2022年南京信息工程大学硕士研究生考试科目F16《激光原理及应用》考试大纲及参考书目

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第一部分 目标与基本要求

《激光原理及应用》课程是光信息科学专业的重要基础课，其目标是使学生能够掌握本课程的基本理论、基本分析方法和基本技能，要求学生初步具备应用所学的基本理论去分析和解决本专业的一般性问题。 

第二部分内容与考核目标

1、辐射理论概要与激光产生的条件

（1）了解激光的诞生与发展；

（2）掌握光的波粒二象性，掌握光强的定义及光子的含义；

（3）理解原子能级和简并度的概念，掌握玻尔兹曼分布定律，掌握辐射跃迁和非辐射跃迁的定义和特点；

（4）理解黑体辐射的概念和规律，掌握光和物质相互作用时三种基本过程的特点及爱因斯坦关系式；

（5）掌握光谱线、线型函数、光谱线宽度的概念，掌握自然增宽、碰撞增宽、多普勒增宽产生机理，理解均匀增宽和非均匀增宽的概念及区别；

（6）理解光在介质中受激放大的过程和规律，掌握介质中产生激光的三个条件，理解吸收系数和增益系数的概念，掌握光学谐振腔在激光器中的作用。

2．激光器的工作原理

（1）掌握光学谐振腔的构成与分类，掌握光学谐振腔的稳定性条件表达式及其应用；

（2）理解三能级系统和四能级系统的激光工作方式，能理解为何四能级系统所需要的激励能量要比三能级系统小的多，产生激光比三能级系统容易的多；

（3）掌握均匀增宽型介质中的增益系数和增益饱和；

（4）掌握和理解激光器的两类损耗（内部损耗、镜面损耗）,掌握激光谐振腔内稳定光强的形成过程和激光器能稳定出光的阈值条件。

3．激光器的输出特性

（1）掌握自再现模积分方程解的物理意义，理解激光谐振腔的谐振条件，理解激光纵模的特点和含义，掌握纵模频率和频率间隔公式；

（2）掌握高斯光束的振幅和强度分布、相位分布、掌握束腰半径、光束半径、远场发散角的含义和计算，能描述高斯光束不同于球面波的特点；

（3）理解稳定球面腔的等价共焦腔的含义，了解稳定球面腔的光束传播特性；

（4）掌握均匀增宽型介质激光器的输出功率以及影响因素。

4．典型激光器介绍

（1）理解固体激光器的基本结构，掌握红宝石激光器、Nd:YAG激光器的特点和机理；

（2）理解氦氖激光器、二氧化碳激光器和氩离子激光器的结构和工作机理；

（3）了解染料激光器的特点、激发机理、调谐原理和泵浦系统；

（4）掌握半导体激光器的工作原理，理解半导体激光器区别于别的原子、分子、离子激光器的受激吸收过程。

5．激光的应用

（1）了解激光在精密测量中的应用，能描述6-8种激光在精密测量中的应用实例和原理；

（2）了解激光加工技术，能描述4-6种激光加工技术的应用实例；

（3）了解激光在信息技术中的应用，能描述3-5种激光在信息技术的应用实例；

（4）了解激光在科学技术前沿问题中的应用，能描述出4-6种激光在科学技术前沿问题的应用实例。

第三部分  有关说明与实施要求

1、命题说明：

分值比例：辐射理论概要与激光产生的条件 40分；激光器的工作原理 35分；激光器的输出特性 20分；典型激光器介绍 25分；激光的应用30分

题型分布：选择题30分；判断题20分；简单题40分；填空题20分；问答题40分。

2、参考书目:《激光的原理及应用》，陈家壁，彭润玲主编。

其他规定：考试方式为闭卷笔试，总分150分，考试时间为180分钟。本科目考试不得使用计算器。
 

 

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