激光技術(shù)筆試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題3分，共30分）1.以下哪種物質(zhì)不是常見的激光工作物質(zhì)？（）A.紅寶石B.二氧化碳C.水D.釹玻璃答案：C。常見的激光工作物質(zhì)有固體（如紅寶石、釹玻璃）、氣體（如二氧化碳）等，水一般不作為激光工作物質(zhì)。2.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)輻射答案：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)輻射只是一種普通的輻射現(xiàn)象，不是激光產(chǎn)生的必要條件。3.下列關(guān)于激光的特點(diǎn)，描述錯(cuò)誤的是（）A.高亮度B.高方向性C.高單色性D.高散射性答案：D。激光具有高亮度、高方向性、高單色性等特點(diǎn)，而不是高散射性，激光的方向性好，散射小。4.激光的高方向性主要是由（）決定的。A.粒子數(shù)反轉(zhuǎn)B.光學(xué)諧振腔C.泵浦源D.激光工作物質(zhì)答案：B。光學(xué)諧振腔對(duì)激光的傳播方向進(jìn)行了選擇和限制，使得激光具有高方向性。5.紅寶石激光器屬于（）A.氣體激光器B.固體激光器C.液體激光器D.半導(dǎo)體激光器答案：B。紅寶石是固體，所以紅寶石激光器屬于固體激光器。6.二氧化碳激光器輸出的激光波長(zhǎng)是（）A.0.6943μmB.1.06μmC.10.6μmD.0.532μm答案：C。二氧化碳激光器輸出的激光波長(zhǎng)通常為10.6μm。7.激光加工中，利用激光的（）可以進(jìn)行打孔、切割等加工。A.高亮度B.高方向性C.高單色性D.相干性答案：A。激光的高亮度使其能量高度集中，能夠在材料表面產(chǎn)生高溫，從而實(shí)現(xiàn)打孔、切割等加工。8.下列哪種應(yīng)用不屬于激光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用？（）A.激光手術(shù)B.激光美容C.激光測(cè)距D.激光治療近視答案：C。激光測(cè)距是激光在測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用，激光手術(shù)、激光美容、激光治療近視都屬于激光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。9.激光通信與傳統(tǒng)通信相比，其優(yōu)點(diǎn)不包括（）A.通信容量大B.保密性好C.抗干擾能力強(qiáng)D.傳輸距離短答案：D。激光通信具有通信容量大、保密性好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并且可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸。10.半導(dǎo)體激光器的特點(diǎn)不包括（）A.體積小B.效率高C.壽命短D.可直接調(diào)制答案：C。半導(dǎo)體激光器具有體積小、效率高、可直接調(diào)制等特點(diǎn)，并且壽命較長(zhǎng)。二、多項(xiàng)選擇題（每題4分，共20分）1.激光產(chǎn)生的三個(gè)基本要素是（）A.激光工作物質(zhì)B.泵浦源C.光學(xué)諧振腔D.探測(cè)器答案：ABC。激光產(chǎn)生的三個(gè)基本要素是激光工作物質(zhì)、泵浦源和光學(xué)諧振腔，探測(cè)器用于檢測(cè)激光，不是激光產(chǎn)生的要素。2.激光的特性有（）A.高亮度B.高方向性C.高單色性D.高相干性答案：ABCD。激光具有高亮度、高方向性、高單色性和高相干性等特性。3.以下屬于激光應(yīng)用領(lǐng)域的有（）A.工業(yè)加工B.醫(yī)療C.通信D.測(cè)量答案：ABCD。激光在工業(yè)加工（如打孔、切割）、醫(yī)療（如激光手術(shù)）、通信（如光纖通信）、測(cè)量（如激光測(cè)距）等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。4.常見的固體激光工作物質(zhì)有（）A.紅寶石B.釹玻璃C.摻釹釔鋁石榴石（Nd:YAG）D.二氧化碳答案：ABC。紅寶石、釹玻璃、摻釹釔鋁石榴石（Nd:YAG）都屬于固體激光工作物質(zhì)，二氧化碳是氣體激光工作物質(zhì)。5.激光加工的優(yōu)點(diǎn)有（）A.加工精度高B.非接觸加工C.可加工各種材料D.加工速度快答案：ABCD。激光加工具有加工精度高、非接觸加工、可加工各種材料、加工速度快等優(yōu)點(diǎn)。三、判斷題（每題2分，共20分）1.激光是一種自發(fā)輻射光。（）答案：錯(cuò)誤。激光是受激輻射光，不是自發(fā)輻射光。2.粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布是激光產(chǎn)生的必要條件之一。