關(guān)于鎖模技術(shù)試題及答案一、選擇題（每題3分，共30分）1.鎖模技術(shù)的主要目的是（）A.提高激光的功率B.壓縮激光脈沖寬度C.增加激光的波長(zhǎng)D.改善激光的模式2.以下哪種鎖模方式屬于主動(dòng)鎖模（）A.可飽和吸收體鎖模B.克爾透鏡鎖模C.聲光鎖模D.半導(dǎo)體可飽和吸收鏡鎖模3.鎖模激光器中，縱模之間的頻率間隔與（）有關(guān)A.激光增益介質(zhì)的長(zhǎng)度B.激光腔的長(zhǎng)度C.激光的波長(zhǎng)D.激光的功率4.在鎖模過(guò)程中，鎖相的含義是（）A.使各縱模的頻率相同B.使各縱模的相位保持固定關(guān)系C.使各縱模的振幅相等D.使各縱模的偏振方向一致5.可飽和吸收體鎖模的原理是（）A.利用吸收體對(duì)強(qiáng)光和弱光吸收系數(shù)的差異B.利用吸收體的非線性光學(xué)效應(yīng)C.利用吸收體的聲光效應(yīng)D.利用吸收體的電光效應(yīng)6.克爾透鏡鎖模是基于（）A.增益介質(zhì)的克爾效應(yīng)B.吸收體的克爾效應(yīng)C.反射鏡的克爾效應(yīng)D.輸出鏡的克爾效應(yīng)7.鎖模激光脈沖的脈寬通常（）A.在納秒量級(jí)以上B.在皮秒到飛秒量級(jí)C.在微秒量級(jí)D.與連續(xù)激光脈寬相同8.主動(dòng)鎖模中，調(diào)制頻率應(yīng)等于（）A.縱模頻率B.縱模頻率間隔C.橫模頻率D.橫模頻率間隔9.鎖模技術(shù)可以產(chǎn)生（）A.單縱模激光B.多縱模激光且各縱模相位鎖定C.單橫模激光D.多橫模激光10.半導(dǎo)體可飽和吸收鏡鎖模的優(yōu)點(diǎn)不包括（）A.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單B.易于實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)鎖模C.鎖模穩(wěn)定性差D.可用于多種激光系統(tǒng)二、填空題（每題3分，共30分）1.鎖模技術(shù)分為主動(dòng)鎖模和______鎖模兩大類。2.縱模之間的頻率間隔公式為______。3.可飽和吸收體在強(qiáng)光作用下吸收系數(shù)______。4.克爾透鏡鎖模利用了增益介質(zhì)的______效應(yīng)，使介質(zhì)的折射率隨光強(qiáng)變化。5.主動(dòng)鎖模通常采用______或電光調(diào)制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。6.鎖模激光脈沖的峰值功率與平均功率的關(guān)系是______。7.鎖模過(guò)程中，各縱模的相位鎖定后，輸出的是______脈沖序列。8.半導(dǎo)體可飽和吸收鏡的主要參數(shù)有飽和通量、______和調(diào)制深度等。9.鎖模激光器的腔長(zhǎng)決定了輸出脈沖的______。10.鎖模技術(shù)的關(guān)鍵是使各縱模之間實(shí)現(xiàn)______。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述鎖模技術(shù)的基本原理。2.比較主動(dòng)鎖模和被動(dòng)鎖模的特點(diǎn)。3.說(shuō)明可飽和吸收體鎖模的工作過(guò)程。四、計(jì)算題（10分）已知一鎖模激光器的腔長(zhǎng)為1m，求其縱模之間的頻率間隔。（光速c=3×10?m/s）答案一、選擇題1.B。鎖模技術(shù)主要是通過(guò)使激光器的多個(gè)縱模相位鎖定，從而壓縮激光脈沖寬度，獲得超短脈沖。2.C。聲光鎖模是通過(guò)聲光調(diào)制器對(duì)激光腔內(nèi)的光進(jìn)行周期性調(diào)制，屬于主動(dòng)鎖模；可飽和吸收體鎖模、克爾透鏡鎖模、半導(dǎo)體可飽和吸收鏡鎖模屬于被動(dòng)鎖模。3.B。縱模之間的頻率間隔\(\Delta\nu=\frac{c}{2L}\)，其中\(zhòng)(L\)為激光腔的長(zhǎng)度。