激光技術(shù)試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.激光的英文名稱是（）A.LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiationB.LightAmplificationbySpontaneousEmissionofRadiationC.LightAttenuationbyStimulatedEmissionofRadiationD.LightAttenuationbySpontaneousEmissionofRadiation2.下列哪種物質(zhì)不能作為激光工作物質(zhì)（）A.紅寶石B.二氧化碳C.水D.釹玻璃3.激光產(chǎn)生的必要條件不包括（）A.粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布B.光學(xué)諧振腔C.泵浦源D.自發(fā)輻射4.激光的特性不包括（）A.高亮度B.高方向性C.高單色性D.高散射性5.以下哪種激光應(yīng)用屬于激光加工領(lǐng)域（）A.激光通信B.激光切割C.激光測(cè)距D.激光光譜分析6.激光的模式通常用（）來表示。A.TEMmnqB.SEMmnqC.REMmnqD.FEMmnq7.對(duì)于連續(xù)輸出的激光器，衡量其輸出能力的重要指標(biāo)是（）A.峰值功率B.平均功率C.脈沖能量D.脈沖寬度8.激光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用中，利用激光的熱效應(yīng)進(jìn)行治療的是（）A.激光美容B.激光碎石C.激光手術(shù)切割D.激光針灸9.激光全息照相利用了激光的（）特性。A.高亮度B.高相干性C.高方向性D.高單色性10.以下哪種激光器屬于氣體激光器（）A.紅寶石激光器B.半導(dǎo)體激光器C.氦氖激光器D.釹玻璃激光器二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）1.激光工作物質(zhì)按其物理狀態(tài)可分為（）A.固體B.液體C.氣體D.半導(dǎo)體2.激光的應(yīng)用領(lǐng)域包括（）A.工業(yè)加工B.通信C.醫(yī)療D.軍事3.光學(xué)諧振腔的作用有（）A.提供光學(xué)正反饋B.選擇激光的模式C.增加激光的能量D.提高激光的方向性4.激光與物質(zhì)相互作用的主要效應(yīng)有（）A.熱效應(yīng)B.機(jī)械效應(yīng)C.光化學(xué)效應(yīng)D.電磁效應(yīng)5.以下關(guān)于激光的說法正確的是（）A.激光是一種受激輻射光B.激光的傳播速度比普通光快C.激光可以在真空中傳播D.激光的頻率是單一的三、判斷題（每題2分，共10分）1.激光是通過自發(fā)輻射產(chǎn)生的。（）2.所有的物質(zhì)都可以作為激光工作物質(zhì)。（）3.激光的高方向性使得它在遠(yuǎn)距離傳輸中能量損失很小。（）4.激光加工是利用激光的高能量密度來實(shí)現(xiàn)材料的去除、連接等加工過程。（）5.激光通信的優(yōu)點(diǎn)是通信容量大、抗干擾能力強(qiáng)，但保密性差。（）四、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述激光產(chǎn)生的原理。2.說明激光的主要特性及其應(yīng)用意義。3.列舉三種激光在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，并簡要說明其工作原理。五、論述題（25分）論述激光技術(shù)在現(xiàn)代科技發(fā)展中的重要地位和作用，并結(jié)合實(shí)際例子進(jìn)行說明。答案一、單項(xiàng)選擇題1.A。激光的英文全稱是“LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation”，簡稱“LASER”。2.C。水一般不能作為激光工作物質(zhì)，紅寶石、二氧化碳、釹玻璃都可以作為激光工作物質(zhì)。3.D。激光產(chǎn)生的必要條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布、光學(xué)諧振腔和泵浦源，自發(fā)輻射不是激光產(chǎn)生的必要條件。4.D。激光具有高亮度、高方向性、高單色性和高相干性，不具有高散射性。5.B。激光切割屬于激光加工領(lǐng)域，激光通信、激光測(cè)距、激光光譜分析不屬于激光加工領(lǐng)域。6.A。激光的模式通常用“TEMmnq”表示，其中“TEM”表示橫電磁模，“mn”表示橫模序數(shù)，“q”表示縱模序數(shù)。7.B。對(duì)于連續(xù)輸出的激光器，平均功率是衡量其輸出能力的重要指標(biāo)。8.C。激光手術(shù)切割是利用激光的熱效應(yīng)進(jìn)行治療的，激光美容、激光碎石、激光針灸利用的原理各有不同。9.B。激光全息照相利用了激光的高相干性。10.C。氦氖激光器屬于氣體激光器，紅寶石激光器、釹玻璃激光器屬于固體激光器，半導(dǎo)體激光器是另一種類型的激光器。二、多項(xiàng)選擇題1.ABCD。激光工作物質(zhì)按其物理狀態(tài)可分為固體、液體、氣體和半導(dǎo)體。2.ABCD。激光在工業(yè)加工、通信、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。3.ABD。光學(xué)諧振腔的作用是提供光學(xué)正反饋、選擇激光的模式和提高激光的方向性，它本身不增加激光的能量。4.ABCD。