第一章--作业答案.ppt

1、第一章，为了使氦氖激光器的相干长度达到1千米，它的单色性是什么？(1)具有均匀纹理的材料对光的吸收为0.01毫米1。入射光强度的百分比是穿过10厘米长的材料后的出射光强度？(2)光束穿过长度为1米的均匀激活的工作物质。如果出射光强度是入射光强度的两倍，试着找出物质的增益系数。如果激光器和微波激射器分别以10微米、5101微米和3000兆赫兹输出1W的连续功率，那么每秒钟从激光器的高电平转换到低电平的粒子数是多少？让光子的波长为5101微米，单色性为107，并试着找出光子位置的不确定度x。如果光子的波长变成5104微米(X射线)和51018微米(射线)，对应的X是多少？假设一对激光能级为E2和E

2、1(g1=g2)，两个能级之间的跃迁频率为(相应的波长为)，能级上的粒子数密度分别为n2和n1。试着找到n2/n1=？在1微米和T=300K时，n2/n1=？当1um，n2/n1=0.1，t？假设工作物质的折射率为1.73，A21/B21=1J*S/m3是多少？光照范围是多少？如果工作物质的某一跃迁波长是波长为100纳米的远紫外光，且自发跃迁几率A10等于105S1，则问：(1)这个跃迁的受激发射爱因斯坦系数B10是多少？(2)为了使激发跃迁几率比自发跃迁几率大三倍，腔内的单色能量密度是多少？如果受激辐射的爱因斯坦系数B101019m3s3w1，试着在(1)6um(红外光)下计算它；(2)60

3、0纳米(可见光)；(3)60纳米(极紫外光)；(4)0.60纳米(x射线)，自发辐射跃迁几率A10和自发辐射寿命。如果光强为10W/mm2，试着找出激发跃迁几率W10。一个稳定的光学谐振腔，由两个全反射镜组成，腔长0.5m，中心波长6328A。试着得到光线带宽的近似值。(1)将光束入射到长度为10厘米、增益系数为0.5厘米1的工作物质上，计算入射光强与入射光强的比值；(2)初始光强为I0，波长为的光束入射到长度为L的工作物质上，如果它的增益系数为GAcos2kz(0z L)，其中a和k是常数。试着找出工作物质发出的光强度的表达式。证明了由于自发辐射，E2能级原子的平均寿命为s=1/A21。为了

4、使氦氖激光器的相干长度达到1千米，它的单色性是多少？解决方法：(1)质地均匀的材料对光的吸收为0.01毫米1。光通过10厘米长的材料后，出射光强度占入射光强度的百分比是多少？(2)光束穿过长度为1米的均匀激活的工作物质。如果出射光强度是入射光强度的两倍，试着找出该物质的增益系统解：1) 2)根据问题的含义，考虑损耗而不考虑损耗，如果激光器和微波激射器分别以10um、5101um和3000MHz输出1W的连续功率，每秒钟从激光器的上能级转换到下能级的粒子数是多少？解决方案：让我们知道当=10um，当=0.5um，当v=3000mHZ，让一个光子的波长为5101um，单色性为107，并试图找到光子

5、位置的不确定度x。如果光子的波长变成5104微米(X射线)和51018微米(射线)，对应的X是多少？解决方案：光子能量：光子动量：光子质量：因此，根据海森堡理论，5101um 5104um 51018um，假设一对激光能级为E2和E1(g1=g2)，两个能级之间的跃迁频率为(对应的波长为)，能级上的粒子数密度分别为n2和n1。当3000兆赫兹且温度=300K时，在1微米且温度=300K时，n2/n1=？当1um，n2/n1=0.1，t？解决方案：根据玻尔兹曼分布，当3000兆赫，T=300K，1微米，T=300K，1微米，n2/n1=0.1时，假设工作物质的折射率为1.73。什么是A21/B2

6、1=1J*S/m3？光照范围是多少？解决方法：根据爱因斯坦三个系数之间的关系，如果工作物质的某一跃迁波长是波长为100纳米的远紫外光，则自发跃迁几率A10等于105S1。我想问：(1)这个跃迁的受激辐射爱因斯坦系数B10是多少？(2)为了使激发跃迁几率比自发跃迁几率大三倍，腔内的单色能量密度是多少？解决方法：1) 2)如果受激辐射的爱因斯坦系数B101019m3s1w1，试着在(1)6 m(红外光)处计算它；(2)600纳米(可见光)；(3)60纳米(极紫外光)；(4)0.60纳米(x射线)，自发辐射跃迁几率A10和自发辐射寿命。如果光强为10W/mm2，试着找出激发跃迁几率W10。解决方案：1) 6um，(2) 600 nm，(3) 60 nm，(4) 0.60 nm，W10:由两个全反射镜组成的稳定光学谐振腔，腔长0.5m，腔内振荡光的中心波长为6328A。解决方法：根据驻波条件，Q只能取正整数，所以Q对应于(1580277-1580279)/2=4.010-13m，在1580278附近或：(1)光束入射到长度为10厘米、增益系数为0.5厘米1的工作物质上，计算入射光强与入射光强之比；(2)初始光强为I0，波长为的光束入射到长度为L的