泵浦源是向工作物质供给能量，把原子、分子从基态激发到并且形成状态的能源。

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第1题

均匀加宽气体激光工作物质的能级图如下图所示，其中能级0为基态。单位体积基态分子至上能级3的泵浦速率为R3，

均匀加宽气体激光工作物质的能级图如下图所示，其中能级0为基态。单位体积基态分子至上能级3的泵浦速率为R₃，如果τ₃/τ₁合适，则可获得能级3→能级1跃迁的增益。然而基态分子也可被激励到能级2(单位体积的泵浦速率为R₂)，如有与λ₂₁相应的谐振腔，能级2→能级1跃迁可形成激光，它将使能级1的分子数密度增加，并使波长λ₃₁的增益下降。假设系统处于稳态，各能级的统计权重均为1，能级2→能级1的自发辐射可忽略不计，1/τ₃=1/τ₃₀+1/τ₃₁。

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第2题

均匀加宽气体激光工作物质的能级图如图3．12所示其中能级0为基态。单位体积基态分子至上能级3

均匀加宽气体激光工作物质的能级图如图3．12所示

其中能级0为基态。单位体积基态分子至上能级3的泵浦速率为R3，如果τ3／τ1合适，则可获得能级3→能级1跃迁的增益。然而基态分子也可被激励到能级2(单位体积的泵浦速率为R2)，如有与λ21相应的谐振腔，能级2→能级1跃迁可形成激光，它将使能级1的分子数密度增加，并使波长λ31的增益下降。假设系统处于稳态，各能级的统计权重均为1，能级2→能级1的自发辐射可忽略不计，1／τ3=1／τ30十1／τ31。 (1)假设R2=0，能级2→能级1的跃迁未形成激光，写出能级3→能级1跃迁的小信号中心频率增益系数g0(λ31)的表示式； (2)假设R2≠0，能级2→能级1跃迁被激光强烈饱和，并忽略能级2→能级1的自发辐射，写出小信号中心频率增益系数g0(λ31)的表示式。

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第3题

某调Q掺钕钇铝石榴石激光器具有均匀加宽洛伦兹线型，△=120GHz，起始反转粒子数密度△ni=5△nt（)，式中△nt（)为Q开

某调Q掺钕钇铝石榴石激光器具有均匀加宽洛伦兹线型，△=120GHz，起始反转粒子数密度△n_i=5△n_t()，式中△n_t()为Q开关开启后中心频率处的阈值反转粒子数密度。如果腔内设置一可调谐选纵模机构来改变巨脉冲的频率，且忽略插入损耗。试求当时的归一化峰值脉冲功率；归一化脉冲能量和估算归一化脉冲宽度。(假设调谐时泵浦功率或能量不变，工作物质长度等于腔长)。

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第4题

激光工作物质的能级图如图3．17所示，泵浦激光的频率调到3—0跃迁的中心频率，当泵浦光强Ip无限增加

时，求能级2一能级1能级间小信号反转集居数密度△n0(假设各能级的统计权重均为1)。

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第5题

光泵浦的激光器结构如图4．3（a)所示，激光工作物质的有关参数如下：A20=5×107s－1；A21=1×108s－1；τ1=2

光泵浦的激光器结构如图4．3(a)所示，激光工作物质的有关参数如下：A20=5×107s-1；A21=1×108s-1；τ1=20ns；总粒子数密度n=n0+n1+n2=1014cm-3。泵浦波长351nm处的发射截面为10-14cm2，能级2→能级1的跃迁具有均匀加宽线型，中心波长为535nm，线宽△v=1GHz。忽略泵浦光传输到腔内时的损失，并假设此系统处于稳态，折射率η=1，各能级的统计权重如图4．3(b)所示。试计算：

(1)能级2→能级1中心波长的发射截面； (2)能级2→能级1的阈值增益系数； (3)该激光器振荡在λ21=535nm时的单位面积的阈值泵浦光强(单位：W／cm2)。

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第6题

4.15光泵浦的激光系统如下图所示，激光工作物质能级示于图（a)，在热平衡状态下，能级1，能级2上的粒子数可忽略

4.15光泵浦的激光系统如下图所示，激光工作物质能级示于图(a)，在热平衡状态下，能级1，能级2上的粒子数可忽略不计。将泵浦光波长调到能级0→能级2跃迁中心频率，从一侧入射到工作物质上，将能级0的粒子抽运到能级2。能级2的粒子数通过自发发射和无辐射跃迁回到能级0，其跃迁几率分别为A₂₀=10⁶s^-1，S₂₀=5×10⁶s^-1；能级2和能级1之间存在自发发射和受激发射，其自发发射爱因斯坦系数A₂₁为10⁵s^-1，能级1的寿命τ₁=10^-7s。为了简化，假定n₂，n₁n₀，基态粒子数密度视为常数，n₀=10^-7cm^-3。该激光工作物质为均匀加宽介质，能级2→能级0及能级2→能级1跃迁谱线具有洛伦兹线型，其线宽△=10GHz，激光器处于稳态工作。其他参数如下图(b)中所示。求：