问答题考虑一用于氩离子激光器的稳定球面腔,波长λ=0.5145μm,腔长L=1m,腔镜曲率半径R1=1.5m,R2=4m。试计算光腰尺寸和位置,两镜面上的光斑尺寸。
问答题试讨论非共焦腔谐振频率的简并性、纵模间隔及横模间隔,并与共焦腔进行比较。
问答题一共焦腔(对称)L=0.40m,λ=0.6328μm,束腰半径w0=0.2mm,求离腰56cm处的光束有效截面半径。
问答题激光的远场发散角θ(半角)还受到衍射效应的限制。它不能小于激光通过输出孔时的衍射极限角θ衍(半角)=1.22λ d。在实际应用中远场发散角常用爱里斑衍射极限角来近似。试计算腔长为30cm的氦氖激光器,所发波长λ=6328Å的远场发散角和以放电管直径d=2mm为输出孔的衍射极限角。
问答题计算腔长为1m的共焦腔基横模的远场发散角,设λ=6328Å,10km处的光斑面积多大?有一普通探照灯,设发散角为2°,则1km远处的光斑面积多大?
问答题试与氩弧焊设备(104W/cm2)及氧乙炔焰(103W/cm2)比较,分别为它们的多少倍?
问答题计算每平方厘米平均功率(50W为有效截面内的功率)。
问答题试求出方形镜对称共焦腔镜面上TEM30模的节线位置的表达式(腔长L、光波波长λ、方形镜边长a)。这些节线是否等间距?
问答题He—Ne激光器的中心频率v0=4.74×1014Hz,荧光线宽Δv=1.5×109Hz。今腔长L=1m,问可能输出的纵模数为若干?为获得单纵模输出,腔长最长为多少?
问答题腔长为0.5m的氩离子激光器,发射中心频率v0=5.85×1014Hz,荧光线宽Δν=6×108Hz,问它可能存在几个纵模?相应的q值为多少?(设μ=1)
问答题YAG激光器为四能级系统。已知Δn阈=1.8×1016cm-3,τ32=2.3×10-4s。如以波长0.75μm的光泵激励。求单位体积的阈值功率并与上题比较红宝石的阈值功率是它的几倍。
问答题红宝石激光器是一个三能级系统,设Cr3+的n0=1019/cm3,τ21=3×10-3s,今以波长λ=0.5100μm的光泵激励。试估算单位体积的阈值抽运功率。
问答题求He-Ne激光的阈值反转粒子数密度。已知λ=6328,1 f(v)≈Δv=109Hz,μ=1,设总损耗率为a总,相当于每一反射镜的等效反射率R=1-La总=98.33%,τ=10—7s,腔长L=0.1m。
问答题实验测得He-Ne激光器以波长λ=0.6328μ工作时的小讯号增益系数为G0=3×10-4 d(cm-1),d为腔内毛细管内径(cm)。以非均匀增宽计算腔内光强I=50W/cm2的增益系数G(设饱和光强Is=30W/cm2时,d=1mm),并问这时为保持振荡稳定,两反射镜的反射率(设r1=r2,腔长0.1m)最小为多少(除透射损耗外,腔内其它损耗的损耗率a内=9×10-4cm-1)?又设光斑面积A=0.11mm2,透射系数τ=0.008,镜面一端输出,求这时输出功率为多少毫瓦。
问答题饱和光强Is(v)是激光介质的一个重要参数。证明均匀增宽介质在中心频率v0处的饱和光强,并计算均匀增宽介质染料若丹明6G在λ0=0.5950μm处的饱和光强。(已知τ=5.5×10-9s,Δv=4.66×1013Hz,μ=1.36)