1/14不得不看的激光原理试题测验必备2/14————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：个人收集整理，勿做商业用途3/14激光原理复习题(页码是按第五版书标注的，黄色底纹的页码是按第六版书标注的)填空6424简答6636计算121527论述113131.什么是光波模式和光子态？什么是相格？Page5答：光波模式(page5):在一个有边界条件限制的空间V内，只能存在一系列独立的具有特定波矢k的平面单色驻波。这种能够存在于腔内的驻波（以某一波矢k为标志）称为光波模式。光子态(page6):光子在由坐标与动量所支撑的相空间中所处的状态,在相空间中，光子的状态对应于一个相格。相格(page6):在三维运动情况下，测不准关系为3xyzxyzPPPh，故在六位相空间中，一个光子态对应（或占有）的相空间体积元为3xyzxyzPPPh，上述相空间体积元称为相格。2.如何理解光的相干性？何谓相干时间、相干长度、相干面积和相干体积？Page7答：光的相干性(page7):在不同的空间点上、在不同的时刻的光波场的某些特性的相关性。相干时间(page7)：光沿传播方向通过相干长度cL所需的时间，称为相干时间。相干长度：相干光能产生干涉效应的最大光程差，等于光源发出的光波的波列长度。?相干面积：相干体积(page7)：如果在空间体积cV内各点的光波场都具有明显的相干性，则cV称为相干体积。3.何谓光子简并度，有几种相同的含义？激光源的光子简并度与它的相干性什么联系？Page9答：光子简并度(page9)：处于同一光子态的光子数称为光子简并度。光子简并度有以下几种相同含义(page9)：同态光子数、同一模式内的光子数、处于相干体积内的光子数、处于同一相格内的光子数。联系：激光源的光子简并度决定着激光的相干性，光子简并度越高，激光源的相干性越好。4.什么是黑体辐射？写出Planck公式,并说明它的物理意义。Page10答：黑体辐射(page10)：当黑体处于某一温度T的热平衡情况下，它所吸收的辐射能量应等于发出的辐射能量，即黑体与辐射场之间应处于能量（热）平衡状态，这种平衡必然导致空腔内存在完全确定的辐射场，这种辐射场称为黑体辐射或平衡辐射。Planck公式(page10)：33811bhkThce物理意义(page10)：在单位体积内，频率处于附近的单位频率间隔中黑体的电磁辐射能量。5.描述能级的光学跃迁的三大过程，并写出它们的特征和跃迁几率。Page10答：(1)自发辐射过程描述(page10)：处于高能级2E的一个原子自发的向1E跃迁，并发射一个能量为h的光子，这种过程称为自发跃迁，由原子自发跃迁发出的光波称为自发辐射。特征：a)自发辐射是一种只与原子本身性质有关而与辐射场无关的自发过程,无需外来光。b)每个发生辐射的原子都可看作是一个独立的发射单元，原子之间毫无联系而且各个原子开始发光的时间参差不一，所以各列光波频率虽然相同，均为，各列光波之间没有固定的相位关系，各有不同的偏振方向，而且各个原子所发的光将向空间各个方向传播，即大量原子的自发辐射过程是杂乱无章的随机过程，所以自发辐射的光是非相干光。自发跃迁爱因斯坦系数：211sA(2)受激吸收过程描述(page12)处于低能态1E的一个原子，在频率为的辐射场作用（激励）下，吸收一个能量个人收集整理，勿做商业用途4/14为h的光子并向2E能态跃迁，这种过程称为受激吸收跃迁。特征：a)只有外来光子能量21hEE时，才能引起受激辐射。b)跃迁概率不仅与原子性质有关，还与辐射场的有关。受激吸收跃迁概率(page12)：1212vWB（12B为受激吸收跃迁爱因斯坦系数，v为辐射场）(3)受激辐射过程描述(page12)：处于上能级2E的原子在频率为的辐射场作用下，跃迁至低能态1E并辐射一个能量为h的光子。受激辐射跃迁发出的光波称为受激辐射。特征：a)只有外来光子能量21hEE时，才能引起受激辐射；b)受激辐射所发出的光子与外来光子的频率、传播方向、偏振方向、相位等性质完全相同。受激辐射跃迁概率：2121vWB（21B为受激辐射跃迁爱因斯坦系数，v为辐射场）6.Einstein系数有哪些？它们之间的关系是什么？Page13答：系数(page11-12)：自发跃迁爱因斯坦系数21A，受激吸收跃迁爱因斯坦...
