎng)作用下，躍

6、遷至低能態(tài)Ei并輻射一個(gè)能量為h的光子。受激輻射躍遷發(fā)出的光波稱(chēng)為受激輻射。他征：a）只有外來(lái)光子能量hE2Ei時(shí)，才能引起受激京射；b）受激輻射所發(fā)出的光子與外來(lái)光子的頻率、傳播方向、偏振方向、相位等性質(zhì)完全相同。戶(hù)激輻射躍遷概率：W2iB21v（B2i為受激輻射躍遷愛(ài)儲(chǔ)斯坦系數(shù)，v為輻射場(chǎng)）6 .Einstein系數(shù)有哪些它們之間的關(guān)系是什么Pagei3答：系數(shù)（pageii-12）:自發(fā)躍遷愛(ài)因斯坦系數(shù)M,受激吸收躍遷愛(ài)因斯坦系數(shù)B12,受激輻射躍遷愛(ài)因斯坦系數(shù)B2i、.一8h3.一關(guān)系(page13):b21flb12f2,A?i3Bzi,f，f2為E1，E2能級(jí)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重(間并度)c

7、7.試證明，由于自發(fā)輻射，原子在1E2能級(jí)的平均壽命為s 。A21Page13證明：根據(jù)自發(fā)躍遷概率定義A21dn示光出過(guò)單位長(zhǎng)度激活物質(zhì)后光強(qiáng)增長(zhǎng)的百分?jǐn)?shù)。|小信號(hào)增益（p16）:當(dāng)光強(qiáng)很弱時(shí)，集居數(shù)差值（2nJ不隨z變化，增益系數(shù)為一常數(shù)g,稱(chēng)為線(xiàn)LL（1）dtsprbdn21sp表示在dt時(shí)間內(nèi)由于自發(fā)躍遷引起的由E2向E1躍遷的原子數(shù)。在單位時(shí)間內(nèi)能級(jí)E2減少的粒子數(shù)為史2四將（1）式帶入得史2A21n2dtdtspdtsp由此式可得丁n20eA21t（I。為t0時(shí)刻高能級(jí)具有的粒子數(shù)）|所以自發(fā)輻射的平均壽命sn2（t）dtn2oeA1tdtn2on2oA218.一質(zhì)地均勻的翌料對(duì)光

8、的吸收系數(shù)mm1,光通過(guò)10cm長(zhǎng)的該材料后，出射光強(qiáng)為入射光強(qiáng)的百分之幾Page23（8）|解：設(shè)進(jìn)入材料前的光強(qiáng)為Io,經(jīng)過(guò)距離z后的光強(qiáng)為I（z）,則IzIoez所以出射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之比反ele。.。11。e1o.368。所以出射光強(qiáng)占入射光強(qiáng)的36.8%。1 o9.激光器主要由哪些部分組成各部分的作用是什么|答：激光工作物質(zhì)：用來(lái)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和產(chǎn)生光的受激發(fā)射作的物質(zhì)體系。接收來(lái)自泵浦源的能量，對(duì)北發(fā)射光波并能夠強(qiáng)烈發(fā)光的活躍狀態(tài)，也稱(chēng)為激活物用。1歸浦源：提供能量，實(shí)現(xiàn)工作物質(zhì)的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。M學(xué)甲振腔：a）提供軸向光波模的正反饋；b）模式選擇，保證激光器單模振蕩，從而提高激光器的

9、相干性。|10 .什么是熱平衡時(shí)能級(jí)粒子數(shù)的分布什么是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)如何實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)Page15答：熱平衡時(shí)能級(jí)粒子數(shù)的分布（page15）:在物質(zhì)處于熱平衡狀態(tài)時(shí)，各能級(jí)上的原子數(shù)（或集居數(shù)）E2E1服從玻爾茲曼分布n2ekbT。nf1|粒子數(shù)反轉(zhuǎn)：使高能級(jí)粒子數(shù)密度大于低能級(jí)粒子數(shù)密度。|M何實(shí)用粒子數(shù)反轉(zhuǎn)（page15）:外界向物質(zhì)供給能量（稱(chēng)為激勵(lì)或泵浦過(guò)程），從而使物質(zhì)處于非平衡狀態(tài)。.11 .如何定義激光增益什么是小信號(hào)增益大信號(hào)增益增益飽和_Page16答：激光增益定義（p15）:設(shè)在光傳播方向上z處的光強(qiáng)為I（z）,則增益系數(shù)定義為gdI（z）1,表dzI（z）性增益或小信號(hào)增益

