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[主观题]

一个均匀加宽工作物质具有由E1、E2、E3组成的三能级系统,三个能级的统计权重相等。E1为基态,E3及E2

能级的寿命分别为τ3及τ2,E3→E2能级的弛豫速率为1/τ32,中心频率发射截面为σ32。泵浦光频率与E1、E2间跃迁相应,它引起的受激辐射几率W12=W21=Wp。泵浦光将粒子由基态激发到E2能级,使E2和E3能级上粒子数密度之差△n23=n2—n3增加,从而形成一个光泵吸收体(由于热平衡下,各能级的粒子数呈玻耳兹曼分布,无泵浦时n2也大于n3,但由于E2一E1>>kbT,E3一E1>>kbT,故无泵浦时△n23≈0,因此对频率与E3一E2跃迁相对应的光无明显的吸收作用)。若有频率恰为E3一E2跃迁谱线中心频率v0的光入射,试求: (1)△n23与Wp及入射光强I的关系式; (2)对该入射光的吸收系数β。

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第1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2题
工作物质的能级系统中E0是基态。E2及E1能级的寿命是τ2和τ1,E2→E1的自发辐射几率是τ21-1。三个能级
的统计权重分别是f0、f1和f2。为了在E2和E1间形成集居数反转,用一束连续的激光将粒子自E0激励至E2,该激光的频率调谐至E2、E0间跃迁的谱线中心。 (1)给出E2、E1间小信号反转集居数密度△n0和泵浦激光光强Ip、E2和E0间中心频率发射截面σ20、能级寿命和总粒子数密度n间的关系式; (2)求泵浦光强无限强时E2、E1间形成的最大反转集居数密度(△n)max。

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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△ni=5△nt(),式中△nt()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
试证明: 设E是由n个元素形成的集合.E1,E2,…,En+1是E的非空子集,则存在r,s个不同指标: i1,i2,…,ir;j1,j2,…

试证明:

设E是由n个元素形成的集合.E1,E2,…,En+1是E的非空子集,则存在r,s个不同指标:

i1,i2,…,ir;j1,j2,…,js

使得Ei1∪…∪Eir=Ej1∪…∪Ejs

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第5题
设e1,e2,…,en是满足1e1+2e2+…+nen=n的非负整数,试说明如何构造集合{1,2,…,n}上的一个置换f,使得type(f)=(e1

设e1,e2,…,en是满足1e1+2e2+…+nen=n的非负整数,试说明如何构造集合{1,2,…,n}上的一个置换f,使得type(f)=(e1,e2,…,en)。

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第6题
质量分别为m1和m2的两个物体(m1>m2),在光滑的水平面上沿同方向运动,具有相同的初动能.与运动方向相同的水平力F分别作用在这两个物体上,经过相同的时间后,两个物体的动量和动能的大小分别为P1、P2和E1、E2,则()

A. P1>P2和E1>E2

B. P1>P2和E1<E2

C. P1<P2和E1>E2

D. P1<P2和E1<E2

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第7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:

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第8题
气体介质中粒子数密度n=1023cm-1,E2能级比基态E1能级的能量高2.48eV(跃迁中心波长λ0=0.5μm),E2能级的自发辐

气体介质中粒子数密度n=1023cm-1,E2能级比基态E1能级的能量高2.48eV(跃迁中心波长λ0=0.5μm),E2能级的自发辐射寿命=1ms,E2→E1能级的自发辐射谱线具有洛伦兹线型(线宽△=1GHz)。在热平衡温度为T1(kbT1=0.026eV)和T2(kbT2=0.26eV)(kb为玻耳兹曼常数)时,求:

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第9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10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τ31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11题
下面列出的关系代数表达是中,那些式子能够成立()。ⅰ.σf1 (σf2 (E)) = σf1∧f2(E)ⅱ.E1∞E2 = E2∞E1ⅲ.(E1∞E2)∞E3 = E1∞(E2∞E3)iv.σf1 (σf2 (E)) = σf2 (σf1(E))

A.没有

B.全部

C.ii和iii

D.i和iv

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