2021年博士研究生入学考试科目考试大纲

科目代码：3401   科目名称：激光物理

一. 考试要求

主要考查学生对激光理论基本概念的理解与掌握；对激光物理半经典理论中使用的密度矩阵方程与电磁场自洽方程求解等主要方法的理解与掌握；对使用激光半经典理论解决静止原子与运动原子、单模与多模工作、环形激光器和塞曼激光器等具体情况问题的能力。

二、考试内容

1．激光理论概述

激光的基本原理，相干性的光子描述、受激辐射、激光的产生及特性、时间相干性、空间相干性。激光的腔模理论，光腔稳定性、方形镜（圆形镜）共焦腔的自再现模、方形镜（圆形镜）共焦腔的行波场、高斯光束的基本性质及特征参数、高斯光束的变换规律。

2．密度矩阵

激光电磁场的振荡方程、二能级系统密度矩阵、纯态情况的密度矩阵、混态情况的密度矩阵、衰变现象、密度矩阵运动方程的积分。光与二能级原子的相互作用。

3．激光的半经典理论（静止原子）

电磁场方程、波动方程、自洽方程组、介质的极化、集居数矩阵及其运动方程、单模工作、速率方程近似、频率牵引效应。

4．多模工作（静止原子）

介质的极化、双模工作、三模间的拍频锁定。

5．气体激光器理论（运动原子）

多普勒展宽介质的极化、单模工作、多模现象。

6．环形激光器

环形激光器的自洽方程；介质极化、环形激光器的振幅和频率方程、环形激光器的工作特性、激光陀螺工作原理。

7．塞曼激光器

塞曼激光器的自洽方程；介质极化、塞曼激光器的工作特性。

三、考试形式

考试形式为闭卷、笔试，考试时间为3小时，满分100分。

题型包括：简答题、计算题、分析应用题等。

四、参考书目

1．《激光物理》(半经典理论)，萨晋等．科学出版社，1982年，翻译版。

2．《激光物理基础》，王雨三. 哈尔滨工业大学出版社，2004年，第一版。

3．《激光原理》，周炳琨等．国防工业出版社，2004年第五版。