习题3(氪)解:根据光波的相干长度公式(1.1.16)由题意可知,忽略自然加宽和碰撞加宽,则主要表现为多普勒加宽即:(4.2.26)则对氦氖激光器,相干长度为习题6解:(1)自发辐射光功率:(2),所以所以(3)习题8解:粒子数方程为(1)(2)(3)若考虑的情况,其中(2)式可改写为(4)因与相比很大,这表示粒子在能级上停留的时间很短,故认为能级上的粒子数,由此得这样实际上将三能级问题简化为二能级问题来求解,由(1)式得代入(4)式,得由于,所以(5)红宝石对波长为的光透明,意为在能量密度的入射光作用下,红宝石介质内虽有受激吸收和受激辐射,但出射光的能量密度仍为.而要使入射光的能量密度等于出射光的能量密度,(根据4.1.33式),必须有,这样(5)式变为该式应对任意大小的恒成立,这意味着它应与无关,这只有,即时才行在时,由上式可知因,所以习题12解:设统计权重,则有,均匀加宽的吸收截面为(4.3.15)其中,v是工作物质中的光速,,为自发辐射爱因斯坦系数,,其中为原子在能级上的平均寿命;由于主要为自然加宽,故所以,习题15解:(4.4.17)线宽定义为最大值一半的,即代入得,可推出进一步可推出(正是出现显著饱和效应的范围)习题16解:若频率为、的二强光同时入射,则此时反转集居数(1)弱光的增益系数(2)强光的增益系数习题19解:由公式解得