（）答案：正確。粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布使得高能級(jí)粒子數(shù)多于低能級(jí)粒子數(shù)，是激光產(chǎn)生的必要條件。3.所有的激光工作物質(zhì)都可以產(chǎn)生連續(xù)激光。（）答案：錯(cuò)誤。有些激光工作物質(zhì)只能產(chǎn)生脈沖激光，不是所有的都能產(chǎn)生連續(xù)激光。4.激光的高方向性意味著激光在傳播過(guò)程中不會(huì)發(fā)散。（）答案：錯(cuò)誤。激光雖然具有高方向性，但在傳播過(guò)程中還是會(huì)有一定的發(fā)散，只是發(fā)散角很小。5.激光加工只能對(duì)金屬材料進(jìn)行加工。（）答案：錯(cuò)誤。激光加工可以對(duì)金屬材料、非金屬材料（如陶瓷、塑料等）進(jìn)行加工。6.激光在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用只有激光武器。（）答案：錯(cuò)誤。激光在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用除了激光武器，還有激光測(cè)距、激光制導(dǎo)等。7.激光通信的保密性好是因?yàn)榧す獾牟ㄩL(zhǎng)單一。（）答案：正確。激光的高單色性（波長(zhǎng)單一）使得其不易被截獲和干擾，保密性好。8.半導(dǎo)體激光器的效率比其他類型的激光器都低。（）答案：錯(cuò)誤。半導(dǎo)體激光器具有較高的效率。9.激光美容主要是利用激光的高亮度來(lái)去除色斑、皺紋等。（）答案：正確。激光美容通過(guò)高亮度的激光作用于皮膚，去除色斑、皺紋等。10.激光測(cè)距的原理是利用激光的高相干性。（）答案：錯(cuò)誤。激光測(cè)距的原理是利用激光的高方向性和傳播速度快，通過(guò)測(cè)量激光往返的時(shí)間來(lái)計(jì)算距離。四、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述激光產(chǎn)生的原理。答案：激光產(chǎn)生的原理基于受激輻射。首先，需要有一個(gè)激光工作物質(zhì)，它包含能夠?qū)崿F(xiàn)能級(jí)躍遷的粒子。通過(guò)泵浦源（如光泵、電泵等）向激光工作物質(zhì)輸入能量，使處于低能級(jí)的粒子吸收能量躍遷到高能級(jí)，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)能量等于兩能級(jí)之差的光子入射到處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的工作物質(zhì)中時(shí)，會(huì)誘發(fā)高能級(jí)上的粒子產(chǎn)生受激輻射，發(fā)射出一個(gè)與入射光子頻率、相位、傳播方向和偏振方向都相同的光子。這些光子在光學(xué)諧振腔中來(lái)回反射，不斷激發(fā)更多的粒子產(chǎn)生受激輻射，使光子數(shù)量不斷增加，形成強(qiáng)大的激光束，最后從諧振腔的一端輸出。2.比較固體激光器和氣體激光器的特點(diǎn)。答案：固體激光器的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：能量密度高，能夠產(chǎn)生高功率的激光脈沖。結(jié)構(gòu)緊湊，體積相對(duì)較小。輸出波長(zhǎng)范圍較寬，可通過(guò)選擇不同的激光工作物質(zhì)獲得不同波長(zhǎng)的激光。缺點(diǎn)：效率相對(duì)較低。散熱問(wèn)題較嚴(yán)重，需要良好的冷卻系統(tǒng)。氣體激光器的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：輸出激光的光束質(zhì)量好，方向性和單色性佳?？梢赃B續(xù)輸出激光，輸出功率穩(wěn)定。效率相對(duì)較高。缺點(diǎn)：裝置體積較大。氣體工作物質(zhì)需要定期更換。3.舉例說(shuō)明激光在三個(gè)不同領(lǐng)域的應(yīng)用及其原理。答案：工業(yè)加工領(lǐng)域（如激光切割）：原理是利用激光的高亮度，將激光束聚焦在材料表面，使材料瞬間被加熱到熔點(diǎn)甚至沸點(diǎn)，材料迅速熔化或氣化，同時(shí)借助輔助氣體將熔化物吹走，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的切割。例如在汽車制造中，可以用激光切割各種形狀的金屬板材。醫(yī)學(xué)領(lǐng)域（如激光手術(shù)）：利用激光的高能量和可聚焦性，將激光精確地作用于病變組織。激光能量被組織吸收后產(chǎn)生熱效應(yīng)、光化學(xué)效應(yīng)等，使病變組織凝固、氣化或切割，而周圍正常組