激光理論考試題庫及答案

一、單項選擇題（每題2分，共10題）1.激光產(chǎn)生的必要條件不包括（）A.粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布B.光學諧振腔C.自發(fā)輻射D.泵浦源答案：C2.以下哪種不是激光的特性（）A.高亮度B.高方向性C.高相干性D.寬光譜答案：D3.增益介質(zhì)中實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的方法是（）A.自發(fā)輻射B.受激吸收C.泵浦D.受激輻射答案：C4.諧振腔的主要作用不包括（）A.提供正反饋B.提高增益C.選模D.產(chǎn)生泵浦答案：D5.常用的固體激光增益介質(zhì)是（）A.二氧化碳B.氦氖C.紅寶石D.氬離子答案：C6.激光的線寬主要取決于（）A.增益介質(zhì)B.諧振腔C.泵浦功率D.輸出鏡透過率答案：B7.受激輻射與自發(fā)輻射的區(qū)別在于（）A.產(chǎn)生光子的頻率B.產(chǎn)生光子的方向C.產(chǎn)生光子的數(shù)量D.產(chǎn)生光子的能量答案：B8.泵浦方式不包括（）A.光泵浦B.電泵浦C.化學泵浦D.磁泵浦答案：D9.激光輸出功率與（）有關A.增益介質(zhì)長度B.諧振腔損耗C.泵浦功率D.以上都是答案：D10.以下哪個波長屬于紅外激光（）A.632.8nmB.1064nmC.532nmD.488nm答案：B二、多項選擇題（每題2分，共10題）1.激光的主要特性有（）A.高亮度B.高單色性C.高相干性D.高方向性答案：ABCD2.實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的條件有（）A.合適的增益介質(zhì)B.泵浦源C.光學諧振腔D.自發(fā)輻射答案：ABC3.常見的激光增益介質(zhì)類型有（）A.氣體B.固體C.液體D.半導體答案：ABCD4.光學諧振腔的作用包括（）A.提供反饋B.選模C.增加增益D.產(chǎn)生泵浦答案：ABC5.影響激光輸出功率的因素有（）A.泵浦功率B.增益介質(zhì)特性C.諧振腔損耗D.輸出鏡透過率答案：ABCD6.激光產(chǎn)生過程涉及的物理過程有（）A.自發(fā)輻射B.受激吸收C.受激輻射D.無輻射躍遷答案：ABCD7.泵浦方法有（）A.光泵浦B.電泵浦C.化學泵浦D.核能泵浦答案：ABC8.激光的應用領域包括（）A.醫(yī)療B.通信C.加工D.測量答案：ABCD9.決定激光模式的因素有（）A.諧振腔結(jié)構(gòu)B.增益介質(zhì)特性C.泵浦功率D.輸出鏡反射率答案：AB10.激光與普通光相比，優(yōu)勢在于（）A.能量更集中B.相干性更好C.單色性更好D.傳播速度更快答案：ABC三、判斷題（每題2分，共10題）1.自發(fā)輻射產(chǎn)生的光子具有相同的方向。（）答案：錯誤2.只要有泵浦源就能實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。（）答案：錯誤3.光學諧振腔能提高激光的單色性。（）答案：正確4.增益介質(zhì)的增益系數(shù)始終不變。（）答案：錯誤5.激光在任何介質(zhì)中傳播都不會有損耗。（）答案：錯誤6.受激輻射的光子與外來光子具有相同特征。（）答案：正確7.半導體激光增益介質(zhì)只能通過電泵浦。（）答案：錯誤8.激光的線寬越窄，單色性越好。（）答案：正確9.提高泵浦功率一定能增加激光輸出功率。（）答案：錯誤10.所有激光的波長都在可見光范圍內(nèi)。（）答案：錯誤四、簡答題（每題5分，共4題）1.簡述激光產(chǎn)生的三個必要條件。答案：一是有合適的增益介質(zhì)，二是通過泵浦源實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，三是具備光學諧振腔，提供正反饋并選模。2.受激輻射與自發(fā)輻射的主要區(qū)別是什么？答案：自發(fā)輻射是原子自發(fā)地從高能級躍遷到低能級并輻射光子，光子方向、相位等隨機；受激輻射是在外界光子激勵下產(chǎn)生，輻射光子與外來光子頻率、方向、相位等相同。3.光學諧振腔有哪些主要作用？答案：主要作用有提供光學正反饋，使受激輻射不斷增強；對振蕩光束選模，確定激光的模式；還能增強增益，提高激光輸出的質(zhì)量和功率。4.簡述泵浦的概念及常見方式。答案：泵浦是向增益介質(zhì)輸入能量，實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的過程。常見方式有光泵浦，用電光源照射增益介質(zhì)；電泵浦，通過氣體放電等方式激勵；化學泵浦，利用化學反應釋放能量。五、討論題（每題5分，共4題）1.討論激光在醫(yī)療領域的應用及原理。答案：激光在醫(yī)療領域應用廣泛，如激光手術(shù)利用高能量激光聚焦汽化或切割組織；激光理療利用低能量激光刺激穴位等促進恢復。原理基于激光高能量、高聚焦性及與生物組織相互作用的特性。2.分析如何提高激光的輸出功率。答案：可提高泵浦功率，為增益介質(zhì)提供更多能量實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)；優(yōu)化增益介質(zhì)性能，提升增益系數(shù)；降低諧振腔損耗，如提高反射鏡反射率；合理設計諧振腔結(jié)構(gòu)，使激光振蕩更穩(wěn)定。3.探討激光通信的優(yōu)勢與面臨的挑戰(zhàn)。答案：優(yōu)勢在于通信容量大、保密性強、抗干擾能力好。面臨挑戰(zhàn)有大氣傳輸時受天氣等影