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《应用光学》温州医科大学中国大学MOOC(慕课)章节测验试题(答案) 答案：第一章 激光物理和光学1. 激光具有什么特殊的光学特性？（1）单色性：激光输出的光具有非常窄的波长带宽，是一条略微宽于纯粹的单色光谱线的发光频带。（2）相干性：激光是相干光，它的相干时间远远超出了任何以前的光源，这使得激光在干涉、散射等光学实验中得到了更广泛的应用。（3）方向性：激光光束的方向性是非常好的，这意味着激光可以被束缚和调制成极窄的光。（4）能量密度：由于激光的能量密度高，可以用于高功率光器件和用于特殊材料处理的光学器件。（5）非接触特性：激光具有非接触性，可以通过空气穿越和透明物质贯穿而不与物体接触。（6）易于调制：激光光束可以通过外部因素（如电场和温度）进行调制，使得它对通信和数据处理具有特殊的光学特性。2. 请概述夏普—伯斯塔德定理的基本内容。夏普—伯斯塔德定理用于描述束缚波模式在各向同性介质中传输时，模式宽度一直保持不变的原理。即：自由空间中束缚波模式的尺寸在平行和垂直于传播方向的面上与模式的传输距离成反比，同时在自由空间中传播的束缚模式所示宽度保持不变。3. 光的散射包括哪两种类型的散射？光的散射主要包括弹性散射和非弹性散射。弹性散射在处理光学成像时是非常重要的，包括光学薄片的散射和极微小颗粒的散射。4. 激光系统中的增益介质是什么？它有哪些特殊性质？激光系统的增益介质是一种物质，它可以增加激光光束的强度。这个过程是通过光子的受激发射来实现的。激光介质通常具有以下特性：（1）需要特定的工作条件，如高压、低温、电磁场等。（2）具有特定的吸收和发射谱线，波长与光学器件的选择直接有关。（3）具有特定的时态响应，如快速可响应时域或放大单色输出讯号。（4）包含特定的、具有高浓度、具有反转较大的能级。5. 拉曼散射是什么？具有什么应用？拉曼散射是指光分子和光动力学之间的相互作用过程中，散射光线的频率具有拉曼位移的过程。分子发生振动或旋转时，一部分散射光被分子吸收，并发生频率变化，相应使出射光带有拉曼光谱。应用于物质分析，光学通信和光学成像等领域。