1. 激光器的基本组成结构有哪些工作物质、谐振腔、泵浦系统（3个）
2. 泵浦系统的激励方式光激励、放电激励、热能激励、化学能激励、核能激励（5个） 3. 不同激光器的激励方式：
气体激光器： He-Ne激光器：一般采用放电激励 CO2激光器：放电激励 气体激光器
1. 气体放电的基本种类:激发与电离的区别？ e ′ + A ―― e + A′ （原子激发）
e′ + A ―――― e + A+ + △e （原子电离）e ′高速电子 He-Ne激光器（填空、判断）
1. Ne气是工作气体，He气是辅助气体（用以提高Ne原子的泵浦速率） 2. 气压比He：Ne=5:1到7:1 3. 峰值波长632.8nm 4. 四能级系统
5. 上能级激发途径：共振转移、电子直接碰撞激发、串级跃迁
6. 亚稳态能级回到基态的方式：跟据能量选择定则不可以自发的回落到基态，但可以和管
壁碰撞，将能量传递给管壁，以能量热损失的方式使自己回落到基态。这也是He-Ne激光器中要有一根内径很细的放电管的原因。
7. 跟管壁碰撞是He-Ne激光器的必学要求，因此放电管要设计成毛细放电管便于碰撞 He-Ne激光器的输出特性
1. 最佳放电条件：当放电电流i较小时，n3上能级粒子数与i成线性增大变化；当i很大
时，呈饱和现象。（当放电电流增大时，电子数目增多，碰撞机会增大，易产生消激发，影响上能级粒子数积累）。N2下能级随放电电流i呈直线变化，不出现饱和。（因为2P4上的粒子是电子直接激励基态Ne原子得到的，切2P4到1S自发辐射极快）
2. 放电电流过大和过小对粒子数反转的不良影响:放电电流小，上能级粒子数被激发的少；
过大，电子数目增多，电子碰撞几率增大，影响电子的能量，消激发加剧，上能级粒子数增加变少。放电电流过大时，由于下能级增加的粒子数比上能级多，反转粒子数就会下降。因此反转粒子数存在最佳放电电流条件。因增益正比于反转粒子数密度，因而增益野存在最佳放电电流。
3. 气压高或低对粒子数反转的不良影响：气压过低，粒子数少，粒子数反转也减少；气压
过高，电子碰撞次数增多，电子温度低，上能级粒子数降低。 4. Ne过少的影响是什么？ 当总气压一定时， Ne气含量过少，n1减少，使n3减少； Ne
含量过多，因Ne比He易电离而导致电子能量和温度降低，使S/04和n3减小.由于Ne原子激光上能级的粒子数主要是由He亚稳态原子共振转移而得到的，所以He原子的气压应该高于Ne原子的气压，才能有效的将原子从基态激发到高能态。最佳气压比为He气比Ne气为5:1到7:1 He-Ne激光器的输出特性
+
1. P=ATIv0 (I+V0)
A光束有效横截面积 ； T透过率； I~在中心频率处，正向传输光强的腔内光强值大小。
2.提升输出功率的6个方法：1适当增加毛细管长度l可使输出功率增加。2选择最佳放电条件。3减小腔内损耗。 4抑制3.39μm的辐射。5使用氦的同位素氦－3。 6选取最佳透过率。
3.加非均匀磁场提升6328nm波长光的输出功率的原理？ 功率的稳定性
1. 漂移和噪声的定义：He-He激光器在工作过程中，输出功率会随时间做周期性的或随机
的波动。波动频率1Hz以下的为功率漂移，波动频率1Hz以上的为噪声 2. 减少飘逸的措施
主动控制法：将激光的输出功率与基准值进行比较，并将差值放大反馈，用得到的反馈信号对产生激光的参数进行调整控制。
被动控制法：在激光的输出光路上加一个可控的衰减器，用部分激光功率去控制衰减的程度，是输出功率稳定在要求范围内。 3. 什么是频率的稳定性？
频率的稳定性包含稳定度和再现性
稳定度：某一连续点燃工作时间内，频率变化量与平均频率之比。分短期稳定度和长期稳定度
再现性：不同时间不同地点或不同环境下，激光频率的再现程度 4. 稳频的几个方法
主动稳频:兰姆凹陷法稳频、饱和吸收法、塞曼效应法稳频
