南京信息工程大學碩士研究生招生入學考試

考試大綱

科目代碼：F16

科目名稱：激光原理及應用

第一部分  目標與基本要求

《激光原理及應用》是南京信息工程大學“光學工程”學術型碩士、“電子信息（光學工程）”專業學位碩士研究生入學考試的專業基礎課之一，為保證被錄取者具有良好的基本理論、基本分析方法和基本技能，要求考生初步具備應用所學的基本理論去分析和解決本專業的一般性問題。

第二部分 內容與考核目標

1、輻射理論概要與激光產生的條件

（1）了解激光的誕生與發展；

（2）掌握光的波粒二象性，掌握光強的定義及光子的含義；

（3）理解原子能級和簡并度的概念，掌握玻爾茲曼分布定律，掌握輻射躍遷和非輻射躍遷的定義和特點；

（4）理解黑體輻射的概念和規律，掌握光和物質相互作用時三種基本過程的特點及愛因斯坦關系式；

（5）掌握光譜線、線型函數、光譜線寬度的概念，掌握自然增寬、碰撞增寬、多普勒增寬產生機理，理解均勻增寬和非均勻增寬的概念及區別；

（6）理解光在介質中受激放大的過程和規律，掌握介質中產生激光的三個條件，理解吸收系數和增益系數的概念，掌握光學諧振腔在激光器中的作用。

2．激光器的工作原理

（1）掌握光學諧振腔的構成與分類，掌握光學諧振腔的穩定性條件表達式及其應用；

（2）理解三能級系統和四能級系統的激光工作方式，能理解為何四能級系統所需要的激勵能量要比三能級系統小的多，產生激光比三能級系統容易的多；

（3）掌握均勻增寬型介質中的增益系數和增益飽和；

（4）掌握和理解激光器的兩類損耗（內部損耗、鏡面損耗）,掌握激光諧振腔內穩定光強的形成過程和激光器能穩定出光的閾值條件。

3．激光器的輸出特性

（1）掌握自再現模積分方程解的物理意義，理解激光諧振腔的諧振條件，理解激光縱模的特點和含義，掌握縱模頻率和頻率間隔公式；

（2）掌握高斯光束的振幅和強度分布、相位分布、掌握束腰半徑、光束半徑、遠場發散角的含義和計算，能描述高斯光束不同于球面波的特點；

（3）理解穩定球面腔的等價共焦腔的含義，了解穩定球面腔的光束傳播特性；

（4）掌握均勻增寬型介質激光器的輸出功率以及影響因素。

4．典型激光器介紹

（1）理解固體激光器的基本結構，掌握紅寶石激光器、Nd:YAG激光器的特點和機理；

（2）理解氦氖激光器、二氧化碳激光器和氬離子激光器的結構和工作機理；

（3）了解染料激光器的特點、激發機理、調諧原理和泵浦系統；

（4）掌握半導體激光器的工作原理，理解半導體激光器區別于別的原子、分子、離子激光器的受激吸收過程。

5．激光的應用

（1）了解激光在精密測量中的應用，能描述6-8種激光在精密測量中的應用實例和原理；

（2）了解激光加工技術，能描述4-6種激光加工技術的應用實例；

（3）了解激光在信息技術中的應用，能描述3-5種激光在信息技術的應用實例；

（4）了解激光在科學技術前沿問題中的應用，能描述出4-6種激光在科學技術前沿問題的應用實例。

第三部分  有關說明與實施要求

1、命題說明：

分值比例：輻射理論概要與激光產生的條件 40分；激光器的工作原理 35分；激光器的輸出特性 20分；典型激光器介紹 25分；激光的應用30分

題型分布：選擇題30分；判斷題20分；簡答題40分；填空題20分；問答題40分。

2、參考書目:《激光的原理及應用》，陳家壁，彭潤玲主編。

3、其他規定：考試方式為閉卷筆試，總分150分，考試時間為180分鐘。