華中科技大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試《激光原理》考試復(fù)習(xí)大綱

一、 課程名稱(chēng)：

激光原理與技術(shù)

Laser Principle and Technology

二、 課程編碼：

三、 學(xué)分與學(xué)時(shí)：64/4

四、 先修課程：量子力學(xué)、幾何光學(xué)、物理光學(xué)

五、 課程教學(xué)目標(biāo)：

《激光原理與技術(shù)》課程是光電子專(zhuān)業(yè)本科生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，其教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生能夠掌握本課程的基本理論、基本分析方法和基本技能。初步具備應(yīng)用所學(xué)到的基本理論和方法分析和解決本專(zhuān)業(yè)的一般性問(wèn)題。

六、 適用學(xué)科專(zhuān)業(yè)： 高等院校光電子技術(shù)、光通訊、光電器件應(yīng)用物理等本科專(zhuān)業(yè)。

七、 基本教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)安排：

第一章 緒論(4學(xué)時(shí))

一、 激光的誕生及發(fā)展

二、 激光產(chǎn)生的機(jī)理

三、 激光的特性

四、 激光器實(shí)例

第二章光線矩陣及高斯光束(10學(xué)時(shí))

一、 光線的傳播

1. 光線矩陣

2. 雙周期性透鏡波導(dǎo)

3. 相同周期性透鏡波導(dǎo)

4. 光線在反射鏡之間的傳播

二、 光束在均勻介質(zhì)中傳輸

1. 均勻介質(zhì)中的基本高斯光束

2. ABCD法則

3. 高斯光束在透鏡波導(dǎo)中的傳輸

4. 均勻介質(zhì)中的高階高斯光束

三、 高斯光束的變換

1. 高斯光束通過(guò)薄透鏡的傳輸

2. 高斯光束的聚焦、準(zhǔn)直和匹配

3. 高斯光束的自再現(xiàn)變換與穩(wěn)定球面腔

第三章激光諧振腔 (10學(xué)時(shí))

一、 光學(xué)諧振腔的穩(wěn)定性條件

1. 光學(xué)諧振腔的穩(wěn)定性

2. 光學(xué)諧振腔的構(gòu)成與分類(lèi)

3. 光學(xué)諧振腔的作用

二、 光學(xué)諧振腔的模式

1. 光學(xué)諧振腔中光波模的諧振頻率

2. 光學(xué)諧振腔內(nèi)的多縱模振蕩和單縱模的選取

3. 縱模的頻率漂移

三、 平行平面腔的迭代法

1. 開(kāi)腔衍射理論的分析方法

四、 平穩(wěn)定球面腔

1. 對(duì)稱(chēng)共焦腔的模式

2. 一般穩(wěn)定球面腔與對(duì)稱(chēng)共焦腔的等價(jià)性

3. 一般穩(wěn)定球面腔的模式

4. 非穩(wěn)定球面腔

第四章光場(chǎng)與物質(zhì)的相互作用(8學(xué)時(shí))

一、 光場(chǎng)與物質(zhì)相互作用的理論

1. 光場(chǎng)與物質(zhì)相互作用的理論體系

2. 電介質(zhì)的極化

3. 原子自發(fā)輻射的經(jīng)典模型

二、 譜線加寬與線型函數(shù)

1. 光譜線的頻率分布

2. 愛(ài)因斯坦輻射系數(shù)在譜線加寬時(shí)的修正

3. 原子與有譜線線寬輻射場(chǎng)的相互作用

三、 均勻加寬和非均勻加寬

四、 激光器的速率方程理論

1. 三能級(jí)速率方程組

2. 四能級(jí)速率方程組

第五章 連續(xù)和脈沖激光器的運(yùn)行特性(8學(xué)時(shí))

一、 小信號(hào)增益系數(shù)

1. 增益系數(shù)正比于反轉(zhuǎn)粒子數(shù)

2. 增益系數(shù)與入射光場(chǎng)頻率的關(guān)系

二、 均勻加寬時(shí)的增益飽和

1. 增益飽和現(xiàn)象及其物理機(jī)制

2. 均勻加寬條件下反轉(zhuǎn)粒子數(shù)的飽和

3. 均勻加寬條件下的大信號(hào)增益

三、 均勻加寬時(shí)的增益飽和

1. 非均勻加寬條件下反轉(zhuǎn)粒子數(shù)的飽和

2. 非均勻加寬條件下的大信號(hào)增益

四、 連續(xù)激光器的穩(wěn)態(tài)工作特性

1. 激光器的閾值條件

2. 穩(wěn)態(tài)工作時(shí)的腔內(nèi)光強(qiáng)

3. 連續(xù)激光的輸出功率和最佳透過(guò)率