激光原理与应用答案(陈家壁主编)VIP专享VIP免费

1 思考练习题1 1． 试计算连续功率均为1W 的两光源，分别发射 ＝0.5000m， =3000MHz 的光，每秒从上能级跃迁到下能级的粒子数各为多少？ 答：粒子数分别为：188346341105138.21031063.6105.01063.61chqn 239342100277.51031063.61hqn 2．热平衡时，原子能级E2 的数密度为n2，下能级E1 的数密度为n1，设21gg ，求：(1)当原子跃迁时相应频率为 ＝3000MHz，T＝300K 时n2/n1 为若干。(2)若原子跃迁时发光波长 ＝1，n2/n1＝0.1 时，则温度T 为多高？ 答：（1）(//mnEEmmkTnnngeng）则有：1]3001038.11031063.6exp[2393412kThenn （2）KTTennkTh3623834121026.61.0]1011038.11031063.6exp[  3．已知氢原子第一激发态(E2)与基态(E1)之间能量差为1.64×l0－18J，设火焰(T＝2700K)中含有1020 个氢原子。设原子按玻尔兹曼分布，且 4g1＝g2。求：(1)能级E2 上的原子数n2 为多少？(2)设火焰中每秒发射的光子数为l08 n2，求光的功率为多少瓦？ 答：（1）1923181221121011.3]27001038.11064.1exp[4nnegngnkTh 且202110 nn 可求出312 n （2）功率＝W918810084.51064.13110 4．(1)普通光源发射 ＝0.6000m 波长时，如受激辐射与自发辐射光功率体密度之比qq激自1=2000，求此 时单 色 能量密度为若干？(2) 在 He — Ne 激光器 中 若34/100.5msJ ， 为0.6328m，设 ＝1，求qq激自为若干？ 答：（1） 2 3173436333/10857.31063.68)106.0(2000188msJhhcqq＝自激 （2）943436333106.71051063.68)106328.0(88hhcqq＝自激 5．在红宝石Q 调制激光器中，有可能将全部Cr3＋(铬离子)激发到激光上能级并产生巨脉冲。设红宝石直径0.8cm，长8cm，铬离子浓度为2×1018cm－3，巨脉冲宽度为10ns。求：(1)输出 0.6943m 激光的最大能量和脉冲平均功率；(2)如上能级的寿命 ＝10－2s，问自发辐射功率为多少瓦？ 答：（1）最大能量 JchdrhNW3.2106943.01031063.61010208.0004.0683461822 脉冲平均功率＝瓦8961030.21010103.2...