激光原理與技術(shù)復(fù)習(xí)——簡(jiǎn)答題

1、激光原理復(fù)習(xí)題 - 填空 簡(jiǎn)答 論述(3) 受激輻射 ：處于上能級(jí)的原子在頻率為的輻射場(chǎng)作用1. 什么是光波模式？下，躍遷至低能態(tài)并輻射一個(gè)能量為的光子。受激輻射躍答：光波模式 : 在一個(gè)有邊界條件限制的空間內(nèi)，只能存遷發(fā)出的光波稱為受激輻射。在一系列獨(dú)立的具有特定波矢的平面單色駐波。這種能夠特征：a) 只有外來(lái)光子能量時(shí)， 才能引起受激輻射； b) 受存在于腔內(nèi)的駐波（以某一波矢為標(biāo)志）稱為光波模式。激輻射所發(fā)出的光子與外來(lái)光子的頻率、傳播方向、 偏振2. 如何理解光的相干性？何謂相干時(shí)間、相干長(zhǎng)度？方向、相位等性質(zhì)完全相同。答：光的相干性 : 在不同的空間點(diǎn)上、在不同的時(shí)刻的光受激輻射躍遷

2、概率： （為受激輻射躍遷愛(ài)因斯坦系數(shù)，為波場(chǎng)的某些特性的相關(guān)性。輻射場(chǎng)）相干時(shí)間： 光沿傳播方向通過(guò)相干長(zhǎng)度所需的時(shí)間，稱為6. 系數(shù)有哪些？它們之間的關(guān)系是什么？相干時(shí)間。答：自發(fā)躍遷愛(ài)因斯坦系數(shù)， 受激吸收躍遷愛(ài)因斯坦系數(shù)，相干長(zhǎng)度： 相干光能產(chǎn)生干涉效應(yīng)的最大光程差，等于光受激輻射躍遷愛(ài)因斯坦系數(shù)關(guān)系源發(fā)出的光波的波列長(zhǎng)度。3. 何謂光子簡(jiǎn)并度， 有幾種相同的含義？激光源的光子簡(jiǎn)并度與它的相干性什么聯(lián)系？7. 激光器主要由哪些部分組成？各部分的作用是什么？答：光子簡(jiǎn)并度： 處于同一光子態(tài)的光子數(shù)稱為光子簡(jiǎn)并答：激光工作物質(zhì)： 用來(lái)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和產(chǎn)生光的受激度。發(fā)射作用的物質(zhì)體系。 接收

3、來(lái)自泵浦源的能量， 對(duì)外發(fā)射光子簡(jiǎn)并度有以下幾種相同含義：同態(tài)光子數(shù)、 同一模式光波并能夠強(qiáng)烈發(fā)光的活躍狀態(tài)，也稱為激活物質(zhì)。內(nèi)的光子數(shù)、 處于相干體積內(nèi)的光子數(shù)、處于同一相格內(nèi)泵浦源：提供能量，實(shí)現(xiàn)工作物質(zhì)的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。的光子數(shù)。光學(xué)諧振腔： a) 提供軸向光波模的正反饋；b) 模式選擇，聯(lián)系：激光源的光子簡(jiǎn)并度決定著激光的相干性，光子簡(jiǎn)保證激光器單模振蕩，從而提高激光器的相干性。并度越高，激光源的相干性越好。8. 什么是熱平衡時(shí)能級(jí)粒子數(shù)的分布？什么是粒子數(shù)反4. 什么是黑體輻射？寫出公式 , 并說(shuō)明它的物理意義。轉(zhuǎn)？如何實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)？答：黑體輻射： 當(dāng)黑體處于某一溫度的熱平衡情況下，它