被动稳频：主要是采取一些措施减小外界干扰。如采用热膨胀系数小的材料做激光管和谐振腔支架，采用好的防震和恒温措施，使用稳流电源。 5.塞满稳频效应:
再外加磁场之后能级分裂形成了频差，频差与原中心频率V不同，选择其中一个单调变化的区域作为控制线，将变化的V1反馈回来控制压电陶瓷，以改变腔长，从而改变输出的频率达到稳频。 输出特性
?1??()1/2()1/41. 发散角 ?L??1L腔长，R凹面镜曲率半径，Γ=R/L
为了得到晓得发散角，要选用大R或大L，但又不能过大。 2. He-Ne激光器的偏振特性及获得偏振输出的方法
在外腔和半外腔式He-Ne激光器中，由于布儒斯特窗的存在，输出的激光为偏振光 （1）为克服调整困难，采用了内腔式激光器中加有布儒斯特窗的方法获得偏振光输出 （2））在放电管上加有均匀横向磁场的磁起偏He-Ne激光器，既保留了全内腔激光器的特点，又可获得高偏振度的偏振光的输出 3. He-Ne激光器的结构与设计
1 结构：内腔式 外腔式 半外腔式 旁轴式 单毛细管式
2 设计：1）确定放电毛细管长度l和谐振腔长度L，l＝PW/P0，L=l＋2 △l（△l＝35～40mm） （关键是P0的取值）
（2）确定反射镜的曲率半径R： R=βl β为腔结构参数，取1 ～ 3.5，计算取值2 （3）确定放电毛细管直径D
以光束强度分布的特点来确定 ω凹＝0.3D，根据多纵模均匀增宽器件特性确定 D≤118L/(3×104-32L)
CO2激光器 1. 分子的能级构成
C02分子内能包括： 电子内能＋分子中原子间的振动能级＋分子的整体转动能级 2. 产生激光的能级：同一电子态的不同振动能级之间的跃迁。 3. CO2分子的基本振动形式：对称振动、形变振动、反对称振动 4. 001能级的量子意义
5. 瓶颈效应：当CO2激光器中不加其他气体，只靠CO2分子之间的碰撞时，1000驰豫到
0110的速率比从0110驰豫到0000的速率高得多，因此0110能级上的粒子将被堆积起来，而第一步过程是可逆的，这会使得1000和0200能级上的粒子数增加，造成反转粒子数下降
6. 辅助气体He气的作用：
7. He：1 降低工作气体的温度，增加输出功率
2 He对激光下能级的驰豫作用比对激光能级的驰豫作用影响大得多，这有利于粒子数反转，即有利于提高输出功率
3 缓冲CO2向管壁扩散，减少0001态CO2分子与管壁的碰撞消激发作用 CO2激光器输出、工作特性 1.温度影响（3点）
温度影响输出功率的原因：
（1）. 温度升高使下能级粒子数增多，上能级消激发增大，反转粒子数减少，输出功率下降
（2）.随气压的增高，线宽加大，输出功率下降 （3）.温度升高增加了CO2分子的分解，输出功率下降 降低温度采用冷却措施：扩散冷却 对流冷却 2. 转动能级的竞争效应
同一振动能级的各转动能级之间考的很近，能级转移很快，一旦某一转动能级上的粒子跃迁后，其他能级上的粒子就会立即按照玻尔兹曼分配律，转移到这个能级上来，而其他能级上的粒子减少，这就是能级的转动竞争效应。 CO2激光器的设计
0
回气管
3. 横向激励高气压CO2激光器（TEA）工作气压高的原因
TEA激光器是以脉冲方式工作的，在脉冲频率不太高的情况下，温度升高的程度要比连续工作方式低得多。而且可以选择放电脉冲宽度，使之小于弛豫时间。在脉冲放电时，激光上能级粒子数迅速增大，在来不及建立激光振荡时，激光介质的增益已经远远超过其震荡阈值，结果形成了巨脉冲的输出，形成这种脉冲的机理常称“增益开关效应”。因此TEA激光器可在高气压下工作，工作气压越高，CO2分子的数目则越多，可以得到的激光脉冲能量越高。同时，工作气压越高，放电脉冲宽度也越短。因而激光输出的峰值功率随着气压的升高而又明显的提高。
4. 横向激励均匀放电采取的措施有哪些：（1）用针板式的电极结构，针板的边角要磨成
