1、第一章：1为使氦氖激光器的相干长度达到 1km，它的单色性 应是多少？0解：相干长度 12cLc将 ， 代入上式，得：12，因此021c，将 ， 代入得：Lc0nm8.63kLc10*.0 k2如果激光器和微波激射器分别在 ， 和1nm50输出 1W 连续功率，问每秒钟从激光上能级向下能级跃迁的粒子数是MHz3多少？解： chpn（1） 个10*3.5*062.191834msJW（2） 个281834nn（3） 个.1. 334MHzJs3设一对激光能级为 和 （ ） ，相应频率为 （波长为 ） ，能级上的E21f12粒子数密度分别为 和 ，求：n（a）当 ，T=300K 时， ？MHz30
2、n12（b）当 ，T=300K 时， ？m112（c）当 ， 时，温度 T=?.012n解： efnkThE1212（a） 10*8.430*18.626412 （b） 0*4.216212 . eenkThc（c） .10*38.166283412 T得： K0*.4在红宝石 Q 调制激光器中，有可能将几乎全部 离子激发到激光上能级并产生激Cr3光巨脉冲。设红宝石棒直径 1cm,长度 7.5cm， 浓度为 ，巨脉冲宽度cm3190*2为 10ns，求输出激光的最大能量和脉冲功率。解 JnhcE 7.310*3.6945.7)0(98342max WsJPR1*3.1.ax5试证明，由于自发辐
3、射，原子在 能级的平均寿命E2As21证明：自发辐射，一个原子由高能级 自发跃迁到 ，单位时间内能级 减少的粒1E2子数为：， 自发跃迁几率)(212dtntspndtAsp221)(， At212 enstt 20120)(因此 s216某一分子的能级（1） sA10*.841243(2) 在稳定状态时，不考虑无辐射跃迁和热驰豫过程，对 ： ， 实现 和 能级集居数反转E334n5134E43对 ： ， 实现 和 能级集居数反转224 0*622442对 ： ， 没有实现 和 能级集居数反转114nA14 417证明： 2121WB即受激辐射跃迁几率大于自发辐射跃迁几率。受激辐射优势大。8解
4、：（1） eIzz)(0%8.3610*.0 （2） ，eIzzg0)(eIzg0)(， 0m17.2ln第二章1.证明：设从镜 M M M ,初始坐标为 ，往返一次后坐标变为 =T1210r 1r,往返两次后坐标变为 =T T0r 2r0r而对共焦腔，R =R =L1则 A=1- =-12LB=2L =02R1C=- =0121LD=- =-1211RR所以，T= 0故， = =2r10r0即，两次往返后自行闭合。2解：共轴球面腔的稳定性条件为 0g g 1,12其中 g =1- ,g =1-1RL2对平凹腔：R = ,则 g =1,2201- 1，即 0LR11对双凹腔：0g g 1, 0
5、 112 21RL， 或 且LR12L1R2L21对凹凸腔：R = ,R =- ,10 1， 且211|213解：设腔的光学长度为 L 00 1，解出，1L 2,而 L =0.76+x,210 00024x1.24, L=0.5+x,所以，0.74mL1.74m5菲涅耳数 9.18.632*0)(2 nmcLaN增益为 751.340elg模 衍射损耗为 ，总损耗为 0.043，增益大于损耗;TEM016模衍射损耗为 ，总损耗为 0.043，增益大于损耗;20*5因此不能作单模运转 mLs 1.28340 6解： 01833)(XHX， ，01263,26xL，1x43,2因此节线是等间距分布
6、的。7解：模的节线位置由缔合拉盖尔多项式：TEM02确定,412)(2L20sr，2,1sr0模的节线位置由 sin2 确定，TE20sin2 0，即： 2,3,8.解：g =1- =0.47 g =1- =1.81RL2RLg g =0.846 即 0 g g 1，所以该腔为稳定腔。1212由公式（2.8.4）Z = =-1.31m1212RLZ = =-0.15m221f = =0.25m2211RL2f=0.5m9.解：， ，11g4322g)(111 LRLs)(241LR)(143m0*7.3)(212412 LRLs， (24143m0*.3)1(22410 gL0*.3)()(2
7、12 RLf， 43)(2L即： 3fmfs10*7.23072.3)1(221 LagLaNef 04.12ef *409.1372.94010.210证明：在共焦腔中，除了衍射引起的光束发散作用以外，还有腔镜对光束的会聚作用。这两种因素一起决定腔的损耗的大小。对共焦腔而言，傍轴光线的几何偏折损耗为零。只要 N 不太小，共焦腔模就将集中在镜面中心附近，在边缘处振幅很小，衍射损耗极低。11解： )1(22410 gL，241)(4LR当 时， 最小m5.020min012解：)(21411 LRLs， 241)(212412 LRLs(241（1） mcR02， 1s )(41L2s)1(4L（2） c, 1s )(241R2s)1(24R13.解： )()(212Lf*2R即： f107.30Lmf10*8.3014解，20)(1)(fzzzfR2)(其中， mf385.20： ，cz34.1)( mcR79.0)3(： ，106291： ，mzm.)0()(15解 )(,)(1200Riq束腰处： cmifi6.40)8.12()(0zqcicmz )6.430:3)(16解（2.10.17）2)(fFll(2.10.18)2020)(fl: ,ml114. m6014.2: ,l203. 5.f43.02
