電光調(diào)q技術(shù)的基本原理概論試題及答案電光調(diào)Q技術(shù)的基本原理試卷一、單項選擇題（每題3分，共30分）1.調(diào)Q技術(shù)的主要目的是（）A.提高激光的頻率B.提高激光的脈沖能量和峰值功率C.降低激光的損耗D.增加激光的脈寬2.電光調(diào)Q技術(shù)中，常用的電光晶體是（）A.紅寶石晶體B.釹玻璃C.鈮酸鋰晶體D.半導(dǎo)體晶體3.在電光調(diào)Q過程中，初始時諧振腔的Q值（）A.很高B.很低C.不變D.先高后低4.電光晶體的電光效應(yīng)是指（）A.晶體在電場作用下產(chǎn)生機械形變B.晶體在光的作用下產(chǎn)生電場C.晶體的光學(xué)性質(zhì)（如折射率）在電場作用下發(fā)生變化D.晶體在光的作用下產(chǎn)生熱效應(yīng)5.電光調(diào)Q激光器中，Q值的變化與（）有關(guān)A.泵浦功率B.電光晶體上所加電壓C.激光介質(zhì)的增益D.輸出鏡的反射率6.當電光晶體上加上合適的電壓時，會使通過它的光的偏振態(tài)（）A.不變B.旋轉(zhuǎn)45°C.旋轉(zhuǎn)90°D.旋轉(zhuǎn)180°7.在電光調(diào)Q過程中，當諧振腔Q值突然升高時，（）A.激光開始振蕩并輸出強脈沖B.激光停止振蕩C.激光的頻率發(fā)生變化D.激光的波長發(fā)生變化8.電光調(diào)Q技術(shù)相比于其他調(diào)Q技術(shù)的優(yōu)點是（）A.結(jié)構(gòu)簡單B.調(diào)Q速度快C.成本低D.對激光介質(zhì)要求低9.電光調(diào)Q激光器中，起偏器和檢偏器的偏振方向通常（）A.平行B.垂直C.成45°角D.無固定關(guān)系10.要實現(xiàn)電光調(diào)Q，所加的電壓應(yīng)滿足（）A.使晶體產(chǎn)生最大的相位延遲B.使晶體產(chǎn)生最小的相位延遲C.使晶體產(chǎn)生π/2相位延遲D.使晶體產(chǎn)生π相位延遲二、多項選擇題（每題4分，共20分）1.以下屬于調(diào)Q技術(shù)的有（）A.電光調(diào)QB.聲光調(diào)QC.被動調(diào)QD.主動調(diào)Q2.電光調(diào)Q技術(shù)的基本組成部分包括（）A.激光介質(zhì)B.泵浦源C.電光晶體D.起偏器和檢偏器3.影響電光調(diào)Q激光器輸出脈沖特性的因素有（）A.泵浦能量B.電光晶體的性能C.諧振腔的設(shè)計D.調(diào)Q電壓的幅度和時間4.電光調(diào)Q過程中，涉及到的物理過程有（）A.泵浦過程B.能量存儲過程C.快速釋放能量過程D.光的偏振態(tài)變化過程5.電光調(diào)Q技術(shù)在哪些領(lǐng)域有應(yīng)用（）A.激光加工B.激光測距C.激光醫(yī)療D.激光通信三、判斷題（每題2分，共20分）1.調(diào)Q技術(shù)可以將連續(xù)激光轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖激光。（）2.電光晶體的電光效應(yīng)只與晶體本身的性質(zhì)有關(guān)，與所加電場無關(guān)。（）3.在電光調(diào)Q過程中，Q值的變化是連續(xù)的。（）4.起偏器的作用是只允許特定偏振方向的光通過。（）5.電光調(diào)Q激光器中，當電光晶體上不加電壓時，諧振腔的Q值最低。（）6.增加泵浦功率一定能提高電光調(diào)Q激光器輸出脈沖的峰值功率。（）7.電光調(diào)Q技術(shù)中，調(diào)Q速度越快，輸出脈沖的峰值功率越高。（）8.檢偏器的偏振方向與起偏器的偏振方向平行時，光才能完全通過。（）9.電光調(diào)Q激光器的輸出脈沖寬度主要取決于諧振腔的長度。（）10.