4、答：熱平衡時(shí)能級(jí)粒子數(shù)的分布： 在物質(zhì)處于熱平衡狀態(tài)所吸收的輻射能量應(yīng)等于發(fā)出的輻射能量，即黑體與輻射時(shí)，各能級(jí)上的原子數(shù)（或集居數(shù)）服從玻爾茲曼分布。場(chǎng)之間應(yīng)處于能量 （熱）平衡狀態(tài)， 這種平衡必然導(dǎo)致空粒子數(shù)反轉(zhuǎn)：使高能級(jí)粒子數(shù)密度大于低能級(jí)粒子數(shù)密腔內(nèi)存在完全確定的輻射場(chǎng)， 這種輻射場(chǎng)稱為黑體輻射或度。平衡輻射。如何實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)： 外界向物質(zhì)供給能量（稱為激勵(lì)或物理意義： 在單位體積內(nèi)， 頻率處于附近的單位頻率間隔泵浦過(guò)程），從而使物質(zhì)處于非平衡狀態(tài)。中黑體的電磁輻射能量。 .9. 如何定義激光增益？什么是小信號(hào)增益？大信號(hào)增5. 描述能級(jí)的光學(xué)躍遷的三大過(guò)程，并寫出它們的特征和益？增

5、益飽和？躍遷幾率。 Page10答：激光增益定義： 表示光通過(guò)單位長(zhǎng)度激活物質(zhì)后光強(qiáng)答：(1) 自發(fā)輻射： 處于高能級(jí)的一個(gè)原子自發(fā)的向躍遷，增長(zhǎng)的百分?jǐn)?shù)。并發(fā)射一個(gè)能量為的光子，這種過(guò)程稱為自發(fā)躍小信號(hào)增益： 當(dāng)光強(qiáng)很弱時(shí)， 集居數(shù)差值不隨 z 變化，增遷，由原子自發(fā)躍遷發(fā)出的光波稱為自發(fā)輻射。益系數(shù)為一常數(shù)，稱為線性增益或小信號(hào)增益。特征： a) 自發(fā)輻射是一種只與原子本身性質(zhì)有關(guān)而與輻大信號(hào)增益： 在放大器中入射光強(qiáng)與 ( 為飽和光強(qiáng) ) 相比擬射場(chǎng)無(wú)關(guān)的自發(fā)過(guò)程, 無(wú)需外來(lái)光。 b)每個(gè)發(fā)生輻射的原時(shí)，為大信號(hào)增益。子都可看作是一個(gè)獨(dú)立的發(fā)射單元，原子之間毫無(wú)聯(lián)系而增益飽和： 當(dāng)光強(qiáng)足

6、夠強(qiáng)時(shí)， 增益系數(shù) g 也隨著光強(qiáng)的增且各個(gè)原子開(kāi)始發(fā)光的時(shí)間參差不一，所以各列光波頻率加而減小，這一現(xiàn)象稱為增益飽和效應(yīng)。雖然相同， 均為，各列光波之間沒(méi)有固定的相位關(guān)系，各10. 什么是自激振蕩？產(chǎn)生激光振蕩的條件是什么？有不同的偏振方向， 而且各個(gè)原子所發(fā)的光將向空間各個(gè)答：自激振蕩： 不管初始光強(qiáng)多么微弱， 只要放大器足夠方向傳播，即大量原子的自發(fā)輻射過(guò)程是雜亂無(wú)章的隨機(jī)長(zhǎng)，就總是形成確定大小的光強(qiáng)， 這就是自激振蕩的概念。過(guò)程，所以自發(fā)輻射的光是非相干光。產(chǎn)生條件：. 自發(fā)躍遷愛(ài)因斯坦系數(shù)：(2) 受激吸收 ：處于低能態(tài)的一個(gè)原子，在頻率為的輻射11. 激光的基本特性是什么？場(chǎng)作用（

7、激勵(lì)）下，吸收一個(gè)能量為的光子并向能態(tài)躍遷，答：激光四性：?jiǎn)紊?、相干性、方向性和高亮度。這四這種過(guò)程稱為受激吸收躍遷。性可歸結(jié)為激光具有很高的光子簡(jiǎn)并度。特征： a) 只有外來(lái)光子能量時(shí)，才能引起受激輻射。b)12如何理解激光的空間相干性與方向性？如何理解激光躍遷概率不僅與原子性質(zhì)有關(guān)，還與輻射場(chǎng)的有關(guān)。的時(shí)間相干性？如何理解激光的相干光強(qiáng)?受激吸收躍遷概率： （為受激吸收躍遷愛(ài)因斯坦系數(shù)，為答： (1) 激光的方向性越好，它的空間相干性程度越高。輻射場(chǎng)）(2) 激光的相干時(shí)間和單色性存在著簡(jiǎn)單關(guān)系，即單色越好，相干時(shí)間越長(zhǎng)。(3) 激光具有很高的亮度，激光的單色亮度，由于激光具有極好的方向

