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[主观题]

一低气压CO2激光器，多普勒加宽△=50MHz，若激光器的泵浦功率为2倍的阈值泵浦功率。假设一纵模位于谱线中心，且

一低气压CO₂激光器，多普勒加宽△ $一低气压CO2激光器，多普勒加宽△=50MHz，若激光器的泵浦功率为2倍的阈值泵浦功率。假设一纵模位$ =50MHz，若激光器的泵浦功率为2倍的阈值泵浦功率。假设一纵模位于谱线中心，且所有模式的损耗相等。计算为使该激光器单模工作的最大腔长。

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第1题

一低气压CO2激光器，多普勒加宽△vD=50MHz，若激光器的泵浦功率为2倍的阈值泵浦功率。假设一纵模位于

谱线中心，且所有模式的损耗相等。计算为使该激光器单模工作的最大腔长。

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第2题

一均匀加宽、高增益环形激光器，其结构如下图所示，四块反射镜的反射率分别为r1=0.9，r2=0.7，r3=0.6，r4=0.95；T1

一均匀加宽、高增益环形激光器，其结构如下图所示，四块反射镜的反射率分别为r₁=0.9，r₂=0.7，r₃=0.6，r₄=0.95；T₁=T₂=T₄=0，T₃=0.2。设小信号增益系数为阈值增益系数的3倍，中心频率附近的光波在腔内以逆时针方向传播。如中心频率饱和光强I_s=5W/cm²，求输出光强。

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第3题

下图（a)为一连续工作均匀加宽激光器的能级系统，假设能级1和能级2的泵浦速率相同（即R1=R2)，能级1寿命τ1≈0，能

下图(a)为一连续工作均匀加宽激光器的能级系统，假设能级1和能级2的泵浦速率相同(即R₁=R₂)，能级1寿命τ₁≈0，能级2寿命τ₂=100ns，能级2至能级1跃迁中心频率处的发射截面σ=1.3×10^-17cm²，能级0未抽空。光谐振腔其他参数如图(b)所示。试求：

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第4题

求光放大器的小信号增益的半值线宽δv；（2)有一多普勒非均匀加宽行波光放大器，其自发辐射线宽△v

求光放大器的小信号增益的半值线宽δv；(2)有一多普勒非均匀加宽行波光放大器，其自发辐射线宽△vD)=340MHz，中心频率小信号增益G0(v0)=5000，试求其小信号增益的半值线宽δv。

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第5题

Pb—sn—Te激光器的工作波长λ0为10 600 nm，这一激光器和CO2激光器外差，并观察到小至50 kHz的带宽。

试求Pb—sn—Te激光器相应的频率稳定度和相干长度。

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第6题

图4．5（a)为一连续工作均匀加宽激光器的能级系统，假设能级1和能级2的泵浦速率相同（即R1=R2)，能级1

图4．5(a)为一连续工作均匀加宽激光器的能级系统，假设能级1和能级2的泵浦速率相同(即R1=R2)，能级1寿命τ1≈0，能级2寿命τ2=100ns，能级2至能级1跃迁中心频率处的发射截面σ=1．3×10-17cm2，能级0未抽空。光谐振腔其他参数如图4．5(b)所示。

试求： (1)能级2至能级1跃迁小信号增益系数为0．05cm-1时所需的单位体积泵浦功率(单位：W／cm3)； (2)从腔的右端可获得的激光输出光强。

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第7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8题

一均匀加宽、高增益环形激光器，其结构如上题图4．10所示，四块反射镜的反射率分别为r1=0．9，r2=0．7，r

3=0．6，r4=0．95；T1=T2=T4=0，T3=0．2。设小信号增益系数为阈值增益系数的3倍，中心频率附近的光波在腔内以逆时针方向传播。如中心频率饱和光强Is=5W／cm2，求输出光强。

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第9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，△vH=120GHz，起始反转粒子数密度△ni=5△t（v0)，

某调Q掺钕钇铝石榴石激光器具有均匀加宽洛伦兹线型，△vH=120GHz，起始反转粒子数密度△ni=5△t(v0)，式中△nt(v0)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v=v0+60GHz时的归一化峰值脉冲功率[Pm(v)／Pm(v0)]；归一化脉冲能量[E(v)／E(v0)]和估算归一化脉冲宽度[△t(v)／△t(v0)]。(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10题

有一均匀加宽激光器如图4．8所示，两反射镜的反射率r1=0．95（T1=0)和r2=0．8（T2=0．2)。增益介质长10cm

有一均匀加宽激光器如图4．8所示，两反射镜的反射率r1=0．95(T1=0)和r2=0．8(T2=0．2)。增益介质长10cm，腔长15cm。假设增益介质和腔内其他部分折射率均为1。激光器中心波长λ0=720nm，中心频率发射截面σ21=10-18cm2，中心频率饱和光强为20kW／cm2。求：

(1)无源腔的光子寿命； (2)连续工作时的中心频率阈值反转集居数密度； (3)假定在t=0时，注入泵浦光，使工作物质中瞬即产生2×1017cm-3的初始反转集居数密度，与此同时注入一束频率为中心频率(相应波长为720nm)的激光，使腔内光子数密度达到108光子数／cm3。忽略饱和效应，粗略估算需经历多长时间腔内光强能达到饱和光强的一半； (4)实际所需时间应比你估算的时间长还是短？

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第11题

图4．11（a)所示的环腔激光器中的激活介质为均匀加宽介质，跃迁中心波长λ0=600m，跃迁几率A21=6×104s

图4．11(a)所示的环腔激光器中的激活介质为均匀加宽介质，跃迁中心波长λ0=600m，跃迁几率A21=6×104s-1，自发辐射线型为图4．11(b)所示的三角形，假设增益介质端面一空气间无损耗，上能级寿命为3．9μs，小信号反转粒子数密度△n0=5×1013cm-3。激光按逆时针方向振荡。求： (1)中心频率发射截面σ21，饱和光强Is和阈值反转粒子数密度； (2)在阈值以上有多少个TEM00q模； (3)腔内光强达到3×Is时的反转粒子数密度； (4)M2镜输出光强。