4.4激光的应用 同步练习 (部分答案)

4.4激光的应用
同步练习
一、选择题
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（
）
2．爱因斯坦系数A21和B21之间的关系为（
）
3．自然增宽谱线为（
）
（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（
）
（A）（-1，-1）（B）（0，0）（C）（1，1）（D）（0，1）
5．阈值条件是形成激光的（
）
（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（
）
7．锁模激光器通常可获得（
）量级短脉冲
8．Nd
:YAG激光器是典型的（
）系统
（A）二能级
（B）三能级
（C）
四能级
（D）多能级
9．粒子数反转分布状态微观粒子满足（
）
（A）
费米分布（B）高斯分布（C）
玻尔兹曼分布（D）负温度分布
10.
平行平面腔在稳定图上的坐标为（
）
（A）（-1，-1）
（B）
（0，0）
（C）（1，1）
（D）（0，1）
11．调Q激光器通常可获得（
）量级短脉冲
12．红宝石激光器是典型的（
）系统
（A）二能级
（B）三能级
（C）
四能级
（D）多能级
13.世界上第一台激光器是
（
）
(A)氦氖激光器．
(B)二氧化碳激光器．
(C)钕玻璃激光器．
(D)红宝石激光器．
(E)砷化镓结型激光器．
14多普勒加宽发生在（C
）介质中
固体
（B）液体
（C）气体
（D）等离子体
15.
锁模激光器输出脉冲功率，为：（
）
脉冲数目.（B）纵模数目.（C）横模数目.（D）能级数目
二、填空题
光和物质相互作用产生受激辐射时，受激辐射所发出的光子与外来光子的特性完全相同，这些特性是指____________________________________。
2.
产生激光的必要条件是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
辐射跃迁是指_____________________________________________________________。
非辐射跃迁是指____________________________________________________________________________________________________________________________________目前世界上激光器有数百种之多，如果按其工作物质的不同来划分，则可分为四大类，它们分别是__________、__________、__________、__________。
稳定腔的一块反射镜的曲率半径R1＝4L，求另一面镜的曲率半径取值范围
。
三、简答题
世界上第一台激光器是那年生产出来的？激光器的生产者是谁？是什么激光器？
简述固体激光器和气体激光器在泵浦方式和产生激光机制上的不同？
四.计算题
试计算连续功率均为1W的两光源，分别发射＝0.5000m，=3000MHz的光，每秒从上能级跃迁到下能级的粒子数各为多少？
答：粒子数分别为：
2．静止氖原子的3S22P4谱线的中心波长为0.6328m，设氖原子分别以0.1c,0.5c的速度向着接收器运动，问接收到的频率各为多少？
答：
同理可求：；
；
3．设氖原子静止时发出0.6328m红光的中心频率为4.74×1014Hz，室温下氖原子的平均速率设为560m/s。求此时接收器接收频率与中心频率相差若干？
答：
4.
(a)要制作一个腔长L＝60cm的对称稳定腔，反射镜的曲率半径取值范围如何？(b)稳定腔的一块反射镜的曲率半径R1＝4L，求另一面镜的曲率半径取值范围。
答：（a）；
（b）
5.
稳定谐振腔的两块反射镜，其曲率半径分别为R1＝40cm，R2＝100cm，求腔长L的取值范围。
答：
6.
实验测得He-Ne激光器以波长＝0.6328工作时的小讯号增益系数为G0＝310－4/d(cm-1)，d为腔内毛细管内径(cm)。以非均匀增宽计算腔内光强I＝50W／cm2的增益系数G(设饱和光强Is＝30W／cm2时，d＝1mm)，并问这时为保持振荡稳定，两反射镜的反射率(设r1＝r2，腔长0.1m)最小为多少(除透射损耗外，腔内其它损耗的损耗率＝910－4cm-1) 又设光斑面积A＝0.11mm2，透射系数＝0.008，镜面一端输出，求这时输出功率为多少毫瓦。
答：（1）
（2）
（3）