激光原理與技術(shù)習(xí)題解答

1.2（1）一質(zhì)地均勻的材料對(duì)光的吸收為0.01mm-1，光通過(guò)長(zhǎng)10cm的材料后，出射光強(qiáng)為入射光強(qiáng)的百分之幾？（2）一光束通過(guò)長(zhǎng)度為1m的均勻激活的工作物質(zhì)，如果出射光強(qiáng)是入射光強(qiáng)的兩倍，試求該物質(zhì)的增益系數(shù)？解：（1）（2）1.4設(shè)一光子的波長(zhǎng)為λ=5×10-1μm，單色性△

λ/λ=10-7，試求光子位置的不確定量△x。若光子的波長(zhǎng)變?yōu)?×10-4μm（X射線），和5×10-8μm（γ射線），則相應(yīng)的△x又是多少？解：1.7如果工作物質(zhì)的某一躍遷波長(zhǎng)為100nm的遠(yuǎn)紫外光，自發(fā)躍遷幾率A10等于106S-1，試問(wèn)：（1）該躍遷的受激輻射愛(ài)因斯坦系數(shù)B10是多少？（2）為使受激躍遷幾率比自發(fā)躍遷幾率大三倍，腔內(nèi)的單色能量密度ρ應(yīng)為多少？解：（1）（2）1.10（1）一光束入射到長(zhǎng)為10cm，增益系數(shù)為0.5cm-1的工作物質(zhì)中，求出射光強(qiáng)對(duì)入射光強(qiáng)的比值；（2）一初始光強(qiáng)為I0波長(zhǎng)為λ的光束入射到長(zhǎng)為l的工作物質(zhì)中，如果它的增益系數(shù)為，式中A和k為常數(shù)。試求從工作物質(zhì)出射的光強(qiáng)I的表達(dá)式。解：（1）（2）2.6證明：當(dāng)，時(shí)，該腔是非穩(wěn)定；僅當(dāng)時(shí)，該腔是臨界腔R3R2R1L1L2證明：根據(jù)光線傳播的軌跡，總的坐標(biāo)變換為：L解得：｛當(dāng)，時(shí)，該腔是非穩(wěn)定腔1）當(dāng)時(shí)，2）該腔是臨界腔2.13激光入射到F-P腔中，其輸出由光電二極管接收，這時(shí)輸出電壓正比于激光功率，得到如圖的電壓波形，試求：1）波長(zhǎng)；2）腔長(zhǎng)；3）光子的壽命τR；

4）若腔內(nèi)充滿增益系數(shù)為G的介質(zhì)，為得到振蕩，G應(yīng)為多少？125MHZ2.5MHZ5×1014HZν解：1）3）4）2）2.20考慮一臺(tái)氬離子激光器，其對(duì)稱穩(wěn)定球面腔的腔長(zhǎng)L=1m，波長(zhǎng)λ=0.5145μm，腔鏡的曲率半徑R=4m，試計(jì)算基模光斑尺寸和鏡面上的光斑尺寸。解：2.28設(shè)對(duì)稱雙凸非穩(wěn)定腔的腔長(zhǎng)L=1m，腔鏡的曲率半徑R=-5m，試求單程和往返功率損耗率。解：2.35考慮一虛共焦非穩(wěn)定腔，工作波長(zhǎng)λ=1.06μm，腔長(zhǎng)L=0.3m，等效菲涅耳數(shù)Neq=0.5，往返損耗率δ=0.5，試求單端輸出時(shí)，鏡M1和M2的半徑和曲率半徑。解：a為輸出端半徑復(fù)習(xí)提綱氦氖激光器的能級(jí)圖；譜線競(jìng)爭(zhēng)；工作的激發(fā)原理；舉出幾種可調(diào)諧激光器；染料激光器的三重態(tài)影響以及如何克服？調(diào)Q和鎖模技術(shù)的基本原理；兩種技術(shù)在脈寬范圍上的差異？均勻增寬與非均勻增寬的區(qū)別；用蘭姆凹陷法如何實(shí)現(xiàn)穩(wěn)頻？選模方法證明穩(wěn)定腔、臨界腔的邊界條件