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问答题
如图所示的能级系统,能级1、2的泵浦速率为R1,R2;寿命分别为τ1、τ2;统计权重分别为f1、f2;且τ20→∞,受激辐射跃迁在能级1、2之间进行。
(1)写出能级1和能级2的速率方程;
(2)求小信号条件下的反转粒子数。
问答题
如图所示的稳定光学谐振腔,由一面球面镜(曲率半径为R)和平面镜组成,腔长为L.试证明该腔等价于另一个球面镜腔,此球面镜腔的一个球面镜的曲率半径仍为R,另一个球面镜的曲率半径R2和腔长L′分别为R2=l+L(R-L)/l;L′=l+L,其中l为M2镜距离平面镜的距离。
问答题
某四能级系统,其E0为基态能级,四个能级的简并度相同。泵浦光频率与E0、E3间跃迁相对应,其跃迁几率W03=Wp。E3能级到E2能级的跃迁足够快,使得E3能级上的粒子数可忽略,且E3到其它能级的跃迁可忽略。E2能级的寿命τ2较长,E1能级的寿命τ1较短,但不可忽略,因而E1能级上的粒子数密度不可忽略,E2→E1的跃迁速率为1/τ21,总粒子数密度为n,求:
1)在E2和E1间形成集居数反转的条件(因无谐振腔,也无相应频率的光入射,因而E2和E1间的受激辐射和受激吸收可忽略);
2)E2和E1间的反转集居数密度与Wp、n的关系式;
3)泵浦极强时E2和E1间的反转集居数密度。
问答题
如图所示,波长为λ=1.06m的Nd:YAG激光器,全反射镜的曲率半径R=0.5m,距离全反射镜a=0.15m处放置长为b=0.18的Nd:YAG棒,其折射率η=1.8,棒的右端直接镀上半反射膜作为腔的输出端。
1)判别腔的稳定性;
2)求Nd:YAG晶体棒输出端的光斑半径;
3)在距输出端c=0.2m处放置F=0.1m薄透镜,求经透镜后的光腰半径和位置。