激光原理期末复习：关键知识点与解答

《激光原理》期末复习试题2套涵盖了该课程的关键知识点，旨在帮助大学生准备期末考试。以下是一些重点内容的详细解析： 1. 黑体辐射维恩位移定律指出，随着温度升高，辐射的最大强度向较长波长（远红外光）移动。人体（300K）时辐射的最大能量主要在远红外区，因此选项C（远红外光）是正确的。 2. 长波长激光器通常比紫外、X射线激光器更容易产生激光输出，因为自发发射系数与受激发射系数之比决定了激光的产生难度。较短波长的激光由于量子效率更低，所以更难达到激光输出，选项A（更难）符合题意。 3. 激光腔的Q因子反映了腔内光的存储时间，Q值越大，单色性越好，意味着输出光谱带宽越小。因此，选项A（输出光谱带宽越小）正确。 4. 电光调Q激光器利用方波电压进行调制，以控制激光的脉冲宽度，所以选项A（方波）是正确的。 5. Nd:YAG（掺钕玻璃）和Ti: Sapphire（掺钛蓝宝石）是两种常见的激光工作物质，其中产生激光的是Nd离子在YAG晶体和Ti离子在蓝宝石晶体中的受激发射，选项A（Nd和Ti离子）是正确答案。 6. 声光调制器中，半波电压产生的相位差对应于光路的180度变化，因此选项C（180度）正确。 7. 谐振腔的稳定条件通常要求腔内的光程差恒定，即光学谐振腔必须是稳定的，选项A（满足某种特定条件）是正确的，但具体条件未在描述中给出。 8. 在四能级系统中，由于存在多个受激发射途径，使得上能级和下能级之间的布居数反转更容易实现，因此选项C（四能级系统）是正确的。 9. 对于精密干涉测量、全息照相和高分辨率光谱等应用，需要的是极高的单色性和相干性，因此选择的是单纵模光源，选项A（单纵模）符合。 10. 如果各纵模振幅不均匀，锁模脉冲的时间和光谱带宽积将不为零，通常情况下会有一个上限，选项B（大于零）是正确的，因为不可能无限接近于零。 11. 在锁模和调Q激光器中，饱和吸收体的受激态寿命（即驰豫时间）与激光器的极限脉冲宽度成反比，这意味着驰豫时间越长，极限脉冲宽度越窄，选项C（<）表示这种关系。 在填空题部分，总结了激光光源与普通光源相比的优势，包括单色性高、方向性好和相干性高（或亮度高）。辐射能量交换的基本过程包括受激吸收、受激发射和自发发射。激光器的三个核心组成部分是工作物质、谐振腔和驱动源。声光调制器的组成部分有声光介质、换能器、驱动电源以及吸声和声反射材料。最后，列举了锁模方法的几种类型，包括主动锁模、被动锁模、同步泵浦锁模和自锁模。能态密度和受激发射/自发发射的概率问题涉及量子力学，具体数值依赖于激光系统的细节。在谐振腔中，还有诸如模式匹配、反馈机制等复杂概念，这些不在本摘要中详述。