上海科技大学-862激光原理【2018】考研真题
免费
2023-06-21
999+
390.69KB
5 页
侵权投诉
第1页 共5页
上海科技大学 2018 年攻读硕士学位研究生
招生考试试题
科目代码：862 科目名称：激光原理
考生须知：
1. 本试卷满分为 150 分，全部考试时间总计 180 分钟。
2. 所有答案必须写在答题纸上，写在试题纸上或草稿纸上一律无效。
3. 可以使用不带储存及编程功能的计算器。
4. 本试卷的所有中文题目均已翻译为英文，英文翻译在后。考生可在中英文中
任选一种语言作答（专业词汇不限）。同一题若使用中英文同时作答，不重复计
分。
一、填空题（40 分）
1.（2分）激光的英文名称 Laser 是一个缩写词，Laser 的英文全称是_________________ 。
2.（6分）构建激光器所需要的三个基本元素包括__________、__________、__________。
3. （4分） 无源谐振腔存在多种损耗，其中的四种损耗包括_________、_________、_________、
________。
4.（4分）均匀加宽增益介质的线型为_______线型，与其对应的两种物理机制为________、
________。
5.（4分）激光器的纵模是指___________________________，选择单纵模的两种方式包括
____________、_____________。
6. （6分）一单纵模激光器输出激光的谱线线宽为 3.0 MHz，则该激光的相干长度为____m
（米）。假设该激光器的波长为 1.5 μm，腔镜直径为 1 mm，则其输出激光的最小发散角为
_____ rad （弧度）。在此发散角下，激光功率为 1 W （瓦），则激光的亮度为_____ W/(cm2.Sr).
7. （4分）假设某增益介质没有损耗，为使得增益介质变得透明（既不吸收光也不放大光），
则其小信号增益系数为______ /cm；将此增益介质放入谐振腔内形成激光器，谐振腔的平均
损耗系数为 10 /cm，为实现激光振荡，泵浦源所需提供的最小增益为______ /cm。
8.（2分）假设增益介质存在两种加宽机制，其所导致的谱线加宽线宽分别为 10 MHz 和30 MHz。
若两种加宽机制均为均匀加宽，则谱线的总线宽为_______ MHz。
9.（4分）假设一激光腔内激光的波长为 1 μm，其中高斯光束束腰的半径为 1mm，则高斯
光束的共焦参数 f为__________ cm，在束腰位置的 q参数为___________。
10.（4分）一个 Nd:YAG 激光器的腔长为 10 cm，其中增益介质长度为 3 cm，增益曲线的半
科目代码：862 科目名称：激光原理
第2页 共5页
高宽为 100 GHz。使用锁模技术产生激光脉冲，则激光脉冲的持续时间为_____ ps，脉冲之
间的时间间隔为_____ ns。
二、简答题（40 分）
11. （15 分）描述均匀加宽激光器中的纵模模式竞争现象，并解释其存在多纵模振荡的原
因。
12. （10 分）描述三能级激光系统和四能级激光系统的主要区别，解释四能级系统比三能
级系统更容易产生激光的原因，举例说明三能级激光器和四能级激光器有哪些？
13.（15 分）解释什么是基模高斯光束，以及其在自由空间传输中有什么特点。
三、计算及应用题（70 分）
14. （20 分）一个无源 Fabry-Perot（平-平）谐振腔的长度为 L=10 cm，腔镜的反射率分别为
R1=100%, R2=90%，腔内平均损耗系数 ɑi=5/cm，腔内折射率 nr=3.0。
（1）（ 10 分）若腔内光子频率为 ν=100 THz，计算光腔的品质因子 Q值。
（2）（ 10 分）计算光腔纵模的波长以及模式的频率间隔。
15. （20 分）一个 Fabry-Perot 谐振腔的长度为 L，两个腔镜的反射率分别为 R1和R2，在谐
振腔中心位置插入一个焦距为 f的薄透镜。
（1）（ 10 分）计算光束在谐振腔中单程传输的 ABCD 矩阵。
（2）（ 10 分）谐振腔中传输的为基模高斯光束，分别计算光束在腔镜和透镜位置处的光斑
尺寸。
16. （30 分）典型的四能级激光系统如图 1所示，其中 Wp为泵浦速率，S32 和S1g 为无辐射
跃迁速率，W21 为受激辐射速率，W12 为受激吸收速率（W12=W21）， τsp 为自发辐射寿命。基
态的粒子密度为 Ng，光子在腔内的寿命为 τp，光子在介质中的速度为 vg，光子能量为 hν0。
图1. 四能级激光系统
（1）（ 15 分）分别写出四个能级的粒子密度 N3, N2, N1和光子数密度 S的速率方程。
标签： #上海科技大学
摘要：
展开>>
收起<<
第1页共5页上海科技大学2018年攻读硕士学位研究生招生考试试题科目代码：862科目名称：激光原理考生须知：1.本试卷满分为150分，全部考试时间总计180分钟。2.所有答案必须写在答题纸上，写在试题纸上或草稿纸上一律无效。3.可以使用不带储存及编程功能的计算器。4.本试卷的所有中文题目均已翻译为英文，英文翻译在后。考生可在中英文中任选一种语言作答（专业词汇不限）。同一题若使用中英文同时作答，不重复计分。一、填空题（40分）1.（2分）激光的英文名称Laser是一个缩写词，Laser的英文全称是_________________。2.（6分）构建激光器所需要的三个基本元素包括_________...
声明：研友网所有资料均为用户上传分享，仅供参考学习使用，版权归原作者所有。若侵犯到您的权益，请告知我们处理！任何个人或组织，在未征得本平台同意时，禁止复制、盗用、采集、发布本站内容到任何网站、书籍等各类媒体平台。
