激光原理第四章習(xí)題解答-文庫(kù)吧資料
2025-06-13 20:46本頁(yè)面
【正文】 在均勻加寬工作物質(zhì)中，頻率為ν強(qiáng)度為Iν1的強(qiáng)光增益系數(shù)為gH(ν1,Iν1), gH(ν1,Iν1) ν1關(guān)系曲線稱為大信號(hào)增益曲線，試求大信號(hào)增益曲線的寬度ΔνH。解：分析：紅寶石激光器的Cr3+是工作物質(zhì)，因此，所求峰值吸收截面就是求Cr3+的吸收截面。證明：，在兩個(gè)能級(jí)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重f1=f2的條件下，在自然加寬的情況下，中心頻率ν0處吸收截面可表示為： 1上式（）又因?yàn)椋袮21和ΔνN的表達(dá)式代入1式，得到：證畢。（驗(yàn)證過(guò)）8 略9 略10 略11 短波長(zhǎng)（真空紫外、軟X射線）譜線的主要加寬是自然加寬。對(duì)于本題中的紅寶石激光器，透明的含義應(yīng)該屬于前者。解：（1）根據(jù)P11相關(guān)內(nèi)容，考慮到E2的能級(jí)壽命不僅僅是自發(fā)輻射壽命，還包括無(wú)輻射躍遷壽命，因此，E2能級(jí)的粒子數(shù)變化規(guī)律修正為：，其中的τ與τS、τnr的關(guān)系為，為E2能級(jí)的壽命。（2）E2能級(jí)的原子在其衰減過(guò)程中發(fā)出的自發(fā)輻射光子數(shù)。（驗(yàn)證過(guò)）6 考慮二能級(jí)工作系統(tǒng)，若E2能級(jí)的自發(fā)輻射壽命為τS，無(wú)輻射躍遷壽命為τnr。解：，可分別求出不同躍遷的譜線加寬情況。（驗(yàn)證過(guò)）5 氦氖激光器有下列三種躍遷。（驗(yàn)證過(guò)）4 估算CO2氣體在300K下的多普勒線寬ΔνD，若碰撞線寬系數(shù)α=49MHZ/Pa，討論在什么氣壓范圍內(nèi)從非均勻加寬過(guò)渡到均勻加寬。，多普勒加寬：因此，相干長(zhǎng)度為：，可根據(jù)下述公式得到氦氖激光器的相干長(zhǎng)度：可見(jiàn)，即使以前最好的單色光源，與現(xiàn)在的激光光源相比，相干長(zhǎng)度相差2個(gè)數(shù)量級(jí)。其中分母中的是譜線加寬項(xiàng)。如果忽略自然加寬和碰撞加寬，？并與一個(gè)
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