华中科技大学激光原理2002-2015历年真题资料.doc

华科考研激光原理2002--2015真题 2015年（839） 一、简单 1、激光产生的必要条件？ 2、激光的四种特性？选择一种说明其用途 3、谐振腔的稳区图，并写明稳定腔和非稳腔的位置 4、四能级系统速率方程和图示 二、共焦腔与一般稳定腔的对应计算 三、行波腔的均匀加宽和多普勒加宽的最大输出功率计算 四 2015激光原理（900） 一、简答题 1、△n 大于0，激光器是否能够产生自激振荡？ 2、光学谐振腔的结构和作用 3、共焦腔与一般腔的等价性 4、均匀加宽与非均匀加宽的特点 5、连续激光器从开始振荡到产生稳定输出增益系数的变化情况 6、光学模式以及横模和纵模 二、三能级四能级的本质区别，以及为什么四能级更容易产生粒子数反转 三、三能级能级示意图，速率方程 四、稳定腔，非稳腔，临界腔计算判断(很简单) 五，光线传输矩阵相关的题 2014年 一.解释题? 1.描述自然加宽和多普勒加宽的成因，说明他们属于什么加宽类型。(15)??? 2.描述一般稳定腔和对称共焦腔的等价性。(15)? 3.增益饱和在连续激光器稳定输出中起什么作用？?谱线加宽是怎样影响增益饱和特性的？(15)? 4.说明三能级系统和四能级系统的本质区别，哪个系统更容易形成粒子数反转，为什么?(15)?? 二．解答题? 1.?一个折射率为,厚度为d的介质放在空气中，界面是曲率半径为R的凹面镜和平面镜。 （1）求光线从空气入射到凹面镜并被凹面镜反射的光线变换矩阵。 （2）求光线从凹面镜进入介质经平面镜反射再从凹面镜射出介质的光线变换矩阵。 （3）求光线从凹面镜进入介质再从平面镜折射出介质的光线变换矩阵。(25)?? ? 2. 圆形镜共焦腔的腔长L=1m，（1）求纵模间隔，横模间隔,. (2)若在增益阈值之上的增益线宽为60Mhz，问腔内是否可能存在两个以上的纵模震荡，为什么？(25)??? 3. 虚共焦型非稳腔的腔长L=0.25m，由凹面镜M1和凸面镜M2组成，M2的曲率半径和直径为,,若M2的尺寸不变，要求从M2单端输出，则M1的尺寸为多少；腔的往返放大率为多少。(20) 4. 某连续行波激光放大器，工作物质属于均匀加宽型，长度是L，中心频率的小信号增益为，初始光强为中心频率饱和光强为，腔内损耗系数为 (),试证明有： （20） ?(提示：, ?构造微分方程)? 2013年 一、简答：1.说出激光器的两种泵浦方式，并分别举个例子。2.什么是空间烧孔？并说明对激光器模式的影响。3.试写出二能级的速率方程。并证明二能级不能产生自激震荡（设f1=f2）。4.说出三种粒子跃迁的方式。并给出各自的特点。5.什么是增益饱和，在激光器增益中的作用。二、三、就是那个三个镜的三角环形腔，周版书上的原题，求腔的稳定性。四、激光模式的匹配。两个平凹腔，分别给出腔长和半径，先计算稳定性，再求透镜放在两腔之间什么地方以及透镜的焦距才能实现两高斯光速的匹配。五、大信号增益。（1）给出初始光强I0??饱和光强Is，和腔长L求输出光强；（2）求极限光输出功率（单位输出面积的）。 题型：简答题5个，一个10分。计算4个，一个25分。简答： 1，什么是兰姆凹陷，说明形成条件。 2，何为激光模式，解释横模、纵模。 3，反转粒子数密度大于零时，是否能形成稳定振荡，说明理由。 4，非均匀加宽和均匀加宽各有什么特点？5，高斯光束有什么特点？ 计算： 1、某谐振腔中除两反射镜外所有光学元件的矩阵元是(A B C D)（2*2矩阵），求证其稳定性条件为0g1g21 其中g1=A-B/R1，g2=C-B/R2具体g1，g2的表达式可能有误，供参考2，某腔中有两个模式，频率分别为v1，v2，且v0v1v2，其中v0为中心频率，试问，这两个模式是否都能稳定振荡？  α，入射光频率为v0，其有效面积为A，求放大器的最大极限输出功率Pm。 如何利用短腔法选取单纵模？ 激光工作物质是钕玻璃，其荧光线宽ΔλF=24.0nm，折射率η=1.50，能用短腔法选单纵模吗？为什么？ 2011年 2010年 简答题 1 简述受激辐射和自发辐射的区别2 用小孔光阑简述激光形成的物理过程；用小孔光阑简述自再现模的形成过程； 试画出双凸腔的自再线波型 是简述在什么情况下是均匀加宽线性函数，什么情况下是非均匀加宽线性函数？在非均匀加宽气体激光其中，线宽是1500MHZ，谐振腔长108cm，已知反射镜的透射率分别是0和0.03，求在该激光其中可能存在多少纵模？在单纵模运行的固体激光器里，已知输出波长为1.06μm，谐振腔的长度100cm，问是否存在空间烧孔，求出烧孔周期，如果没有烧孔，试说明理由。以知高斯光束束腰在Z=O处，试写出不同位置的等相位面的曲率半径，并讨论等相位面的中心位置，并证明存在曲率半