問答題

【計(jì)算題】腔內(nèi)均勻加寬增益介質(zhì)具有最佳增益系數(shù)g_m及飽和光強(qiáng)I_SG，同時腔內(nèi)存在一均勻加寬吸收介質(zhì)，其最大吸收系數(shù)為α_m，飽和光腔為I_Sα。假設(shè)二介質(zhì)中心頻率均為ν₀，α_m>g_m，I_SαSG，試問：此激光能否起振？如果瞬時輸入一足夠強(qiáng)的頻率為ν₀的光信號，此激光能否起振？寫出其起振條件；討論在何種情況下能獲得穩(wěn)態(tài)振蕩，并寫出穩(wěn)態(tài)振蕩時腔內(nèi)光強(qiáng)。

答案：（1）若增益介質(zhì)和吸收介質(zhì)的線寬分別為∆ν_HG和∆ν_...

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【計(jì)算題】
某單模632.8nm氦氖激光器，腔長10cm，而反射鏡的反射率分別為100%及98%，腔內(nèi)損耗可忽略不計(jì)，穩(wěn)態(tài)功率輸出是0.5mW，輸出光束直徑為0.5mm（粗略地將輸出光束看成橫向均勻分布的）。試求腔內(nèi)光子數(shù)，并假設(shè)反轉(zhuǎn)原子數(shù)在t₀時刻突然從0增加到閾值的1.1倍，試粗略估算腔內(nèi)光子數(shù)自1噪聲光子/腔模增至計(jì)算所得之穩(wěn)態(tài)腔內(nèi)光子數(shù)須經(jīng)多長時間。

答案：

【計(jì)算題】
考慮氦氖激光器的632.8nm躍遷，其上能級3S₂的壽命τ₂≈2×10^-8s，下能級2P₄的壽命τ₁≈2×10^-8s，設(shè)管內(nèi)氣p=266Pa：
（1）計(jì)算T=300K時的多普勒線寬∆ν_D；
（2）計(jì)算均勻線寬∆ν_H及∆ν_D/∆ν_H；
（3）當(dāng)腔內(nèi)光強(qiáng)為①接近0；②10W/cm²時諧振腔需多長才能使燒孔重疊。

答案：