激光原理与技术复习大纲.pptx

激光原理与技术激光原理与技术复习提纲复习提纲激光原理部分激光原理部分Chap1 激光概论激光概论一、激光产生的机理一、激光产生的机理 1、理论体系、理论体系 2、光与物质相互作用的三种过程、光与物质相互作用的三种过程 3、增益系数的定义、增益系数的定义 4、激光产生的条件、激光产生的条件二、激光的特性及其应用二、激光的特性及其应用三、典型激光器三、典型激光器Chap2 光线的传播与高斯光束光线的传播与高斯光束一、光线的传输一、光线的传输1、能够推导典型光学系统的光线矩阵、能够推导典型光学系统的光线矩阵2、双周期透镜波导的稳定性条件、双周期透镜波导的稳定性条件二、光束在均匀介质中的传播二、光束在均匀介质中的传播1、均匀介质中的基本高斯光束、均匀介质中的基本高斯光束（1）振幅分布（光斑尺寸，束腰）振幅分布（光斑尺寸，束腰）（2）相位分布（等相位面的曲率半径）相位分布（等相位面的曲率半径）（3）瑞利长度）瑞利长度（4）孔径）孔径（5）远场发散角）远场发散角2、ABCD法则的应用法则的应用3、高阶高斯光束（会画强度花样分布图）、高阶高斯光束（会画强度花样分布图）三、高斯光束的变换三、高斯光束的变换1、q参数的定义参数的定义2、高斯光束通过薄透镜的传输、高斯光束通过薄透镜的传输3、聚焦（结合两张曲线图来理解）、聚焦（结合两张曲线图来理解）4、准直（典型准直系统的结构）、准直（典型准直系统的结构）5、匹配、匹配4、自再现变换的概念及其物理意义、自再现变换的概念及其物理意义Chap3 光学谐振腔一、光学谐振腔的分析方法及各自的特点一、光学谐振腔的分析方法及各自的特点二、稳定性条件二、稳定性条件1、光学谐振腔构成、分类、作用、光学谐振腔构成、分类、作用2、稳定性判别条件、稳定性判别条件三、光学谐振腔的模式三、光学谐振腔的模式1、横模的概念、横模的概念2、纵模、纵模（1）纵模频率的概念，谐振频率的概念）纵模频率的概念，谐振频率的概念（2）纵模间隔）纵模间隔（3）多纵模振荡条件，能够振荡的纵模数）多纵模振荡条件，能够振荡的纵模数三、平平腔迭代法（要求掌握菲涅耳数的概念；其他内容因为三、平平腔迭代法（要求掌握菲涅耳数的概念；其他内容因为已做课程设计，期末考试不作要求。）已做课程设计，期末考试不作要求。）四、稳定球面腔四、稳定球面腔1、方形镜对称共焦腔、方形镜对称共焦腔（1）镜面的场分布形式（厄米）镜面的场分布形式（厄米-高斯分布）高斯分布）（2）镜面上基模的光斑尺寸）镜面上基模的光斑尺寸（3）高阶模要会画强度花样图）高阶模要会画强度花样图（4）镜面为等相位面）镜面为等相位面（5）损耗和菲涅耳数的关系）损耗和菲涅耳数的关系（6）谐振频率）谐振频率（7）行波场（任意处的光斑尺寸，束腰，等相位面的曲率半径）行波场（任意处的光斑尺寸，束腰，等相位面的曲率半径，远场发散角），远场发散角）这部分知识与第这部分知识与第2章一样，对照理解章一样，对照理解（8）模体积的概念）模体积的概念2、圆形镜对称共焦腔、圆形镜对称共焦腔（与方形镜对称共焦腔的相同点和不同点）（与方形镜对称共焦腔的相同点和不同点）3、对称共焦腔和一般稳定球面腔的等价性的描述、对称共焦腔和一般稳定球面腔的等价性的描述4、一般稳定球面腔的模式、一般稳定球面腔的模式注：可以采取等价性的方法求解，也可以采取自洽场注：可以采取等价性的方法求解，也可以采取自洽场的方法求解。的方法求解。五、非稳腔五、非稳腔1.非稳腔的优点非稳腔的优点2.虚共焦腔和非对称实共焦腔（包括共轭像点、虚共焦腔和非对称实共焦腔（包括共轭像点、几何自再现波形、几何放大率、能量损耗、单端输几何自再现波形、几何放大率、能量损耗、单端输出条件）出条件）Chap4 光场与物质相互作用一、理论体系（同一、理论体系（同chap1）二、谱线加宽与线性函数二、谱线加宽与线性函数1、谱线加宽的概念、谱线加宽的概念2、线性函数的概念、线性函数的概念3、爱因斯坦辐射系数在谱线加宽时的修正、爱因斯坦辐射系数在谱线加宽时的修正三、均匀加宽与非均匀加宽（各自的特点，形式，区别，基本公式）三、均匀加宽与非均匀加宽（各自的特点，形式，区别，基本公式）四、速率方程四、速率方程1、速率方程描述的是什么？、速率方程描述的是什么？2、能够根据能级图列出速率方程（三能级、四能级）、能够根据能级图列出速率方程（三能级、四能级）3、为什么四能级系统更容易产生激光？、为什么四能级系统更容易产生激光？Chap5 连续激光器的增益及工作特性一、小信号增益系数的基本概念和物理含义一、小信号增益系数的基本概念和物理含义二、均匀加宽时的增益饱和二、均匀加宽时的增益饱和1、现象及其物理机制、现象及其物理机制2、均匀加宽大信号增益系数、均匀加宽大信号增益系数3、均匀加宽情况下，在强光作用下弱光的增益如何？、均匀加宽情况下，在强光作用下弱光的增益如何？三、非均匀加宽时的增益饱和三、非均匀加宽时的增益饱和1、现象及其物理机制（一般的非均匀加宽、多普勒加宽）、现象及其物理机制（一般的非均匀加宽、多普勒加宽）2、非均匀加宽大信号增益系数、非均匀加宽大信号增益系数四、连续激光器的稳态工作特性四、连续激光器的稳态工作特性1、激光产生过程（为什么连续激光器能够连续的输出稳定的功率？）、激光产生过程（为什么连续激光器能够连续的输出稳定的功率？）2、阈值的概念及其物理含义、阈值的概念及其物理含义3、均匀加宽激光器的模式竞争、均匀加宽激光器的模式竞争（1）现象及其物理机制）现象及其物理机制（2）空间烧孔）空间烧孔 多纵模振荡多纵模振荡4、非均匀加宽激光器的多纵模振荡、非均匀加宽激光器的多纵模振荡（1）现象及其物理机制）现象及其物理机制（2）非均匀加宽激光器模式竞争的表现形式（普通非均匀）非均匀加宽激光器模式竞争的表现形式（普通非均匀加宽激光器，多普勒激光器）加宽激光器，多普勒激光器）5、连续激光器的输出功率和最佳透过率、连续激光器的输出功率和最佳透过率（1）均匀加宽单纵模激光器）均匀加宽单纵模激光器（2）非均匀加宽单纵模激光器）非均匀加宽单纵模激光器6、兰姆凹陷（现象及其物理机制）、兰姆凹陷（现象及其物理机制）