激光器件与技术部分习题课件.ppt

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1、（4）使用氦的同位素可提高输出功率实验表明：在充He-3时输出功率可提高25%左右，但He-3比He-4的价格要高很多。习题：1.什么叫瓶颈效应?对于He-Ne激光器怎样减小瓶颈效应？2.提高He-Ne激光器632.8nm输出功率的方法有哪些？1.计算光强比和增益系数。（1）一质地均匀的材料对光的吸收系数为0.1cm-1，光通过10cm长的该材料后，出射光强为入射光强的百分之几？（2）一光束通过长度为100cm的均匀激励的工作物质，如果出射光强是入射光强的两倍,试求该物质的增益系数。第二章习题已知：（1），；（2），.求：（1）；（2）.（2）由得：（1）由得：解：（1）出射光强为入

2、射光强的63%；（2）该激光物质的增益系数为0.02cm-1。答：2.实验测得He-Ne激光器以波长工作时的小信号增益系数为=310-3cm-1。①设饱和光强Is=30W/cm2时，以非均匀增宽计算腔内光强=50W/cm2时的增益系数G；②为保持振荡稳定,设反射镜R2的反射率为1,腔长l=10cm，问R1的反射率最小为多少(除透射损耗外，腔内其它损耗的损耗率α=910-4cm-1)?③又设光斑面积A＝1.1×10-2cm2,反射镜反射系数R1=0.992，问R1端输出光功率为多少毫瓦。（1），,；（2）R2=1,，α=910-4cm-1；（3）A＝1.1×10-2cm2，R1=

3、0.992。已知：（1）;（2）;（3）通过R1的P=?。求：解：（1）（2）由得：于是可得R1的最小值为（3）略。答：1.波数也常用作能量的单位，1cm-1能量等于（）A.1.24×10-7eV；B.1.24×10-6eV；C.1.24×10-5eV；D.1.24×10-4eV。2.自发辐射具有下列性质（ ）A.各向同性；B.单色性不好；C.非相干的；D.频率范围宽；E.无确定偏振。3.原子受激辐射的光与外来的引起受激辐射的光具有（）A.同频率；B.同发散角；C.同量子状态；D.同偏振方向；E.同传播方向。DA、B、C、D、EA、C、D、E第三章习题不同发散角因为衍射导致4.属于同

4、一状态的光子或同一模式的光波是（）A.相干的；B.部分相干的；C.不相干的；D.非简并的。解：答：每秒从激光上能级向下能级跃迁的粒子数是5.03×1019个。A5.如果激光器在输出1W连续功率，则每秒从激光上能级向下能级跃迁的粒子数是多少？1瓦=1焦耳/每秒6.设某固体激光器谐振腔长50cm，固体激光介质棒长30cm,其折射率为1.6,其本征纵模的频率间隔是多少？解：由驻波形成条件得两相邻纵模间隔为带入已知条件得纵模的频率间隔为答：略。7.设激光器谐振腔长1m，两反射镜的反射率分别为80%和90%,腔内无激活物质,且其它损耗不计,分别求光在腔内往返2周及t=10-8秒时间的光强是初始

5、光强的倍数。解：首先假设单位长度激光介质的增益为G，除反射损耗以外的其它损耗为，并设入射光强为I0，则往返一周的光强Iout为考虑反射镜损耗，激光器起振条件为代入上式得：所以得激光器的阈值条件为因为该题无增益（G=0，除反射镜的反射损耗外，无其他损耗）。(1)往返两周上式书为把两反射镜的反射率代入得则往返一周光强比为由此可知,经过t=10-8s光在腔内可走三个单程。三个单程有可能M2两次反射，M1一次反射；也有可能M1两次反射，M2一次反射。(2)经过t=10-8s所走距离S为则两种情况的光强比分别为：M1反射一次，M2反射两次M2反射一次，M1反射两次8.氦氖激光器有下列三种跃迁,

6、即3S2→2P4的632.8nm,2S2→2P4的1.15μm和3S2→3P4的3.39μm的跃迁.求400K时它们的多普勒线宽，并分别用GHz、μm、cm-1为单位表示(Ne原子量20.18,其它关系式:)。解：三种跃迁的多普勒线宽用GHz表示分别为：三种情况用μm表示则分别为：三种情况用相位常数（cm-1）表示则分别为：三种情况用cm-1表示则分别为：三种情况用cm-1表示，且由能量换算因子得：答：略。习题：1.什么叫热透镜效应？热透镜效应：当棒内折射率变化时，一般棒中心折射率高，向外逐渐减小，光通过这种棒时，与通过正透镜相类似，因此称之为热透镜效应。习题：1.在各项同性介质中，

7、沿同一光线方向传播的光波有几种偏振态？它们的D、E、k、s矢量间有什么关系？2.在各项异性介质中，沿同一波法线方向传播的光波有几种偏振态？它们的D、E、k、s矢量间有什么关系？如果相应于波法线方向k的一个电位移矢量D确定了，与该D平行的矢径端点为B，则椭球在B点的法线方向平行于与该D矢量相应的E矢量方向。由给定的D确定E、k、s方向图示这样，给定了D矢量的方向后，相应的E矢量方向可用几何方法作出：先过B点作椭圆的切线(或椭球的切平面)BT，再由o点向BT作