激光理論考試題庫及答案

一、單項(xiàng)選擇題（總共10題，每題2分）1.激光產(chǎn)生的物理基礎(chǔ)是：A.受激輻射B.自發(fā)輻射C.熒光D.原子能級躍遷答案：A2.激光器的基本組成部分不包括：A.泵浦源B.激活介質(zhì)C.光學(xué)諧振腔D.透鏡答案：D3.下面哪種激光器屬于固體激光器：A.氦氖激光器B.二氧化碳激光器C.釹玻璃激光器D.氬離子激光器答案：C4.激光束的發(fā)散角通常用哪個參數(shù)表示：A.波長B.光譜寬度C.模式D.發(fā)散角答案：D5.激光器的輸出功率主要取決于：A.泵浦源的強(qiáng)度B.激活介質(zhì)的長度C.諧振腔的反射率D.以上所有答案：D6.下面哪種材料不適合用作激光器的激活介質(zhì)：A.釹玻璃B.氦C.鈦寶石D.氬答案：B7.激光器的量子效率是指：A.激光輸出功率與泵浦功率的比值B.激光輸出功率與原子數(shù)密度的比值C.激光輸出功率與光子能量的比值D.激光輸出功率與激發(fā)能量的比值答案：A8.激光器的模式競爭現(xiàn)象是指：A.激光束的發(fā)散B.不同模式之間的能量競爭C.激光器的效率降低D.激光器的輸出功率不穩(wěn)定答案：B9.下面哪種激光器屬于氣體激光器：A.釹玻璃激光器B.氦氖激光器C.二氧化碳激光器D.氬離子激光器答案：B10.激光器的光束質(zhì)量通常用哪個參數(shù)表示：A.波長B.光譜寬度C.模式D.光束質(zhì)量因子答案：D二、多項(xiàng)選擇題（總共10題，每題2分）1.激光產(chǎn)生的條件包括：A.粒子數(shù)反轉(zhuǎn)B.光學(xué)諧振腔C.泵浦源D.受激輻射答案：A,B,C,D2.激光器的激活介質(zhì)可以是：A.固體B.氣體C.液體D.半導(dǎo)體答案：A,B,C,D3.激光器的泵浦方式包括：A.光泵浦B.電泵浦C.化學(xué)泵浦D.氣體泵浦答案：A,B,C4.激光器的光學(xué)諧振腔可以采用：A.平面-平面腔B.平面-曲面腔C.曲面-曲面腔D.菱形腔答案：A,B,C5.激光器的輸出方式包括：A.連續(xù)波輸出B.脈沖輸出C.鎖模輸出D.飛秒輸出答案：A,B,C,D6.激光器的模式包括：A.基模B.高階模C.模式競爭D.模式鎖定答案：A,B,C,D7.激光器的光束質(zhì)量因子包括：A.M2因子B.M1因子C.光束直徑D.光束發(fā)散角答案：A,B8.激光器的應(yīng)用包括：A.材料加工B.醫(yī)療治療C.光通信D.科學(xué)研究答案：A,B,C,D9.激光器的量子效率包括：A.內(nèi)部量子效率B.外部量子效率C.泵浦效率D.激光效率答案：A,B10.激光器的穩(wěn)定性包括：A.輸出功率穩(wěn)定性B.光束質(zhì)量穩(wěn)定性C.模式穩(wěn)定性D.長期穩(wěn)定性答案：A,B,C,D三、判斷題（總共10題，每題2分）1.激光產(chǎn)生的物理基礎(chǔ)是受激輻射。答案：正確2.激光器的基本組成部分包括泵浦源、激活介質(zhì)和光學(xué)諧振腔。答案：正確3.固體激光器通常具有較高的量子效率。答案：正確4.激光束的發(fā)散角通常用光束質(zhì)量因子表示。答案：錯誤5.激光器的輸出功率主要取決于泵浦源的強(qiáng)度。答案：正確6.激光器的模式競爭現(xiàn)象是指不同模式之間的能量競爭。答案：正確7.氦氖激光器屬于氣體激光器。答案：正確8.激光器的光束質(zhì)量通常用光束質(zhì)量因子表示。答案：正確9.激光器的應(yīng)用包括材料加工、醫(yī)療治療、光通信和科學(xué)研究。答案：正確10.激光器的穩(wěn)定性包括輸出功率穩(wěn)定性、光束質(zhì)量穩(wěn)定性、模式穩(wěn)定性和長期穩(wěn)定性。