14．有光源一种，单色仪一种，光电倍增管及电源一套，微安表一块，圆柱形端面抛光红宝 石 样 品 一 块 ， 红 宝 石 中 铬 粒 子 数 密 度， 694.3nm 荧 光 线 宽。可用实验测出红宝石的吸取截面、发射截面及荧光寿命，试画出实验方块图，写出实验程序及计算公式。解：实验方框图以下：实验程序以及计算公式以下：(1)测量小信号中心频率增益系数：移开红宝石棒，微安表读数为，放入红宝石棒，微安表的读数为，由此得到小信号增益系数为减小入射光光强，使小信号增益系数最大。然后维持在此光强，微调单色仪鼓轮以变化入射波长(频率)，使小信号增益系数最大，此最大增益系数即为小信号中心频率增益系数。(2) 计算：由于，因此发射截面和吸取截面为：荧光寿命为：20．若红宝石被光泵激励，求激光能级跃迁的饱和光强。解：首先列出稳态时的三能级速率方程以下： (1) (2) (3) (4)由于远不大于，由(1)式可得：因此，由(1)~(4)式能够得到：式中，为波长为 694.3nm 的光强。由上式可得：其中21．推导图 4.3 所示能级系统 2—0 跃迁的中心频率大信号吸取系数及饱和光强。假设该工作物质含有均匀加宽线型，吸取截面已知，，。图 4.2解：设入射光频率为跃 迁 的2n2f1n1f0n0f202110120中心频率，光强为 I，可列出速率方程以下：式中在稳态的状况下，应当有，由(2)式能够得到：由于远不大于，KT 远不大于，因此，这样根据式(3)、(4)可得： (5)将式(5)代入式(1)可得：其中中心频率大信号吸取系数为其中。