8、性和單色性， 因而具有極高的光子簡(jiǎn)并度和單色亮度。13. 什么是諧振腔的諧振條件？如何計(jì)算縱模的頻率、縱模間隔和縱模的數(shù)目？答：(1) 諧振條件： 諧振腔內(nèi)的光要滿足相長(zhǎng)干涉條件 （也稱為駐波條件） 。波從某一點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)腔內(nèi)往返一周再回到原來(lái)位置時(shí)， 應(yīng)與初始出發(fā)波同相 （即相差為的整數(shù)倍）。如果以表示均勻平面波在腔內(nèi)往返一周時(shí)的相位滯后，則可以表示為。 為光在真空中的波長(zhǎng)， 為腔的光學(xué)長(zhǎng)度，為正整數(shù)。(2) 如何計(jì)算縱模的頻率、 縱模間隔和縱模的數(shù)目 縱模的頻率 : ；縱模間隔 :縱模的數(shù)目 : 對(duì)于滿足諧振條件頻率為的波， 其縱模數(shù)目 , 為小信號(hào)增益曲線中大于閾值增益系數(shù)的那部分曲線所對(duì)

9、應(yīng)的頻率范圍(振蕩帶寬 )。14. 在激光諧振腔中一般有哪些損耗因素，分別與哪些因素有關(guān)？答：損耗因素：幾何偏折損耗： 與腔的類型、 腔的幾何尺寸、 模式有關(guān)。衍射損耗： 與腔的菲涅爾數(shù)、腔的幾何參數(shù)、橫模階次有關(guān)。腔鏡反射不完全引起的損耗：與腔鏡的透射率、反射率有關(guān)。材料中的非激活吸收、散射、腔內(nèi)插入物所引起的損耗：與介質(zhì)材料的加工工藝有關(guān)。15. 哪些參數(shù)可以描述諧振腔的損耗？它們的關(guān)系如何？Page29-31答：(1) 描述參數(shù)： a) 平均單程損耗因子：（為初始光強(qiáng)，為往返一周后光強(qiáng)） b) 腔內(nèi)光子的平均壽命：c) 品質(zhì)因數(shù)：(2) 關(guān)系：腔的損耗越小，平均單程損耗因子越小，腔內(nèi)光子

10、的平均壽命越長(zhǎng)，品質(zhì)因數(shù)越大。16. 如何理解激光諧振腔衍射理論的自再現(xiàn)模？答：開(kāi)腔鏡面上， 經(jīng)過(guò)足夠多次往返后， 能形成這樣一種穩(wěn)恒場(chǎng)，其分布不再受衍射的影響，在腔內(nèi)往返一次能夠再現(xiàn)出發(fā)時(shí)的場(chǎng)分布。 這種穩(wěn)恒場(chǎng)經(jīng)一次往返后， 唯一可能的變化是，鏡面上各點(diǎn)的場(chǎng)分布按同樣的比例衰減，各點(diǎn)的相位發(fā)生同樣大小的滯后。 把這種開(kāi)腔鏡面上的經(jīng)一次往返能再現(xiàn)的穩(wěn)恒場(chǎng)分布稱為開(kāi)腔的自再現(xiàn)模。17. 求解菲涅爾 - 基爾霍夫衍射積分方程得到的本征函數(shù)和本征值各代表什么 ?答：本征函數(shù) ): 描述腔的一個(gè)自再現(xiàn)模式或橫模。 其模描述鏡面上場(chǎng)的振幅分布，幅角描述鏡面上場(chǎng)的相位分布。本征值值 : 表示自再現(xiàn)模在渡越