答案：正確四、簡答題（總共4題，每題5分）1.簡述激光產(chǎn)生的條件。答案：激光產(chǎn)生的條件包括粒子數(shù)反轉(zhuǎn)、光學(xué)諧振腔和泵浦源。粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是指在高能級上的粒子數(shù)多于低能級上的粒子數(shù)，光學(xué)諧振腔用于提供光子的反饋，泵浦源用于將粒子從低能級激發(fā)到高能級。2.簡述激光器的激活介質(zhì)。答案：激光器的激活介質(zhì)是產(chǎn)生激光的關(guān)鍵部分，可以是固體、氣體、液體或半導(dǎo)體。激活介質(zhì)中的粒子通過受激輻射產(chǎn)生激光，不同的激活介質(zhì)具有不同的激光特性和應(yīng)用范圍。3.簡述激光器的光學(xué)諧振腔。答案：激光器的光學(xué)諧振腔是提供光子反饋的關(guān)鍵部分，通常由兩個反射鏡組成。光子在諧振腔內(nèi)來回反射，通過受激輻射不斷放大，最終形成激光輸出。光學(xué)諧振腔的設(shè)計對激光器的輸出功率、光束質(zhì)量和模式特性有重要影響。4.簡述激光器的光束質(zhì)量。答案：激光器的光束質(zhì)量通常用光束質(zhì)量因子表示，該參數(shù)反映了光束的擴(kuò)散程度和聚焦能力。光束質(zhì)量因子越小，光束越接近理想高斯光束，聚焦能力越強(qiáng)。光束質(zhì)量因子受多種因素影響，包括激光器的結(jié)構(gòu)、激活介質(zhì)的特性和光學(xué)元件的質(zhì)量等。五、討論題（總共4題，每題5分）1.討論激光器的應(yīng)用領(lǐng)域。答案：激光器的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括材料加工、醫(yī)療治療、光通信和科學(xué)研究等。在材料加工領(lǐng)域，激光器可用于切割、焊接和表面處理等；在醫(yī)療治療領(lǐng)域，激光器可用于手術(shù)、治療和診斷等；在光通信領(lǐng)域，激光器可用于高速數(shù)據(jù)傳輸和光網(wǎng)絡(luò)等；在科學(xué)研究領(lǐng)域，激光器可用于物理實(shí)驗(yàn)、化學(xué)分析和生物研究等。2.討論激光器的模式競爭現(xiàn)象。答案：激光器的模式競爭現(xiàn)象是指不同模式之間的能量競爭，這會導(dǎo)致激光器的輸出功率不穩(wěn)定和光束質(zhì)量下降。模式競爭現(xiàn)象的產(chǎn)生與激光器的結(jié)構(gòu)、激活介質(zhì)的特性和光學(xué)元件的質(zhì)量等因素有關(guān)。為了減少模式競爭現(xiàn)象，可以采用特殊的諧振腔設(shè)計、優(yōu)化激活介質(zhì)的特性和提高光學(xué)元件的質(zhì)量等措施。3.討論激光器的量子效率。答案：激光器的量子效率是指激光輸出功率與泵浦功率的比值，包括內(nèi)部量子效率和外部量子效率。內(nèi)部量子效率是指激光輸出光子數(shù)與泵浦光子數(shù)的比值，外部量子效率是指激光輸出光子數(shù)與激發(fā)光子數(shù)的比值。提高激光器的量子效率可以增加激光輸出功率和降低泵浦源的能耗。為了提高量子效率，可以采用高效的泵浦源、優(yōu)化激活介質(zhì)的特性和減少能量損失等措施。4.討論激光器的穩(wěn)定性。答案：激光器的穩(wěn)定性包括輸出功率穩(wěn)定性、光束質(zhì)量穩(wěn)定性、模式穩(wěn)定性和長期穩(wěn)定性。輸出功率穩(wěn)定性是指激光