1、长江大学试卷 院（系、部） 专业 班级 姓名 学号 .密封线2011 2012 学年 第 2 学期 激光原理与技术 课程考试试卷( A 卷)专业：应物 年级 2009 级 考试方式：闭卷 学分 4.5 考试时间：110 分钟相关常数：光速：c=310 8m/s, 普朗克常数 h=6.6310-34Js, 101/5=1.585一、选择题 (每小题 3 分，共 30 分)1. 掺铒光纤激光器中的发光粒子的激光上能级寿命为 10ms，则其自发辐射几率为 。（A）100s -1 (B) 10s-1 (C) 0.1s-1 (D) 10ms2. 现有一平凹腔 R1，R 2=5m，L=1m。它在稳区图中的
2、位置是 。(A) (0, 0.8) (B) (1, 0.8) (C) (0.8, 0) (D) (0.8, 1)3. 图1为某一激光器的输入/输出特性曲线，从图上可以看出，该激光器的斜效率约为 。 (A) 10% (B) 20% (C) 30% (D) 40%图 1 图 24图2为某一激光介质的吸收与辐射截面特征曲线，从图上可以看出，该激光介质可用来产生 的激光。 (A) 只有 1532 nm (B)只能在 1532 nm 附近 (C) 只能在 1530 nm-1560nm 之间 (D) 1470 nm-1570nm 之间均可题号 一 二 三 四 总分 阅卷人得分得分A 卷第 1 页共 6 页
3、5. 电光晶体具有“波片”的功能，可作为光波偏振态的变换器，当晶体加上 V/2电场时，晶体相当于 。（A）全波片 (B) 1/4 波片 (C) 3/4 波片 (D) 1/2 波片6. 腔长 3m 的调 Q 激光器所能获得的最小脉宽为 。 （设腔内介质折射率为 1）（A）6.67ns (B) 10ns (C) 20ns (D) 30ns7. 掺钕钇铝石榴石（Y 3Al5O12）激光器又称掺 Nd3+:YAG 激光器，属四能级系统。其发光波长为 。（A） 1.064m （B ）1.30m （C） 1.55m （D ）1.65m8. 在采用双包层泵浦方式的高功率光纤放大器中，信号光在 中传输。（A）
4、 纤芯 （B）包层 （C）纤芯与包层 （D）包层中（以多模）9. 脉冲透射式调 Q 开关器件的特点是谐振腔储能调 Q，该方法俗称 。（A）漂白 （B）腔倒空 (C）锁模 （D）锁相10. 惰性气体原子激光器，也就是工作物质为惰性气体如氩、氪、氙、氖等。这些气体除氙以外增益都较低，通常都使用氦气作为辅助气体，借以 。(A）降低 输出功率 (B）提高输出功率 C）增加谱线宽度 （D）减小谱线宽度二、填空题 (每小题 3 分，共 30 分)1. 在 2cm3 空腔内有一带宽为 110-4m，波长为 0.5m 的跃迁，此跃迁的频率范围是 120 GHz。2. 稳定球面腔与共焦腔具有等价性，即任何一个共
5、焦腔与无穷多个稳定球面腔等价，而任何一个球面腔 唯一的 等价于一个共焦腔。得分长江大学试卷 院（系、部） 专业 班级 姓名 学号 .密封线3. 在 980nm 光波的泵浦下，掺 Er3+磷酸盐光纤对波长为 1532nm 光波的增益系数可达 2dB/cm，相应介质极化率虚部为 410-5 。A 卷第 2 页共 6 页4. 被动锁模是一种连续波锁模技术，图 3 是某被动锁模激光器的连续波与锁模功率谱，其中曲线 2 为连续波功率谱曲线。图 3 图 45. 图 4 为某超短脉冲激光器脉宽测量原理图，待测锁模激光器输出激光经 6m 长的标准单模光纤跳线连接到自相关仪。测得结果为 1.76ps，已知锁模激
6、光器输出激光中心波长为 1535nm，FWHM 宽度为 1.6nm，标准单模光纤的色散系数为16ps/nm/km，则待测超短脉冲激光脉宽为 1.6 ps 。6. 超声波在声光介质中传波时会引起介质密度呈疏密交替的变化，其折射率也发生相应地变化，故超声波作用的这部分介质即可视为一等效的“相位光栅”，光栅周期等于 超声波 波长。7. 基于可饱和吸收体被动式调 Q 器件的机理是在开始阶段，腔内光强很小，可饱和吸收体的光透过率很低，处于低 Q 值，不能形成振荡。当腔内光强达到一定值时，可饱和吸收体的吸收达到饱和，突然被 漂白 而变得透明，这时腔内 Q 值猛增，产生巨脉冲激光振荡。8. 图 5 是光放大
7、器等效电路图，图中 Ps 为入射信号光功率，G 为放大器增益，P为出射信号光功率，则（1）中的表达式为 GPs 。长江大学试卷 院（系、部） 专业 班级 姓名 学号 .密封线图 59横模选择技术是指从振荡模式中选出 TEM00 模。10. 在光电子技术中，常用 dBm 作为光功率的单位，0.1mW 的光功率对应-10 dBm。A 卷第 3 页共 6 页三、简答题 (每小题 5 分，共 10 分)1 当脉冲激光入射单模光纤 FP 腔时，其输出有何特性？有何应用？答：当脉冲激光入射单模光纤 FP 腔时，其输出具有衰荡特性，其时间常数与腔内损耗有关，可用作压力传感器。当考虑单模光纤应力双折射效应时，
8、其衰荡过程包含有拍现象，可用来产生微波/毫米信号。2 简述均匀加宽激光器中的模式竞争现象。答：在均匀加宽情况下，由于增益饱和作用，满足阈值条件的几个纵模，在振荡过程中相互竞争，结果使最靠近中心频率的那个模形成稳定振荡，其他纵模都被抑制而熄灭，这一现象称为纵模竞争。A 卷第 4 页共 6 页四、计算题 (每小题 10 分，共 30 分)1. 光波长为 3.14m 的高斯光束在某点处 q 参数为 q=2+i(m), 计算此处的等相位面曲率半径 R 及光斑半径 w。得分得分2. 某激活介质的峰值发射截面为 10-14 m2，谐振腔长 L10cm，单程损耗率 = 0.01。试求阈值反转粒子数密度。A 卷第 5 页共 6 页3. 已知某均匀加宽二能级( )饱和吸收染料在其吸收谱线中心频率21f=694.3nm 处的吸收截面 ，其上能级寿命 ，0-68.0cm1220s试求此染料的饱和光强 。 sIA 卷第 6 页共 6 页