11、一次時(shí)的幅值衰減和相位滯后。其模值量度自再現(xiàn)模在腔內(nèi)往返一次的功率損耗，幅角量度自再現(xiàn)模的單程相移，從而也決定模的諧振頻率。18. 什么是一般穩(wěn)定球面腔與共焦腔的等價(jià)性？答： (1) 任意一個(gè)共焦球面腔與無(wú)窮多個(gè)穩(wěn)定球面腔等價(jià) ;(2) 任一滿足穩(wěn)定條件的球面腔唯一地等價(jià)于某一個(gè)共焦腔。 即如果某一個(gè)球面腔滿足穩(wěn)定性條件， 則必定可以找到而且也只能找到一個(gè)共焦腔， 其行波場(chǎng)的某兩個(gè)等相位面與給定球面腔的兩個(gè)反射鏡面相重合。19. 高斯光束的表征方法有哪些？答： (1) 表征方法 a) 用束腰半徑 ( 或共焦參數(shù) ) 及束腰位置表征高斯光束； b) 用光斑半徑及等相位面曲率半徑表征高斯光束；20

12、. 為了使高斯光束獲得良好聚焦，常采用的方法有哪些？答： a) 用短焦距透鏡；b) 使高斯光束腰斑遠(yuǎn)離透鏡焦點(diǎn)；c) 將高斯光束腰斑半徑放在透鏡表面處.21. 非穩(wěn)腔和穩(wěn)定腔的區(qū)別是什么？舉例說(shuō)明哪些是非穩(wěn)腔？答： (1) 區(qū)別：穩(wěn)定腔中傍軸光線能在腔內(nèi)往返任意多次而不致橫向溢出腔外；而非穩(wěn)腔中傍軸光線在腔內(nèi)經(jīng)過(guò)有限次往返后必然從側(cè)面溢出腔外。(2) 非穩(wěn)腔類型所有雙凸腔； 所有平 - 凸腔； 凹面鏡曲率半徑小于腔長(zhǎng)的平 - 凹腔； 一鏡曲率半徑小于腔長(zhǎng)一鏡曲率半徑大于腔長(zhǎng)的雙凹腔 - 雙凹非穩(wěn)腔；兩鏡曲率半徑之和小于腔長(zhǎng)的雙凹腔；凹面鏡曲率半徑小于腔長(zhǎng)的凹凸非穩(wěn)腔- 凹凸非穩(wěn)腔；兩鏡曲率半徑

13、之和大于腔長(zhǎng)的凹凸非穩(wěn)腔.22. 什么是譜線加寬？有哪些加寬類型？加寬機(jī)制是什么？答： (1) 譜線加寬：由于各種因素的影響，自發(fā)輻射并不是單色的，而是分布在中心頻率附近一個(gè)很小的頻率范圍內(nèi)，這就叫譜線加寬。(2) 加寬類型及機(jī)制a) 均勻加寬 自然加寬 機(jī)制：原子的自發(fā)輻射引起的。碰撞加寬 機(jī)制：大量原子（分子、離子）之間的無(wú)規(guī)則碰撞。晶格振動(dòng)加寬： 機(jī)制：晶格振動(dòng)使激活離子處于隨周期變化的晶格場(chǎng)， 激活離子的能級(jí)所對(duì)應(yīng)的能量在某一范圍內(nèi)變化。b) 非均勻加寬多普勒加寬 機(jī)制：由于作熱運(yùn)動(dòng)的發(fā)光原子（分子所發(fā)出）輻射的多普勒頻移引起的。晶格缺陷加寬 機(jī)制：晶格缺陷部位的晶格場(chǎng)將和無(wú)缺陷部位的

14、理想晶格場(chǎng)不同， 因而處于缺陷部位的激活離子的能級(jí)將發(fā)生位移， 導(dǎo)致處于鏡體不同部位的激活離子的發(fā)光中心頻率不同。c) 綜合加寬氣體工作物質(zhì)的綜合加寬 機(jī)制：由碰撞引起的均勻加寬和多普勒非均勻加寬。固體激光工作物質(zhì)綜合加寬機(jī)制：由晶格熱振動(dòng)引起的均勻加寬和晶格缺陷引起的非均勻加寬。液體工作物質(zhì)的綜合加寬 機(jī)制：溶于液體中的發(fā)光分子與其它分子碰應(yīng)”，并說(shuō)明原理。撞而導(dǎo)致自發(fā)輻射的碰撞加寬。答：(1) 描述 : 對(duì)于非均勻加寬工作物質(zhì)中，在其增益曲線23. 如何理解均勻加寬和非均勻加寬？曲線上， 在頻率處產(chǎn)生一個(gè)凹陷， 凹陷寬度約為， 頻率處答：均勻加寬： 引起加寬的物理因素對(duì)每個(gè)原子都是等同的凹