10、具有極高的光子簡(jiǎn)并度和單色亮度。（p22）_|15.什么是諧振腔的諧振條件如何計(jì)算縱模的頻率、縱模間隔和縱模的數(shù)目Page27-28答：（1）諧振條件（p27）:諧振腔內(nèi)的光要滿(mǎn)足相長(zhǎng)干涉條件（也稱(chēng)為駐波條件）。波從某一點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)腔內(nèi)往返一周再回到原來(lái)位置時(shí)，應(yīng)與初始出發(fā)波同相（即相差為2的整數(shù)倍）。如果以表示均勻一_,2.平面波在腔內(nèi)往返一周時(shí)的相位滯后，則可以表小為2Lq2。q為光在真空中的波長(zhǎng)，Lq為腔的光學(xué)長(zhǎng)度，q為正整數(shù)。（2）如何計(jì)算縱模的頻率、縱模間隔和縱模的數(shù)目（p27-28）:縱模的頻率：q q放縱模間隔:c2Losc 1 , osc為小信號(hào)增益曲線(xiàn)q縱模的數(shù)目：對(duì)于滿(mǎn)足諧振

11、條件頻率為q的波，其縱模數(shù)目Nc）品質(zhì)因數(shù)：Q2r2c（2）關(guān)系：腔的損耗越小，平均單程損耗因子越小，腔內(nèi)光子的平均壽命越長(zhǎng)，品質(zhì)因數(shù)越大18.什么是腔的菲涅爾數(shù)它與腔的損耗有什么關(guān)系Page332答：菲涅爾數(shù)（p32）:N卜稱(chēng)為腔的菲涅爾數(shù)（a為孔半徑，L腔長(zhǎng)）。即從一個(gè)鏡面中心看到另一個(gè)鏡面上可以劃分的菲涅爾半周期帶的數(shù)目（對(duì)平面波陣面而看）與腔的損耗關(guān)系（p32）:衍射損耗隨腔的菲涅爾數(shù)的減小而增大。19 .什么是共軸球面腔的穩(wěn)定性條件（p35）Page36|0g1g21LR2g11,g21R1L為兩球面鏡M1,M2的距離，R1,R2分別為M1,M2的曲率半徑，當(dāng)凹面鏡向著腔內(nèi)時(shí)，R取正

12、值，當(dāng)凸面鏡向著腔內(nèi)時(shí),R取負(fù)值。20 .激光器的諧振腔由一面曲率半徑為1m的凸面鏡和曲率半徑為2m的凹面鏡組成，工作物質(zhì)長(zhǎng)m,其|折射率，求腔長(zhǎng)L在什么范圍內(nèi)是穩(wěn)定腔Page98（5）解：設(shè)兩腔鏡M1和M2的曲率半徑分別為R和R2,R11m,R22m工作物質(zhì)長(zhǎng)l0.5m,折射率1.52手艮據(jù)穩(wěn)定條件判據(jù)：0(1二)(1)1即0(1)(1一)1LLR/R212lL(Ll)LL，,一，1由(1)式解得1mL2m,由(2)式得LL0.5(1)L0.171.52結(jié)合（1）（2）式得1.17m L 2.17m21 .試?yán)猛稻仃囎C明共焦腔為穩(wěn)定腔，即任意傍軸光線(xiàn)在其中可以往返無(wú)限多次，而且兩次往返即

