激光原理第四章習(xí)題解答-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 t時(shí)間內(nèi)，E2能級(jí)自發(fā)輻射的光子數(shù)為：則在0∞的時(shí)間內(nèi)，E2能級(jí)自發(fā)輻射的光子總數(shù)為：（3）自發(fā)輻射光子數(shù)與初始時(shí)刻能級(jí)上的粒子數(shù)之比為:此題有待確認(rèn)7 ，（對(duì)紅寶石，激光上、下能級(jí)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重為，且計(jì)算中可不考慮光的各種損耗）解答：已知紅寶石的，分析如下：增益介質(zhì)對(duì)某一頻率的光透明，說明介質(zhì)對(duì)外界光場(chǎng)的吸收和增益相等，或者吸收極其微弱，以至于對(duì)進(jìn)入的光場(chǎng)強(qiáng)度不會(huì)產(chǎn)生損耗。試證明峰值吸收截面為。根據(jù)題中所給資料可知：%=103g/cm3,摩爾質(zhì)量為522+163=152g/mol設(shè)Cr3+的粒子數(shù)密度為n，則n=2（103 /152）1023=1019/cm3根據(jù)可知，根據(jù)n≈n1+n2，Δn=n1n2,且，其中，可知E2能級(jí)粒子數(shù)密度接近于零，可求出Δn=n1=1019/cm3 ，代入到，可求出：解答完畢。在此條件下，增益最大值為：根據(jù)，可求出當(dāng)時(shí)滿足增益線寬條件，因此，線寬位：解答完畢。17 。解：1 穩(wěn)態(tài)工作時(shí),由激光上、下能級(jí)的粒子數(shù)密度速率方程 ()可得: 1 2 3其中，由(3)式和(2)式可得:整理得:將(4)代入(1)式:整理得：其中，Δn0是小信號(hào)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度。當(dāng)然，產(chǎn)生增益飽和的頻率兩邊一定頻譜范圍內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生飽和現(xiàn)象，但是與外界光場(chǎng)對(duì)應(yīng)的頻率出飽和現(xiàn)象最大最明
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