15、陷最低點(diǎn)下降到小信號(hào)增益系數(shù)的倍，以上現(xiàn)象稱為的，對(duì)于均勻加寬， 每個(gè)發(fā)光原子都以整個(gè)線型發(fā)射，不增益曲線的燒孔效應(yīng)。能把線型函數(shù)上的某一特定頻率和某些特定原子聯(lián)系起(2) 原理：在非均勻加寬工作物質(zhì)中，頻率的強(qiáng)光只在附來(lái)，或者說(shuō)，每一個(gè)原子對(duì)光譜內(nèi)任一頻率都有貢獻(xiàn)。近寬度約為的范圍內(nèi)引起反轉(zhuǎn)集居數(shù)的飽和，對(duì)表觀中心非均勻加寬： 原子體系中每個(gè)原子只對(duì)譜線內(nèi)與它的中心頻率處在燒孔范圍外的反轉(zhuǎn)集居數(shù)沒(méi)有影響。若有一頻率頻率相應(yīng)的部分有貢獻(xiàn)， 因而可以區(qū)分譜線上的某一頻率為的弱光同時(shí)入射， 如果頻率處在強(qiáng)光造成的燒孔范圍之是由哪一部分原子發(fā)射的。內(nèi)，則由于反轉(zhuǎn)集居數(shù)的減少， 弱光增益系數(shù)將小于小信

16、24. 分析三能級(jí)和四能級(jí)系統(tǒng)中粒子在各能級(jí)之間的躍遷號(hào)增益系數(shù)。 如果頻率處于燒孔范圍之外，則弱光增益系過(guò)程，畫(huà)出示意圖， 為什么三能級(jí)系統(tǒng)比四能級(jí)系統(tǒng)需要數(shù)不受強(qiáng)光的影響而仍等于小信號(hào)增益系數(shù)，所以在增益更強(qiáng)的激勵(lì)？曲線曲線上，在頻率處產(chǎn)生一個(gè)凹陷，凹陷寬度約為。答：這是因?yàn)樗哪芗?jí)系統(tǒng)系統(tǒng)的激光下能級(jí)為激發(fā)態(tài)，29 激光器的振蕩條件是什么？穩(wěn)定工作條件？所以只需把個(gè)粒子激勵(lì)到能級(jí)就可以使增益克服腔的損答： (1) 振蕩條件：滿足腔的諧振條件，成為腔的梳狀模耗而產(chǎn)生激光。而在三能級(jí)系統(tǒng)中，激光下能級(jí)是基態(tài)，之一；頻率落在工作物質(zhì)的譜線范圍內(nèi)，即對(duì)應(yīng)增益系數(shù)至少要將個(gè)粒子激勵(lì)到能級(jí)上去，才能形

17、成集居數(shù)反轉(zhuǎn)，大于等于閾值增益系數(shù)。所以三能級(jí)系統(tǒng)的閾值能量或閾值功率要比四能級(jí)系統(tǒng)(2) 穩(wěn)定工作條件：增益系數(shù)等于于閾值增益系數(shù)大得多。30. 在均勻加寬和非均勻加寬激光器中模式競(jìng)爭(zhēng)有什么不25. 說(shuō)明均勻加寬和非均勻加寬工作物質(zhì)中增益飽和的機(jī)同？理 . 。答：均勻加寬激光器中只要有幾個(gè)滿足閾值條件的縱模，答：均勻加寬增益飽和機(jī)理就會(huì)在振蕩過(guò)程中相互競(jìng)爭(zhēng)， 結(jié)果總是靠近中心頻率的一在均勻加寬情況下， 每個(gè)粒子對(duì)譜線不同頻率處的增益都個(gè)縱模得勝，形成穩(wěn)定振蕩，其它縱模都被抑制而熄滅。有貢獻(xiàn)，也就是說(shuō)均勻加寬的激光工作物質(zhì)對(duì)各種頻率因此理想情況下， 均勻加寬穩(wěn)態(tài)激光器的輸出應(yīng)是單縱模入射光的放