圆弧过渡，电极表面要相对圆滑，不能有明显的不平和毛刺（2）采用预电离技术，其实质是在电极放电之前，先使气体产生弱电离，然后再进行主放电。预电离采用的三种方法是双放电法、紫外预电离、电子束预电离。
双放电法：在阳极和阴极之间靠近阴极附近加入第三个电极（预电离电极），在主放电之前，预电离电极和主放电的阴极间先加上高压，使他们之间发生电晕放电，在阴极附近形成均与的电离层，然后在阴极和阳极间加上高压并发生主放电。 输出光束的特性
1. 增益开关效应：激光器的光脉冲输出是由于腔内高增益的迅速建立而形成的
2. 激光脉冲的瞬时特性：双峰值：一个由电子直接碰撞激发形成，一个由N2分子激发形
成 CO2波导激光器
1. 放电管（此时又是波导管）材料：石英玻璃、氧化铍BeO或金属铝。因为波导内径很小，
使得散热面积小，因此要求波导材料导热性好 2. 波导激光器的耦合损耗：
Ar离子激光器
1. Ar激光器的三种激发方式：（1）电子于Ar院子碰撞，使Ar原子电离成正1价的氩离
子，氩离子再与电子碰撞而被激发到高能态；（2）电子与Ar原子碰撞后直接把Ar原子电离并激发到激发态（3）通过电子碰撞先把正1价的氩离子激发到3p\\4 5s和3p\\4 4d等高能态上，然后通过辐射，跃迁到激光上能级3p\\4 4p上。这种激发过程称为“串激跃迁”。
2. 氩离子激光器激励源低气压大电流的原因：氩离子激光器的三种激发过程都要求电子的
能量比较高，换句话说，就是要求放电管内有比较高的温度。而气压低，电子自由程就长，能量损耗就小，则温度可提高。其次为了增加电离和激发过程，就要提高电子数密度，这就需要大电流放电。
3. 抽运效应：在大电流和低气压放电中，存在严重的气体泵浦效应，放电管内的气体会被
从一端抽运到另一端，照成两端气压不均匀，严重时还会照成激光猝灭现象。控制方法是：加回气管。（回气管分为内回气管和外回气管）
4. 回气管为什么设计的又细又长：为了使放电不沿回气管进行，要求回气管的长径比要大
于放电管。
5. Ar离子激光器外加磁场的作用和影响：存在最佳磁场值（磁场产生的洛伦兹力，减少了
粒子与管壁的碰撞，增大了粒子密度;磁场过大，谱线变宽，增益下降。同时粒子碰撞加剧，电子温度降低，激发速率下降，同时管壁受碰撞放气等影响了气体纯度） N2分子激光器
1. N2分子激光器为什么不使用谐振腔：（1）采用的是上升沿很短的超短脉冲激励 2. 实现快速放电：电子束激励、快速放电装置
1）行波放电法：使用火花塞 2）同轴传输线放电激励法 N2分子激光器的工作特性
1. 脉冲形状：图书P71，N2分子激光器的输出脉冲形状通常有多个峰。多峰的原因主要是
由于快速脉冲放电在时间上和空间上的分散性引起的。在几个纳秒的脉冲时间内，沿整个放电长度上各处不会同时放电，因而粒子数反转达到最大值的时间不同，不同时刻所产生的激光脉冲功率也有差别，结果呈现出多个输出脉冲。 准分子激光器（工作物质是准分子）
1. 准分子：常态下为原子，在激发态下能够暂时结合成不稳定的分子。 2. 为什么准分子激光器下能级可以看做是空能级？以及随之产生的特性是什么？
能级结构的特点：基态为排斥态或弱束缚态，激发态为束缚态，因此下能级（排斥态或弱束缚态）近似为空的，容易形成粒子数反转
（1）基态寿命短，对产生巨脉冲有利
（2）下能级是基态，基本上无辐射损耗，量子效率很高，高效率的主要原因 （3）下能级迅速离解，无瓶颈效应，拉长脉宽或高重复率工作容易 （4）频率可调谐
固体激光器
1. 固体激光器的效率图：
2. 固体工作物质的两部分组成：基质和激活离子
3. 固体基质材料分为玻璃和晶体两类，它们各自的优缺点是什么：
4. 激活离子本身是晶体组成部分的激光工作物质称为正分高浓度晶体。 5. 多掺：掺入了一种以上的施主离子
敏化：敏化指在晶体中除了发光中心的激活离子外，再掺入一种或多种称为敏化剂的施主离子。敏化指在晶体中除了发光中心的激活离子外，再掺入一种或多种称为敏化剂的施主离子。
6. 工作物质几何尺寸和加工要求：