13、自行閉合。Page98（3）證明：設(shè)光線(xiàn)在呼面鏡腔內(nèi)的往返情況如下圖所示其往返矩陣為：|2LR2R1R222 r 2L 一(1 )R1R2R12L(1 R2)(1 2L)(1R12RL),10心是共焦腔，有R往返矩陣變?yōu)門(mén)01,若光線(xiàn)在腔內(nèi)往返兩次，有210T201可以看出，光線(xiàn)在腔內(nèi)往返兩次的變換矩陣為單位陣，所以光線(xiàn)兩次往返即自行閉合，即共焦腔為穩(wěn)定勝。22.如何理解激光諧振腔衍射理論的自再現(xiàn)模Page40-43答：（p38）開(kāi)腔鏡面上，經(jīng)過(guò)足夠多次往返后，能形成這樣一種穩(wěn)恒場(chǎng)，其分布不再受衍射的影響，在腔內(nèi)往返一次能夠再現(xiàn)出發(fā)時(shí)的場(chǎng)分布。這種穩(wěn)恒場(chǎng)經(jīng)一次往返后，唯一可能的變化是，鏡面上各

14、點(diǎn)的等價(jià)共焦腔(Ri L)(RR2 L)26.如何計(jì)算基模高斯光束的主要參量，腰斑的位置、鏡面上光斑的大小、任意位置處激光光斑的大小、則：(1)腰斑位置距M1的距離為L(zhǎng)(R2L),距M2的距離為L(zhǎng)(RL)(LR1)(LR2)(LR1)(LR2)Page58-61答：設(shè)穩(wěn)定腔腔長(zhǎng)為L(zhǎng),兩腔鏡Mi和M2的曲率半徑分別為R和R2L(R2L)14(2)M1鏡面上光斑的大?。簑si等相位面曲率半徑、光束的遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)射角、模體積。腰斑半徑的大小和位置，該高斯光束的焦參數(shù)和基膜發(fā)散角。（10.6um） Page99 （15）解：平面鏡的曲率半徑R產(chǎn)RL)(RL)(R2RL)D51m(RR2L)2y、6decd.

15、6束腰腰斑半徑W0卜J0；：011.84103m腰斑半徑距平面鏡的距離dL（RL）0（LR）（LR）所以腰斑處于平面鏡上，發(fā)散角0-2210.6103.67103w03.141.8410328.高斯光束的表征方法有哪些什么是q參數(shù)高斯光束q參數(shù)的變換規(guī)律是什么Page58-61Page74-77答：（1）表征方法（p71-72）:a）用束腰半徑W0（或共焦參數(shù)f）及束腰位置表征高斯光束；b）用光斑半徑w（z）及等相位面曲率半徑R（z）表征高斯光束；c）用q參數(shù)表征高斯光束。(2)q參數(shù)(p72):其定義為i2q(z)R(z)w高斯光束q參數(shù)的變換規(guī)律：當(dāng)高斯光束在自由空間或通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，q參

16、數(shù)滿(mǎn)足q2應(yīng)上，稱(chēng)其為高斯光束q的ABCD定律，其中A,B,C,D為光學(xué)系統(tǒng)的光線(xiàn)變換矩陣AB的4CqDCD個(gè)矩陣元。29 .為了使高斯光束獲得良好聚焦，常采用的方法有哪些（p82）Page79-81答：a）用短焦距透鏡；1b）使高斯光束腰斑遠(yuǎn)離透鏡焦點(diǎn)；|C）將高斯光束腰斑半徑耳在透鏡表面處，即使光腰與透鏡的距離為l0,并設(shè)法滿(mǎn)足條件共焦參數(shù)f透鏡焦距F。I_30 .什么是高斯光束的自再現(xiàn)變換利用薄透鏡對(duì)高斯光束實(shí)現(xiàn)自再現(xiàn)變換的條件如何Pag484答：自再現(xiàn)變化（p84）:如果一個(gè)高斯光束通過(guò)透鏡后其結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化，即腰斑半徑W0或共焦參數(shù)f不變，則稱(chēng)這種變化為自再現(xiàn)變化。|條件（p84）:

17、透鏡的焦距等于高斯光束入射在透鏡表面上的波面曲率半徑的一半時(shí)，即R（l）2F。31 .非穩(wěn)腔和穩(wěn)定腔的區(qū)別是什么舉例說(shuō)明哪些是非穩(wěn)腔Page37答：（1）區(qū)別（p35-36）:穩(wěn)定腔中傍軸光線(xiàn)能在腔內(nèi)往返任意多次而不致橫向溢出腔外；而非穩(wěn)腔中傍36.說(shuō)明均勻加寬和非均勻加寬工作物質(zhì)中增益飽和的機(jī)理，并寫(xiě)出激光增益的表達(dá)式。Page150-152答：均勻加寬增益飽和機(jī)理(p154)J向均勻加寬情況下，每個(gè)粒子力譜線(xiàn)不同頻率處的增益都有貢獻(xiàn)，也就是說(shuō)均勻加寬的激光工作物質(zhì)對(duì)各種頻率入射光的放大作用全都使用相同的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)，因此強(qiáng)光會(huì)導(dǎo)致反轉(zhuǎn)集居數(shù)密度的下降，而反轉(zhuǎn)集居數(shù)密度的下降又將導(dǎo)致弱光增益系

18、數(shù)的下降，結(jié)果是增益在整個(gè)譜線(xiàn)上均勻地下降。n均勻加寬增益表達(dá)式：gH(,I)gH(I)1Is(1)非均勻加寬增益飽和機(jī)理非均勻加寬增益表達(dá)式：gi( 1,I 1)一 0/gi ( 1， 0)37 .飽和光強(qiáng)的含義怎樣定義的Page149答：(p151)飽和光強(qiáng)Is(1)的物理意義是：當(dāng)入射光強(qiáng)度1可以和Is(1)比擬時(shí)，受激輻射造成的上能級(jí)集居數(shù)衰減率才可以與其它弛豫過(guò)程(自發(fā)輻射及無(wú)輻射躍遷)相比擬。因此當(dāng)IvIsM)時(shí)，n與1光強(qiáng)無(wú)關(guān)，而當(dāng)Iv1可以和Is(1)相比擬時(shí)，n隨著Iv1的增加而減少，n減少到小信號(hào)情況下的11-Is(1)in定義：Is(1)h1h021(1,2)221(1,

19、2)238 .在強(qiáng)光入射下，均勻加寬和均勻加寬工作物質(zhì)中，弱光的增益系數(shù)如何變化Page151Page155答：(1)均勻加寬物質(zhì)中(p154)頻率為1的強(qiáng)光入射不僅使自身的增益系數(shù)下降，也使其它頻率的弱光的增益系數(shù)也以同等程度下降，產(chǎn)果是增益在整個(gè)譜線(xiàn)上均勻的下呼。(2)非均勻加寬工作物質(zhì)中(p157)|頻率為1的強(qiáng)光入射時(shí)，會(huì)形成以1為中心，寬度為h口的燒孔，若入射頻率為的弱光處在燒孔造成的燒孔范圍之內(nèi)，則弱光增益系數(shù)將小于、信號(hào)增益系數(shù)，若處于燒孔范圍之外，則弱光增益系數(shù)不受強(qiáng)光的影響仍等于小信號(hào)增益系數(shù)。39 .描述非均勻加寬工作物質(zhì)中的增益飽和的“燒孔效應(yīng)”,并說(shuō)明原理。Page15