電光調(diào)Q技術(shù)可以精確控制激光脈沖的輸出時間。（）四、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述電光調(diào)Q技術(shù)的基本原理。2.說明電光調(diào)Q過程中Q值是如何變化的，以及這種變化對激光輸出的影響。3.分析影響電光調(diào)Q激光器輸出脈沖峰值功率的因素。答案一、單項選擇題1.B。調(diào)Q技術(shù)主要是通過控制諧振腔的Q值，將能量在激光介質(zhì)中存儲起來，然后快速釋放，從而提高激光的脈沖能量和峰值功率。2.C。鈮酸鋰晶體是電光調(diào)Q技術(shù)中常用的電光晶體，具有良好的電光性能。3.B。初始時，通過使諧振腔的損耗很大，Q值很低，抑制激光振蕩，使激光介質(zhì)中的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)積累到很高的水平。4.C。電光效應(yīng)是指晶體的光學(xué)性質(zhì)（如折射率）在電場作用下發(fā)生變化。5.B。電光晶體上所加電壓會改變晶體的光學(xué)性質(zhì)，從而影響諧振腔的損耗，進而改變Q值。6.C。當電光晶體上加上合適的電壓（半波電壓）時，會使通過它的光的偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)90°。7.A。當諧振腔Q值突然升高時，激光開始振蕩并輸出強脈沖，將之前存儲在激光介質(zhì)中的能量快速釋放出來。8.B。電光調(diào)Q技術(shù)的調(diào)Q速度快，能夠?qū)崿F(xiàn)窄脈寬、高峰值功率的激光輸出。9.B。起偏器和檢偏器的偏振方向通常垂直，在電光晶體不加電壓時，光不能通過檢偏器，諧振腔損耗大，Q值低。10.C。要實現(xiàn)電光調(diào)Q，所加的電壓應(yīng)使晶體產(chǎn)生π/2相位延遲，即半波電壓，使光的偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)90°。二、多項選擇題1.ABCD。調(diào)Q技術(shù)包括電光調(diào)Q、聲光調(diào)Q、被動調(diào)Q和主動調(diào)Q等多種方式。2.ABCD。電光調(diào)Q技術(shù)的基本組成部分包括激光介質(zhì)、泵浦源、電光晶體、起偏器和檢偏器等。3.ABCD。泵浦能量、電光晶體的性能、諧振腔的設(shè)計以及調(diào)Q電壓的幅度和時間等都會影響電光調(diào)Q激光器輸出脈沖的特性。4.ABCD。電光調(diào)Q過程中涉及泵浦過程使粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，能量存儲過程，快速釋放能量過程以及光的偏振態(tài)變化過程。5.ABCD。電光調(diào)Q技術(shù)在激光加工、激光測距、激光醫(yī)療和激光通信等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。三、判斷題1.√。調(diào)Q技術(shù)可以將連續(xù)激光轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖激光，通過控制Q值實現(xiàn)能量的存儲和釋放。2.×。電光晶體的電光效應(yīng)與晶體本身的性質(zhì)和所加電場都有關(guān)，電場會改變晶體的光學(xué)性質(zhì)。3.×。在電光調(diào)Q過程中，Q值是突然變化的，而不是連續(xù)變化的。4.√。起偏器的作用是只允許特定偏振方向的光通過。5.×。電光調(diào)Q激光器中，當電光晶體上加上合適電壓時，諧振腔的Q值最低，因為此時光不能通過檢偏器，損耗大。6.×。