一、基本要求
激光原理考試大綱適用于北京工業(yè)大學(xué)材料與制造學(xué)部激光工程研究院（0803）光學(xué)工程、（0854）電子信息（專(zhuān)業(yè)學(xué)位）和理學(xué)部（0803）光學(xué)工程學(xué)科的碩士研究生招生考試。掌握激光器基本結(jié)構(gòu)，掌握激光原理中的基本概念、原理、計(jì)算，了解相關(guān)激光技術(shù)和幾種典型激光器特點(diǎn)，能夠利用理論知識(shí)分析激光器中的典型現(xiàn)象，并根據(jù)需要設(shè)計(jì)基本的激光光路以解決實(shí)際問(wèn)題。
二、考試范圍
（一）激光的基本知識(shí)
1.光波模式及光子的基本特性
2.理解自發(fā)輻射、受激輻射、受激吸收三個(gè)過(guò)程；三個(gè)愛(ài)因斯坦系數(shù)及其關(guān)系、躍遷幾率的含義
3.掌握粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的概念
4.激光器三個(gè)基本組成部分
5.激光的特性及其重要參數(shù)計(jì)算
6.三能級(jí)和四能級(jí)激光器系統(tǒng)的工作原理
（二）光學(xué)諧振腔的基本知識(shí)
1.橫模概念及圖樣識(shí)別，基橫模的特點(diǎn)
2.縱模概念及相關(guān)計(jì)算，如相鄰縱模頻率間隔，本征縱模線寬等
3.諧振腔損耗率及相關(guān)計(jì)算
4.腔壽命和品質(zhì)因數(shù)Q的概念及計(jì)算
5.菲涅耳數(shù)的概念與計(jì)算。
6.幾種常見(jiàn)光學(xué)元件系統(tǒng)的光學(xué)變換矩陣
7.諧振腔的穩(wěn)定性條件及判別
8.一般穩(wěn)定球面腔與對(duì)稱(chēng)共焦腔的等價(jià)關(guān)系
（三）譜線加寬和線型函數(shù)
1.譜線加寬的概念和分類(lèi)
2.線寬和線型函數(shù)的概念
3.了解均勻加寬和非均勻加寬的概念。掌握洛侖茲線型公式
4.理解自然加寬、碰撞加寬和多普勒加寬的形成機(jī)理。掌握它們各自的線寬的計(jì)算
5.多普勒加寬的表觀中心頻率和表觀中心波長(zhǎng)的概念及計(jì)算
6.理解單模振蕩速率方程組中各項(xiàng)的含義。根據(jù)激光三能級(jí)和四能級(jí)系統(tǒng)圖，應(yīng)能寫(xiě)出相應(yīng)的速率方程組
（四）介質(zhì)對(duì)光的增益
1.增益系數(shù)的定義及不同加寬類(lèi)型不同信號(hào)強(qiáng)弱下增益系數(shù)的計(jì)算
2.增益曲線的帶寬的定義和計(jì)算
3.增益飽和現(xiàn)象和機(jī)理
4.理解增益飽和的“燒孔效應(yīng)”的原理，掌握燒孔位置和燒孔深度的計(jì)算
5.吸收截面、發(fā)射截面的概念及計(jì)算
6.常見(jiàn)的激光放大器分類(lèi)
7.放大的自發(fā)輻射的概念及計(jì)算
（五）激光振蕩特性
1.計(jì)算均勻加寬激光器單橫模情況下的起振縱模數(shù)
2.掌握激光形成的閾值條件，閾值增益系數(shù)、閾值反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度的定義及表達(dá)式
3.了解閾值泵浦功率（能量）的概念；三能級(jí)系統(tǒng)所需閾值能量與四能級(jí)系統(tǒng)所需閾值能量的不同之處
4.了解模式競(jìng)爭(zhēng)和空間燒孔的概念；理解模式競(jìng)爭(zhēng)與空間燒孔對(duì)激光器輸出模式的影響
5.了解蘭姆凹陷及其形成的原因
6.連續(xù)激光器輸出功率的計(jì)算
（六）激光器特性的控制與改善
1.改善激光器輸出光的時(shí)空相干性的常用方法，獲得窄脈沖高峰值功率的激光束的常用方法
2.橫模選擇的基本原理及常用方法
3.縱模選擇的基本原理及常用方法
4.掌握幾種常用的穩(wěn)頻技術(shù)及其原理
5.常用的調(diào)Q技術(shù)種類(lèi)及其基本原理
6.鎖模技術(shù)的目的和意義及常用鎖模方法
7.鎖模脈沖的輸出功率、相鄰脈沖峰值間隔、脈沖寬度的計(jì)算
（七）高斯光束
1.穩(wěn)定球面腔基模高斯光束主要參量的含義及計(jì)算：束腰光斑的大小，束腰光斑的位置，鏡面上光斑的大小，任意位置激光光斑的大小，等相位面曲率半徑，光束的遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角，共焦參量等
2.了解基模高斯光束振幅的分布規(guī)律，等相面在空間的分布規(guī)律
3.模體積的基本概念
4.高斯光束q參數(shù)的含義及表達(dá)式，q參數(shù)與光斑半徑和等相面曲率半徑的關(guān)系
5.高斯光束q參數(shù)的變換所遵循的規(guī)律，利用ABCD法則分析高斯光束的傳輸和變換問(wèn)題
6.計(jì)算高斯光束經(jīng)過(guò)透鏡變換前后的束腰大小及位置及任意位置光斑的大小
7.理解高斯光束的聚焦和準(zhǔn)直的含義，理解單透鏡焦距以及束腰到透鏡距離對(duì)高斯光束的聚焦與準(zhǔn)直效果的影響
（八）開(kāi)放式設(shè)計(jì)與應(yīng)用測(cè)試
1.利用激光原理的基本知識(shí)和常見(jiàn)的光學(xué)元件，搭建滿足需求的激光光路，實(shí)現(xiàn)對(duì)激光器輸出特性的控制
2.針對(duì)幾種典型的激光器，通過(guò)對(duì)諧振腔各項(xiàng)參數(shù)的分析計(jì)算，評(píng)估激光器的工作狀態(tài)
三、參考書(shū)
1.周炳琨等．激光原理[M].（第7版）.北京：國(guó)防工業(yè)出版社
2.俞寬新等.激光原理與激光技術(shù).北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社
原文標(biāo)題：北京工業(yè)大學(xué)2023年碩士研究生招生考試自命題科目考試大綱
原文鏈接：https://yanzhao.bjut.edu.cn/info/1025/5758.htm
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