20、3-156答：(1)描述(p157):對(duì)于非均勻加寬工作物質(zhì)中，在其增益曲線(xiàn)gi(,I.)曲線(xiàn)上，在頻率1處產(chǎn)生一II7I個(gè)凹陷，凹陷寬度約為hJ1工,頻率1處的凹陷最低點(diǎn)下降到小信號(hào)增益系數(shù)的(1-)2倍，以1Is1s上現(xiàn)尸稱(chēng)為增益曲線(xiàn)的燒孔效應(yīng)。I(2)原理：在非均勻加寬工作物質(zhì)中，頻率1的強(qiáng)光只在1附近寬度約為h，1卜的范圍內(nèi)引起11s反轉(zhuǎn)集居數(shù)的飽和，對(duì)表觀中心頻率處在燒孔范圍外的反轉(zhuǎn)集居數(shù)沒(méi)有影響。若有一頻率為的弱光同時(shí)入射、如果頻率處在強(qiáng)光造成的燒孔范圍之內(nèi)、則由于反轉(zhuǎn)集居數(shù)的減少、弱光增益系數(shù)將小于小信號(hào)增益系數(shù)。如果頻率處于燒孔范圍之外、則弱光增益系數(shù)不受強(qiáng)光的影響而仍等于小信

21、號(hào)增益不數(shù)，所以在增益曲線(xiàn)gi(,Ivi)曲線(xiàn)上，在頻率1處產(chǎn)生一個(gè)凹陷，凹陷寬度約為hJ1&O_丫Is40.激光器的振蕩條件是什么穩(wěn)定工作條件Page164答：(1)振蕩條件：滿(mǎn)足腔的諧振條件、成為腔的梳狀模之一；頻率落在工作物質(zhì)的譜線(xiàn)范圍內(nèi)、即對(duì)應(yīng)增益系數(shù)大于等于閾值增益系數(shù)。（2）穩(wěn)定工作條件：增益系數(shù)等于1閾值增益系L41 .為什么三能級(jí)系統(tǒng)比四能級(jí)系統(tǒng)需要更強(qiáng)的激勵(lì)Page16答（p168）:這是因?yàn)樗哪芗?jí)系統(tǒng)系統(tǒng)的激光下能級(jí)為激發(fā)態(tài)，ni0,所以只需把n個(gè)粒子激勵(lì)到E2能級(jí)就可以使增益克服腔的損耗而產(chǎn)生激光。而在三能級(jí)系統(tǒng)中，激光下能級(jí)是基態(tài)，至少要將nf2/f11f2/f1個(gè)粒子

22、激勵(lì)到E2能級(jí)上去，才能形成集居數(shù)反轉(zhuǎn)，所以三能級(jí)系統(tǒng)的閾值能量或閾值功率要比四能級(jí)系統(tǒng)大得多。|42 .在均勻加寬和非均勻加寬激光器中模式競(jìng)爭(zhēng)有什么不同Page168-169答：（p170-171）均勻加寬激光器中只要有幾個(gè)滿(mǎn)足閾值條件的縱模，就會(huì)在振蕩過(guò)程中相互競(jìng)爭(zhēng)，結(jié)果總是靠近中心頻率0的一個(gè)縱模得勝，形成穩(wěn)定振蕩，其它縱模都被抑制而熄滅。因此理想情況下，均勻加寬穩(wěn)態(tài)激光器的輸出應(yīng)是單縱模的，單縱模的頻率總是在譜線(xiàn)中心頻率附近。|非均勻加寬激光器中也存在模式競(jìng)爭(zhēng)，當(dāng)縱模形成的燒孔重疊時(shí)會(huì)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)，競(jìng)爭(zhēng)模的輸出功率無(wú)規(guī)則起伏。43 .論述均勻小寬激光器中增益的空間燒孔效應(yīng)引起的多縱模振蕩以

23、及消除縱?？臻g燒孔的方法。Page168-169答：（1）描述（P170）：當(dāng)頻率為q的縱模在腔內(nèi)形成穩(wěn)定振蕩時(shí)，腔內(nèi)形成一個(gè)駐波場(chǎng)，波腹處光強(qiáng)最大，波節(jié)處光強(qiáng)最小。因此雖然q的模在腔內(nèi)的平均增益系數(shù)小于gt,但實(shí)際上軸向各點(diǎn)的反轉(zhuǎn)集居數(shù)密度和增益系數(shù)是不相同的，波腹處增益系數(shù)最小（反轉(zhuǎn)集居數(shù)密度）最小，波節(jié)處增益系數(shù)（反轉(zhuǎn)集居數(shù)密度）最大，這一現(xiàn)象稱(chēng)作增益空間燒孔效應(yīng)。|（2）消除縱?？臻g燒孔的方法（p171）高氣壓氣體激光器；使用含光隔離器面環(huán)形行波月7144 .什么是蘭姆凹陷定性解釋其成因。Page172-173答：（1）（p174）激光器的單,g輸出功率P和單模頻率q的關(guān)系曲線(xiàn)中，在q