增加泵浦功率不一定能提高電光調(diào)Q激光器輸出脈沖的峰值功率，還受到其他因素如諧振腔損耗、調(diào)Q效率等的影響。7.√。電光調(diào)Q技術(shù)中，調(diào)Q速度越快，能量釋放越迅速，輸出脈沖的峰值功率越高。8.×。檢偏器的偏振方向與起偏器的偏振方向垂直時，在電光晶體不加電壓的情況下，光不能通過；當電光晶體加上合適電壓使光的偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)90°后，光才能通過檢偏器。9.×。電光調(diào)Q激光器的輸出脈沖寬度主要取決于激光介質(zhì)的增益特性、諧振腔的損耗和調(diào)Q速度等，而不是主要取決于諧振腔的長度。10.√。電光調(diào)Q技術(shù)可以通過控制調(diào)Q電壓的時間精確控制激光脈沖的輸出時間。四、簡答題1.簡述電光調(diào)Q技術(shù)的基本原理電光調(diào)Q技術(shù)的基本原理是利用電光晶體的電光效應(yīng)來控制諧振腔的Q值。在激光器開始工作時，給電光晶體加上合適的電壓（半波電壓），使通過起偏器的線偏振光的偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)90°，由于檢偏器的偏振方向與起偏器垂直，此時光不能通過檢偏器，諧振腔的損耗很大，Q值很低，激光振蕩不能形成，激光介質(zhì)中的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)不斷積累。當粒子數(shù)反轉(zhuǎn)達到最大值時，突然撤去電光晶體上的電壓，光的偏振態(tài)恢復(fù)原來方向，能夠通過檢偏器，諧振腔的損耗突然減小，Q值突然升高，激光介質(zhì)中積累的能量迅速以激光脈沖的形式釋放出來，從而獲得高峰值功率的激光脈沖。2.說明電光調(diào)Q過程中Q值是如何變化的，以及這種變化對激光輸出的影響在電光調(diào)Q過程中，初始時給電光晶體加上電壓，使諧振腔的損耗很大，Q值很低。此時，泵浦源持續(xù)工作，激光介質(zhì)中的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)不斷積累，但由于Q值低，激光振蕩被抑制。當粒子數(shù)反轉(zhuǎn)積累到最大值時，突然撤去電光晶體上的電壓，諧振腔的損耗突然減小，Q值突然升高。這種Q值的變化對激光輸出有重要影響。在Q值低時，激光介質(zhì)中不斷存儲能量，粒子數(shù)反轉(zhuǎn)不斷增加。當Q值突然升高時，激光開始振蕩，將之前存儲在激光介質(zhì)中的能量快速釋放出來，形成一個強的激光脈沖，大大提高了激光的脈沖能量和峰值功率。3.分析影響電光調(diào)Q激光器輸出脈沖峰值功率的因素影響電光調(diào)Q激光器輸出脈沖峰值功率的因素主要有以下幾個方面：泵浦能量：泵浦能量越大，能夠使激光介質(zhì)中的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)達到更高的水平，從而存儲更多的能量，在Q值突然升高時釋放出的能量也就越多，輸出脈沖的峰值功率越高。但泵浦能量過高可能會導(dǎo)致激光介質(zhì)的熱效應(yīng)等問題，影響激光器的性能。電光晶體的性能：電光晶體的電光系數(shù)、響應(yīng)速度等性能會影響調(diào)Q的效果。電光系數(shù)越大，在相同電壓下晶體對光的偏振態(tài)改變越明顯；響應(yīng)速度越快，能夠更快速地實現(xiàn)Q值的變化，有利于提高輸出脈沖的峰值功率。諧振腔的設(shè)計：諧振腔的損耗、長度等會影響激光的振蕩和能量的存儲與釋放。諧振腔的損耗越小，在Q值升高時激光振蕩越容易形成，輸出脈沖的峰值功率越高；諧振腔的長度會影響激光脈沖的脈寬和輸出特性。調(diào)Q電壓的幅度和時間：