10级激光原理及应用试卷A-2

考试课程：班级：姓名：学号：-------------------------------------------------密----------------------------------封-----------------------------线----------------------------------------------------------------------------------------------------------密----------------------------------封-----------------------------线---------------------------------------------------------武汉工业学院2012–2013学年第二学期期末考试试卷（A卷）课程名称激光原理及应用课程编号12140102注：1、考生必须在武汉工业学院学生考试用纸上答题，答题时需注明大、小题号2、答题纸共1页-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------一、单项选择题（每题3分，共30分）1、氢原子的2P态对应的电子状态数目为（）。(A)、2；(B)、4；(C)、6；(D)、8。2、氖原子所发波长nm8.632的光谱所对应的的两个能级的平均寿命为：23S态的s82100.2，42P态的s81102.1。则其谱线的自然增宽N约为（）。(A)、8MHz；(B)、13.3MHz；(C)、5.3MHz；(D)、21MHz。3、在一定频率0下，气体的多普勒增宽只取决于气体的（）。(A)、温度和原子量；(B)、压强和温度；(C)、压强和原子量；(D)、原子量和分子数。4、要使受激辐射成为增益介质中的主要发光过程，则要求（）。(A)、)(21fB)(12fB；(B)、2121)(AfB；(C)、)(21fB)(12fB；(D)、2112)(AfB。5、已知两块反射镜的曲率半径分别为1R、2R，其中122RR，用它们组成稳定腔，则腔长的范围是（）。(A)、212RLR；(B)、213RLR；(C)、2132RLR；(D)、2143RLR。6、假设激光器腔长cmL10，两反射镜的反射率5.01r，12r，内损耗系数2.0内a，则增益系数的阈值阈G等于（）1m。(A)、0.67；(B)、1.67；(C)、2.67；(D)、3.67。第1页(共2页)7、在普通的Ne原子辉光放电中，荧光光谱的线宽HzF9105.1，对于腔长为cmL30的NeHe气体激光器，设折射率等于1，则腔内出现的纵模数为（）个。(A)、1；(B)、2；(C)、3；(D)、4。8、方形镜对称共焦腔中，与mnqTEM模式具有相同频率的模式是（）。(A)、qnmTEM，，1；(B)、qn-mTEM，，1；(C)、q-n-mTEM，，21；(D)、12qn-mTEM，，。9、在对称共焦腔中，曲率最大的等相位面位于（）处。(A)、焦点；(B)、反射镜面；(C)、无穷远；(D)、不确定。10、若激光相位测距量程要求达到5Km，测量最小可分辩距离为1mm，而测相灵敏度为2π/1000，满足上述技术要求的调制频率至少要（）个。(A)、1；(B)、2；(C)、3；(D)、4。二、填空题（每题3分，共30分）11、共焦腔NeHe气体激光器，若腔长cmL30，nm8.632，则其基模的远场发散角2。12、如果方形镜一般稳定腔的两块反射镜的曲率半径分别为1R，cmR502，腔长cmL25，设折射率等于1。则mnqTEM模（1000000,3,0qnm）的谐振频率mnq。13、对于非均匀增宽介质，激光单纵模的选取方法常见的主要有、、三种方法。14、实现激光偏转的途径主要有、和等。15、NeHe激光器中，充以一定比例的He气，主要起的辅助作用。16、一对称共焦腔的腔长L＝0.40m，波长m6.10，束腰半径mm2.00，则离腰50cm处的光束有效截面半径。17、双频激光干涉仪利用光的多普勒效应测量反射镜的运动速度和位移，如果光电探测器累计计数脉冲数为1000，NeHe激光器的nm8.632，则测量反射镜的位移量为。18、He-Ne激光器辐射nm8.632光波，其方形镜对称共焦腔，腔长L＝0.2m。腔内同时存在00TEM，11TEM，22TEM横模。若在腔内接近镜面处加小孔光阑选取横模，如同时使00TEM，11TEM模振荡而抑制22TEM振荡，则光阑孔径应为。19、一高斯光束束腰半径mm2.00，m6.10，今用一焦距f为3cm的短焦距透镜聚焦，已知腰粗0离透镜的距离为60cm，则在几何光学近似下，聚焦后光束腰粗0。20、有一多纵模激光器纵模数是1000个，腔长为1.5m，输出的平均功率为1W，认为各纵模振幅相等。则在锁模情况下，光脉冲的周期=、宽度=、峰值功率=。三、计算题（第21题10分，第22题20分，共30分）21、若He-Ne激光器的谐振腔的腔镜为圆形镜，1R，cmR502，腔长cmL25，设折射率等于1，两反射镜的反射率9.01r，12r。试求：（1）TEM00和TEM10模之间的频率差。（2）假定TEM00q模的单程衍射损耗δ000.1%，维持该激光器振荡的最小增益系数为多大？22、下图为简化的四能级系统及其泵浦、跃迁示意图。试建立各能级的速率方程组、解出稳态R2n1B12ρf(ν)n2B21ρf(ν)n2A21n2A20n1A10R1简化的四能级系统E2E1E0第2页(共2页)工作时的粒子数密度反转分布值、讨论如何提高小信号工作时的粒子数密度反转分布。四、问答题（每小题5分，共10分）23、简述兰姆凹陷法稳频的主要原理。24、什么是谱线竞争？NeHe、2CO激光器中的主要竞争谱线有哪些？怎样保证单谱线工作？