激光與物質(zhì)相互作用的主要效應(yīng)有熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)、光化學(xué)效應(yīng)和電磁效應(yīng)。5.AC。激光是一種受激輻射光，可以在真空中傳播，激光和普通光在真空中的傳播速度都是光速，激光并非頻率完全單一，只是單色性好。三、判斷題1.×。激光是通過受激輻射產(chǎn)生的，而不是自發(fā)輻射。2.×。只有滿足一定條件的物質(zhì)才能作為激光工作物質(zhì)，不是所有物質(zhì)都可以。3.√。激光的高方向性使得它在遠(yuǎn)距離傳輸中能量損失很小。4.√。激光加工是利用激光的高能量密度來實(shí)現(xiàn)材料的去除、連接等加工過程。5.×。激光通信具有通信容量大、抗干擾能力強(qiáng)和保密性好等優(yōu)點(diǎn)。四、簡答題1.激光產(chǎn)生的原理基于受激輻射。首先，在泵浦源的作用下，使激光工作物質(zhì)中的粒子實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，即高能級(jí)上的粒子數(shù)多于低能級(jí)上的粒子數(shù)。當(dāng)一個(gè)外來光子的能量等于高能級(jí)與低能級(jí)的能量差時(shí)，會(huì)誘發(fā)處于高能級(jí)的粒子向低能級(jí)躍遷，同時(shí)發(fā)射出一個(gè)與外來光子的頻率、相位、傳播方向和偏振狀態(tài)都相同的光子，這就是受激輻射。光學(xué)諧振腔則為受激輻射提供正反饋，使受激輻射不斷放大，最終產(chǎn)生激光。2.激光的主要特性及其應(yīng)用意義如下：高亮度：激光的亮度極高，可用于激光加工、激光武器等領(lǐng)域，能夠在短時(shí)間內(nèi)集中大量能量，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的快速加工或?qū)δ繕?biāo)的打擊。高方向性：激光幾乎是沿直線傳播，能量集中在很小的角度內(nèi)，可用于激光測(cè)距、激光通信等，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離、高精度的測(cè)量和信息傳輸。高單色性：激光的光譜線很窄，單色性好，可用于激光光譜分析、激光全息照相，能夠提高分析的精度和成像的質(zhì)量。高相干性：激光的相干長度長，相干性好，可用于激光全息干涉計(jì)量、光學(xué)信息處理等領(lǐng)域。3.激光在工業(yè)領(lǐng)域的三種應(yīng)用及工作原理如下：激光切割：利用激光的高能量密度，使被切割材料迅速熔化、汽化，同時(shí)借助輔助氣體將熔渣吹走，從而實(shí)現(xiàn)材料的切割。激光焊接：通過激光束聚焦后產(chǎn)生的高能量使焊接材料表面熔化，然后冷卻凝固形成焊縫，實(shí)現(xiàn)材料的連接。激光打標(biāo)：利用高能量的激光束對(duì)材料表面進(jìn)行作用，使材料表面發(fā)生物理或化學(xué)變化，從而留下永久性的標(biāo)記。五、論述題激光技術(shù)在現(xiàn)代科技發(fā)展中具有極其重要的地位和作用，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.推動(dòng)工業(yè)制造升級(jí)：在工業(yè)領(lǐng)域，激光加工技術(shù)極大地提高了生產(chǎn)效率和加工精度。例如，在汽車制造中，激光焊接技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的車身焊接，提高車身的強(qiáng)度和密封性，同時(shí)減少焊接變形。激光切割技術(shù)可以精確切割各種金屬和非金屬材料，廣泛應(yīng)用于航空航天、電子等行業(yè)，使得復(fù)雜形狀的零部件加工變得更加容易和高效。2.促進(jìn)通信技術(shù)發(fā)展：激光通信具有通信容量大、抗干擾能力強(qiáng)、保密性好等優(yōu)點(diǎn)。例如，衛(wèi)星激光通信可以實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸，為空間探索和全球通信提供了新的手段。在地面通信中，光纖激光通信已經(jīng)成為現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，支撐著互聯(lián)網(wǎng)、電話等各種通信業(yè)務(wù)的快速發(fā)展。3.助力醫(yī)療技術(shù)進(jìn)步：在醫(yī)療領(lǐng)域，激光技術(shù)為疾病的診斷和治療提供了新的方法和手段。例如，激光手術(shù)可以實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)治療，減少患者的痛苦和恢復(fù)時(shí)間。激光美容可以用于去除色斑、皺紋等皮膚問題。激光治療腫瘤可以通過高能量的激光束精確地破壞腫瘤組織，減少對(duì)周圍正常組織的損傷。4.推動(dòng)科學(xué)研究發(fā)展：在科學(xué)研究中，激光技術(shù)為微觀世界的研究提供了強(qiáng)大的工具。例如，激光光譜分析可以用于研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，幫助科學(xué)家了解分子和原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。激光冷卻和囚禁原子技術(shù)可以將原子冷卻到極低的溫度，為量子力學(xué)的研究和量子計(jì)算機(jī)的開發(fā)提供了基礎(chǔ)。5