18、大作用全都使用相同的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)，因此強(qiáng)光的，單縱模的頻率總是在譜線中心頻率附近。會(huì)導(dǎo)致反轉(zhuǎn)集居數(shù)密度的下降，而反轉(zhuǎn)集居數(shù)密度的下降非均勻加寬激光器中也存在模式競(jìng)爭(zhēng)，當(dāng)縱模形成的燒孔又重疊時(shí)會(huì)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)，競(jìng)爭(zhēng)模的輸出功率無(wú)規(guī)則起伏。將導(dǎo)致弱光增益系數(shù)的下降，結(jié)果是增益在整個(gè)譜線上均31. 什么是蘭姆凹陷？定性解釋其成因。勻地下降。答：(1) 激光器的單模輸出功率和單模頻率的關(guān)系曲線中，非均勻加寬增益飽和機(jī)理在處，曲線有一凹陷，稱為蘭姆凹陷。(2)成因：當(dāng)頻率26. 飽和光強(qiáng)的含義？怎樣定義的？接近，且時(shí)， 兩個(gè)燒孔部分重疊， 燒孔面積的和可能小于答：(p151) 飽和光強(qiáng)的物理意義是： 當(dāng)入射光強(qiáng)

19、度可以和時(shí)兩個(gè)比擬時(shí)，受激輻射造成的上能級(jí)集居數(shù)衰減率才可以與其燒孔面積的和時(shí)， 兩個(gè)燒孔完全重合， 此時(shí)只有附近的原它弛豫過(guò)程 （自發(fā)輻射及無(wú)輻射躍遷） 相比擬。因此當(dāng)時(shí)，子對(duì)激光有貢獻(xiàn)，雖然它對(duì)與光強(qiáng)無(wú)關(guān)，而當(dāng)可以和相比擬時(shí)，隨著的增加而減少，應(yīng)著最大的小信號(hào)增益， 但由于對(duì)激光作貢獻(xiàn)的反轉(zhuǎn)集居減少到小信號(hào)情況下的倍。數(shù)減少了， 即燒孔面積減少了， 所以輸出功率下降到某一27在強(qiáng)光入射下，均勻加寬和非均勻加寬工作物質(zhì)中，極小值，從而出現(xiàn)蘭姆凹陷。弱光的增益系數(shù)如何變化？32. 什么是激光器的弛豫振蕩現(xiàn)象？答： (1) 均勻加寬物質(zhì)中答：一般固體脈沖激光器所輸出的并不是一個(gè)平滑的光脈頻率為的

20、強(qiáng)光入射不僅使自身的增益系數(shù)下降，也使其它沖，而是一群寬度只有微秒量級(jí)的短脈沖序列，即所謂頻率的弱光的增益系數(shù)也以同等程度下降，結(jié)果是增益在“尖峰” 序列，激勵(lì)越強(qiáng)， 則短脈沖之間的時(shí)間間隔越小，整個(gè)譜線上均勻的下降。把上述現(xiàn)象稱為弛豫振蕩效應(yīng)或尖峰振蕩效應(yīng)。(2) 非均勻加寬工作物質(zhì)中33. 為什么存在線寬極限？它取決于什么？頻率為的強(qiáng)光入射時(shí)，會(huì)形成以為中心，寬度為的燒孔，答： (1) 由于存在著自發(fā)輻射，穩(wěn)定振蕩時(shí)的單程增益略若入射頻率為的弱光處在燒孔造成小于單程損耗， 有源腔的凈損耗不等于零，雖然該模式的的燒孔范圍之內(nèi)，則弱光增益系數(shù)將小于小信號(hào)增益系光子數(shù)密度保持恒定， 但自發(fā)輻射具

21、有隨機(jī)的相位，所以數(shù)，若處于燒孔范圍之外， 則弱光增益系數(shù)不受強(qiáng)光的影輸出激光是一個(gè)具有衰減的有限長(zhǎng)波列，因此具有一定的響譜線寬度， 這種線寬是由于自發(fā)輻射的存在而產(chǎn)生的，因仍等于小信號(hào)增益系數(shù)。而是無(wú)法排出的，因此稱為線寬極限。28. 描述非均勻加寬工作物質(zhì)中的增益飽和的“燒孔效(2) 取決于輸出功率、損耗及腔長(zhǎng)。輸出功率越大， 線寬就越窄； 減小損耗和增加腔長(zhǎng)也可以使線寬變窄。34. 簡(jiǎn)述橫模和縱模選擇的原理及具體方法。答： (1) 橫模選擇原理：在各個(gè)橫模增益大體相同的條件下， 不同橫模間衍射損耗有差別， 在穩(wěn)定腔中， 基膜的衍射損耗最低， 隨著橫模階次的增高， 衍射損耗將迅速增加。 如