4.B。鎖相是使各縱模的相位保持固定關(guān)系，這樣各縱模才能相干疊加形成超短脈沖。5.A?？娠柡臀阵w對(duì)強(qiáng)光和弱光吸收系數(shù)不同，強(qiáng)光作用下吸收系數(shù)降低，從而實(shí)現(xiàn)鎖模。6.A。克爾透鏡鎖?；谠鲆娼橘|(zhì)的克爾效應(yīng)，光強(qiáng)變化導(dǎo)致介質(zhì)折射率變化，形成類似透鏡的作用。7.B。鎖模技術(shù)產(chǎn)生的激光脈沖脈寬通常在皮秒到飛秒量級(jí)。8.B。主動(dòng)鎖模中，調(diào)制頻率應(yīng)等于縱模頻率間隔，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)各縱模的有效調(diào)制。9.B。鎖模技術(shù)使多縱模激光的各縱模相位鎖定，輸出超短脈沖。10.C。半導(dǎo)體可飽和吸收鏡鎖模的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)鎖模、可用于多種激光系統(tǒng)，鎖模穩(wěn)定性較好。二、填空題1.被動(dòng)2.\(\Delta\nu=\frac{c}{2L}\)3.降低4.克爾5.聲光調(diào)制器6.峰值功率遠(yuǎn)大于平均功率7.超短8.非飽和損耗9.重復(fù)頻率10.相位鎖定三、簡(jiǎn)答題1.鎖模技術(shù)的基本原理是使激光器的多個(gè)縱模之間實(shí)現(xiàn)相位鎖定。在普通激光器中，各縱模的相位是隨機(jī)的，輸出為連續(xù)光。而鎖模通過(guò)一定的方法（主動(dòng)或被動(dòng)）使各縱模的相位保持固定關(guān)系，當(dāng)這些縱模相干疊加時(shí)，就會(huì)在時(shí)域上形成一系列等間隔的超短脈沖輸出。2.主動(dòng)鎖模特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可以精確控制鎖模過(guò)程，通過(guò)外部調(diào)制器實(shí)現(xiàn)，調(diào)制頻率可根據(jù)需要調(diào)整，能產(chǎn)生穩(wěn)定的鎖模脈沖序列，脈沖的重復(fù)頻率和脈寬可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)和控制。缺點(diǎn)：需要額外的調(diào)制設(shè)備，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，成本較高。被動(dòng)鎖模特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要外部調(diào)制設(shè)備，易于實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)鎖模，能產(chǎn)生極短的脈沖。缺點(diǎn)：鎖模過(guò)程較難精確控制，脈沖的穩(wěn)定性可能不如主動(dòng)鎖模，對(duì)環(huán)境因素較為敏感。3.可飽和吸收體鎖模的工作過(guò)程如下：在激光器開始工作時(shí)，腔內(nèi)存在各種噪聲和微弱的光信號(hào)?？娠柡臀阵w對(duì)弱光有較大的吸收系數(shù)，會(huì)抑制這些弱光信號(hào)。當(dāng)有較強(qiáng)的光脈沖通過(guò)可飽和吸收體時(shí)，由于其可飽和吸收特性，吸收體對(duì)強(qiáng)光的吸收系數(shù)降低，強(qiáng)光脈沖能夠相對(duì)容易地通過(guò)。這樣，在腔內(nèi)經(jīng)過(guò)多次往返后，較強(qiáng)的脈沖得到增強(qiáng)，而較弱的噪聲信號(hào)被抑制，最終形成穩(wěn)定的超短脈沖序列輸出。四、計(jì)算題已知腔長(zhǎng)\(L=1m\)，根據(jù)縱模頻率間隔公式\(\Delta\nu=\frac{c}{2L}\)，其中\(zhòng)(