问答题在一理想的三能级系统如红宝石中,令泵浦激励几率在t=0瞬间达到一定值W13,W13>(W13)t[(W13)]t为长脉冲激励时的阈值泵浦激励几率经τd时间后系统达到反转状态并产生振荡。试求τdW13 (W13)t的函数关系,并画出归一化τd τsW13 (W13)t的示意关系曲线(令ηF=1)。
问答题长度为10cm的红宝石棒置于长度为20cm的光谐振腔中,红宝石694.3nm谱线的自发辐射寿命,均匀加宽线宽为。光腔单程损耗。求τs≈4×10-3s,均匀加宽线宽为2×105MHz.光腔单程损耗δ=0.2。求: (1)阈值反转粒子数nt; (2)当光泵激励产生反转粒子数n=1.2nt时,有多少个纵模可以振荡?(红宝石折射率为1.76)
问答题设有两束频率分别为ν0+δν和ν0δν,光强为I1和I2的强光沿相同方向或者相反方向通过中心频率为ν0的非均匀加宽增益介质,I1>I2。试分别划出两种情况下反转粒子数按速度分布曲线,并标出烧孔位置。
问答题有频率为ν1、ν2的两强光入射,试求在均匀加宽情况下:(1)频率为ν的弱光的增益系数。(2)频率为ν1的强光增益系数表达式。(设频率为ν1和ν2的光在介质里的平均光强为Iν1、Iν2)
问答题在均匀加宽工作物质中,频率为ν1、强度为Iν1的强光增益系数为gH(ν1,Iν1),gH(ν1,Iν1)---ν1关系曲线称为大信号增益曲线,试求大信号增益曲线的宽度ΔνH。
问答题已知红宝石的密度为3.98g cm3,其中Cr2O3所占比例为0.05%(质量比),在波长为694.3nm附近的峰值吸收系数为0.4cm-1,试求其峰值吸收截面(T=300K)。
问答题短波长(真空紫外、软X射线)谱线的主要加宽是自然加宽。试证明峰值吸收截面为
问答题根据激光原理4.4节所列红宝石的跃迁几率数据,估算抽运几率W13等于多少时红宝石对波长694.3纳米的光透是明的(对红宝石,激光上、下能级的统计权重为f1=f2=4,且计算中可不考虑光的各种损耗)
问答题考虑二能级工作系统,若E2能级的自发辐射寿命为τS,无辐射跃迁寿命为τnr。假设t=0时激光上能级E2的粒子数密度为n2(0),工作物质的体积为V,发射频率为ν,求: (1)自发辐射功率随时间的变化规律。 (2)E2能级的原子在其衰减过程中发出的自发辐射光子数。 (3)自发辐射光子数与初始时刻E2能级上的粒子数之比η2。
问答题氦氖激光器有下列三种跃迁,即3S2-2P4的632.8纳米,2S2-2P4的1.1523微米和3S2-3P4的3.39微米的跃迁。求400K时他们的多普勒线宽,并对结果进行分析。
问答题估算CO2气体在300K下的多普勒线宽ΔνD,若碰撞线宽系数α=49MHZ Pa,讨论在什么气压范围内从非均匀加宽过渡到均匀加宽。
问答题在激光出现以前,Kr86低气压放电灯是最好的单色光源。如果忽略自然加宽和碰撞加宽,试估计在77K温度下它的605.7纳米谱线的相干长度是多少?并与一个单色性Δλ λ=10-8的He-Ne激光器比较。
问答题设有一台麦克尔逊干涉仪,其光源波长为λ,试用多普勒原理证明,当可动反射镜移动距离L时,接收屏上的干涉光强周期性的变化2L λ次。
问答题静止氖原子的3S2→2P4谱线中心波长为632.8纳米,设氖原子分别以0.1C、O.4C、O.8C的速度向着观察者运动,问其表观中心波长分别变为多少?
问答题某二氧化碳激光器用SiO2作波导管,管内径2a=1.4mm,取Re{ηn}=1.37,管长10cm,两端对称地各放一面平面镜作腔镜。试问:为了EH11模能产生振荡,反射镜与波导口距离最大不得超过多少?计算中激活介质增益系数0.01cm-1