22、果降低基膜的衍射損耗， 使之滿足閾值條件 （基膜的單程增益至少能補(bǔ)償它在腔內(nèi)的單程損耗） ，則其它模因損耗高而不能起振被抑制。橫模選擇方法： 小孔光闌選模、 諧振腔參數(shù)法， 非穩(wěn)腔選模，微調(diào)諧振腔 。(2) 縱模選擇原理 : 一般諧振腔中有著相同的損耗，但由于頻率的差異而具有不同的小信號(hào)增益系數(shù)。 因此，擴(kuò)大和充分利用相鄰縱模間的增益差， 或人為引入損耗差是進(jìn)行縱模選擇的有效途徑?？v模選擇方法: ：短腔法、行波腔法、選擇性損耗法。35. 激光器主要的穩(wěn)頻技術(shù)有哪些？答：蘭姆凹陷穩(wěn)頻、飽和吸收穩(wěn)頻、無(wú)源腔穩(wěn)頻。36. 調(diào)制激光器的工作原理，目前常用的幾種調(diào)方法。答：(1) 工作原理 ：通過(guò)某種方

23、法使諧振腔的損耗因子值按照規(guī)定的程序變化， 在泵浦源剛開(kāi)始時(shí)， 先使光腔具有高損耗因子， 激光器由于閾值高而不能產(chǎn)生激光振蕩，于是亞穩(wěn)態(tài)上的粒子數(shù)可以積累到較高的水平， 然后在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻，使腔的損耗因子突然降到， 閾值也隨之突然降低，此時(shí)反轉(zhuǎn)集居數(shù)大大超過(guò)閾值，受激輻射極為迅速地增強(qiáng)。于是在極短時(shí)間內(nèi)， 上能級(jí)存儲(chǔ)的大部分粒子的能量轉(zhuǎn)變?yōu)榧す饽芰?，形成一個(gè)很強(qiáng)的激光巨脈沖輸出。(2) 調(diào)制方法 : 電光調(diào)制（利用晶體 ( 電光效應(yīng) ) 控制光在傳播過(guò)程中的強(qiáng)度稱為電光強(qiáng)度調(diào)制。 ）、聲光調(diào)制 （利用晶體聲光效應(yīng)控制光在傳播過(guò)程中的強(qiáng)度稱為電光強(qiáng)度調(diào)制。）、被動(dòng)調(diào) Q（可飽和染料調(diào) Q，. 染料

24、調(diào) Q技術(shù)是利用某種有機(jī)染料材料對(duì)光的吸收系數(shù)隨( 光強(qiáng) ) 變化的特性，實(shí)現(xiàn)調(diào) Q的技術(shù)。這種調(diào) Q方式中， Q開(kāi)關(guān)的延遲時(shí)間由材料本身決定， 不受人控制， 故又稱為被動(dòng)調(diào) Q技術(shù)。）37 設(shè)么叫內(nèi)調(diào)制什么叫外調(diào)制？答：在激光形成的振蕩過(guò)程中加載調(diào)制信號(hào)， 通過(guò)改變激光的（輸出） 特性實(shí)現(xiàn)調(diào)制的方法稱為內(nèi)調(diào)制。 在激光形成以后， 用調(diào)制信號(hào)對(duì)激光進(jìn)行調(diào)制， 調(diào)制不改變激光器的參數(shù)，而是改變已經(jīng)輸出的（激光束）的參數(shù)，稱為外調(diào)制。38、第一臺(tái)激光器是誰(shuí)制造的是什么激光器，它屬于哪一類型的激光器？（ 1960）年美國(guó)加利福尼亞州休斯航空公司實(shí)驗(yàn)室的研究員梅曼 (Maiman) 制成世界上第一臺(tái)激光器紅寶石激