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文檔簡介
1、思考練習題11 試計算連續(xù)功率均為1W的兩光源,分別發(fā)射0.5000mm,=3000MHz的光,每秒從上能級躍遷到下能級的粒子數各為多少?答:粒子數分別為: 11靜止氖原子的3S22P4譜線的中心波長為0.6328mm,設氖原子分別以0.1c,0.5c的速度向著接收器運動,問接收到的頻率各為多少?答:同理可求:; ;12設氖原子靜止時發(fā)出0.6328mm紅光的中心頻率為4.741014Hz,室溫下氖原子的平均速率設為560m/s。求此時接收器接收頻率與中心頻率相差若干?答:思考練習題21. (a)要制作一個腔長L60cm的對稱穩(wěn)定腔,反射鏡的曲率半徑取值范圍如何?(b)穩(wěn)定腔的一塊反射鏡的曲率
2、半徑R14L,求另一面鏡的曲率半徑取值范圍。答:(a); (b)4. 穩(wěn)定諧振腔的兩塊反射鏡,其曲率半徑分別為R140cm,R2100cm,求腔長L的取值范圍。答:10. 實驗測得He-Ne激光器以波長0.6328m工作時的小訊號增益系數為G03104/d(cm-1),d為腔內毛細管內徑(cm)。以非均勻增寬計算腔內光強I50Wcm2的增益系數G(設飽和光強Is30Wcm2時,d1mm),并問這時為保持振蕩穩(wěn)定,兩反射鏡的反射率(設r1r2,腔長0.1m)最小為多少(除透射損耗外,腔內其它損耗的損耗率9104cm-1)?又設光斑面積A0.11mm2,透射系數0.008,鏡面一端輸出,求這時輸出
3、功率為多少毫瓦。答:(1)(2)(3)13思考練習題31腔長為0.5m的氬離子激光器,發(fā)射中心頻率5.85l014Hz,熒光線寬6l08 Hz,問它可能存在幾個縱模?相應的q值為多少? (設=1)答:,則可能存在的縱模數有2+1=3個,它們對應的q值分別為:,q1=1950001,q119499994連續(xù)工作的CO2激光器輸出功率為50W,聚焦后的基模有效截面直徑50mm,計算(1)每平方厘米平均功率(50W為有效截面內的功率) (2)試與氬弧焊設備(104Wcm2)及氧乙炔焰(103Wcm2)比較,分別為它們的多少倍?答:(1)每平方厘米的平均功率為: (2);是氬弧焊的倍。;是氧乙炔焰的倍
4、。5(a)計算腔長為1m的共焦腔基橫模的遠場發(fā)散角,設632.8nm,10km處的光斑面積多大。(b)有一普通探照燈,設發(fā)散角為2,則1km遠處的光斑面積多大?答:(1)基橫模的遠場發(fā)散角(2)10km處的光斑尺寸10km處的光斑面積(3)1km處的光斑尺寸1km處的光斑面積6激光的遠場發(fā)散角(半角)還受到衍射效應的限制。它不能小于激光通過輸出孔時的衍射極限角(半角)1.22/d。在實際應用中遠場發(fā)散角常用愛里斑衍射極限角來近似。 試計算腔長為30cm的氦氖激光器,所發(fā)波長6328的遠場發(fā)散角和以放電管直徑d2mm為輸出孔的衍射極限角。答:(1)遠場發(fā)散角 (2)衍射極限角7一共焦腔(對稱)L
5、0.40m,0.6328mm,束腰半徑,求離腰56cm處的光束有效截面半徑。答:思考練習題42He-Ne激光器輻射632.8nm光波,其方形鏡對稱共焦腔,腔長L0.2m。腔內同時存在,橫模。若在腔內接近鏡面處加小孔光闌選取橫模,試問: (1)如只使模振蕩,光闌孔徑應多大? (2)如同時使,模振蕩而抑制振蕩,光闌孔徑應多大?答:(1)TEM00模在鏡面處的光斑半徑為所以光闌孔徑應該為0.2mm(2)TEM11模在鏡面處的光斑半徑為所以光闌孔徑為0.35mm3一高斯光束束腰半徑0.2mm,0.6328m,今用一焦距f為3cm的短焦距透鏡聚焦,已知腰粗離透鏡的距離為60cm,在幾何光學近似下求聚焦后光束腰粗。答:5用如圖(433)所示的倒置望遠鏡系統改善由對稱共焦腔輸出的光束方
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