文档介绍：光电子技术(1):“激光原理”习题
第一章
1、为使He-Ne激光的相干长度达到1km,它的单色性Δλ/λ0应是多少?
2、试证明:由于自发辐射,原子在E2能级的平均寿命τs=1/A21。
第二章
1、已知凸凹腔、,工作物质长、,求腔长L在什么范围内是稳定腔。
2、已知:方镜共焦腔L=30cm,镜尺寸d=2a=,λ=,镜反射率r1=1,r2=,其它损耗δ=(每程)。问:(1)能否单模运转?(2)在镜面附近加方孔选择TEM00模,小孔边长为多大?
3、已知: R1=,R2=-1m,L=80cm,证明该腔为稳定腔,求出它的等价共焦腔参数,在图上画出等价共焦腔的具体位置。
4、证明所有相同而R不同的对称稳定球面腔中,共焦腔的衍射损耗最低。
5、已知两凹面镜,,问:
(1)如何构成稳定腔,以获得最小的基模远场发散角?
(2)画出光束发散角θ与腔长L的关系曲线。
6、,w0=3mm,用F=2cm的凸透镜聚焦,求欲得到=。
7、用q参数法求:λ=(w0=3mm)经过如下图所示由两个凸透镜组成的光学系统后,其腰斑半径及其与透镜F2之间的距离L3。
8、已知:CO2 激光谐振腔的两个凹面镜 R1=1m,R2=2m,腔长L=,
求该腔中自再现光束的的大小及位置。
9、讨论薄透镜对高斯光束的聚焦变换条件
(1)当F一定,如何选取(讨论F>f和F<f情况。)
(2)当一定,F如何选取。
第三章
1、迈氏干涉仪光源波长为λ,反射镜移动L距离时,试用多普勒原理证明:接收屏上的干涉光强周期性变次。
2、He-Ne激光器三种跃迁:, 求:T=400K时它们的多普勒线宽,分别用为单位表示,由所得结果你能得到什么启示?
3、二能级系统E1、E2,已知:自发辐射寿命τs,无辐射跃迁寿命τnr,自发辐射频率ν。求:⑴自发辐射光功率随时间的变化规律;⑵E2上原子衰减过程中,自发辐射光子数;⑶=?
4、激光上、下能级的粒子数密度速率方程由(4-4-28)式表示,
⑴试证明在稳态下,在均匀加宽介质中,有:
式中,
⑵写出中心频率处饱和光强的表达式。
⑶证明时,和可由式(4-5-7)和(4-5-8)表示。
(a)
(b)
第6题图
第5题图
5、推导下图所示能级系统2→0跃迁的中心频率大信号吸收系数及饱和光强。假设该工作物质具有均匀加宽线型,吸收截面σ20已知,kb<<hν10、τ10<<τ21。
6、设有两束频率分别为(ν0+δν)
和(ν0-δν),光强为I1及I2的强光沿相同方向(上图a)或沿相反方向(上图b)通过中心频率为ν0的非均匀加宽增益介质