24、0處，曲線(xiàn)有一凹陷，稱(chēng)為蘭姆凹陷。|（2）中因（p175）|當(dāng)q1時(shí),g0（1）gt；當(dāng)q2時(shí)，激光振蕩將在增益曲線(xiàn)的2及22。2處造成兩個(gè)凹陷；當(dāng)q3時(shí)，由于燒孔面積增大，所以功率P3比P2大；|當(dāng)頻率q接近,且|q0|乙.j時(shí)，兩個(gè)燒孔部分重疊，燒孔面積的和可能小于q3時(shí)兩個(gè)燒孔面積的和，因此PR。當(dāng)q0時(shí)，兩個(gè)燒孔完全重合，此時(shí)只有z0附近的原子對(duì)激光有貢獻(xiàn)，雖然它對(duì)應(yīng)著最大的小信號(hào)增益，但由于對(duì)激光作貢獻(xiàn)叫反轉(zhuǎn)集居數(shù)減少了，即燒孔面積減少了，所以輸出功率B下降到某一極小值，從而出現(xiàn)蘭姆凹陷。45 .什么是激光器的弛豫振蕩現(xiàn)象Page175-17，答：（p176）一般固體脈沖激光器所輸出

25、的并不是一個(gè)平滑的光脈沖，而是一群寬度只有微秒量級(jí)的短脈沖序列，即所謂“尖深”序列，激勵(lì)越強(qiáng)，則短脈沖之間的時(shí)間間隔越小，把上述現(xiàn)象稱(chēng)為弛豫振蕩效應(yīng)或尖峰振蕩效應(yīng)。46 .為什么存在線(xiàn)寬極限它取決于什么Page177-179答：（1）（p180-181）由于存在著自發(fā)輻射，穩(wěn)定振蕩時(shí)的單程增益略小于單程損耗，有源腔的凈損耗s不等于零，雖然該模式的光子數(shù)密度Ni保持恒定，但自發(fā)輻射具有隨機(jī)的相位，所以輸出激光是一個(gè)具有衰減的有限長(zhǎng)波列，因此具有一定的譜線(xiàn)寬度s,這種線(xiàn)寬是由于自發(fā)輻射的存在而產(chǎn)生的，因而是無(wú)法排出的、因此稱(chēng)為線(xiàn)寬極限。I（2）取決于輸出功率、損耗及腔長(zhǎng)。小孔光闌選模、諧振腔參數(shù)g

26、,N法，非穩(wěn)腔選模，微調(diào)諧振腔斗模選擇依理(p212):一般諧振腔中有著相同的損耗，但由于頻率的差異而具有不同的小信號(hào)增益系昔。因此，大和充分利,相鄰縱模間的增益差，或人為引入損耗差是進(jìn)行縱模選擇的有效途徑?？v模選擇方法二另腔法、行波腔法、選擇性損耗法|50 .激光器主要的穩(wěn)頻技術(shù)有哪些Page214-2l9答：(p214-219)蘭姆凹陷穩(wěn)頻、塞曼穩(wěn)頻、飽和版收穩(wěn)頻、無(wú)源腔穩(wěn)頻。51 .Q調(diào)制激光器的工作懺理，目前常用的幾種調(diào)Q方法。Page22。Page221-223答：(1)工作原理(p220)|_通過(guò)某種方法使諧振腔的損耗因子(或Q)m按照規(guī)定的程序變化，在泵浦源剛開(kāi)始時(shí)，先使光腔具有高損耗因子h,激光器