激光原理章节练习(2020.04.13)

问答题
试证明，由于自发辐射，原子在E2能级的平均寿命为
答案：证明如下：根据自发辐射的定义可以知道，高能级上单位时间粒子数减少的量，等于低能级在单位时
间内粒子数的增加。即...
问答题
欲设计一对称光学谐振腔，波长λ＝10.6μm，两反射镜间距L＝2m，如选择凹面镜曲率半径R=L，试求镜面上光斑尺寸。若保持L不变，选择R〉〉L，并使镜面上的光斑尺寸ws＝0.3cm，问此时镜的曲率半径和腔中心光斑尺寸多大？
答案：
问答题
激光的基本特性是什么？
答案：
激光四性：单色性、相干性、方向性和高亮度。这四性可归结为激光具有很高的光子简并度。
问答题
试证非均匀增宽型介质中心频率处的小讯号增益系数的表达式。
答案：
单项选择题
下列说法中不正确的是（）？
A、非稳腔的往返几何放大率M是由腔的参数决定的
B、非对称共焦腔的几何放大率M仅由谐振腔反射镜的曲率半径决定
C、非稳腔的单程几何放大率m1、m2则不仅与腔的参数有关，还与镜的横向尺寸有关
D、非对称共焦腔是非稳腔
单项选择题
下列有关激光器的纵模竞争哪些说法是错误的（）？
A、非均匀加宽激光器一般是多纵模振荡
B、均匀加宽激光器一般是多纵模振荡
C、均匀加宽激光器存在着轴向空间烧孔和横向空间烧孔
D、非均匀加宽激光器存在着多模共用一个表观中心频率的激活粒子的情况
问答题
一质地均匀的材料对光的吸收为0.01mm-1、光通过10cm长的该材料后，出射光强为入射光强的百分之几？
答案：
单项选择题
下列哪个物理量只与原子的性质有关（）？
A、受激辐射跃迁几率
B、自发跃迁几率
C、受激吸收跃迁几率
问答题
根据激光原理4.4节所列红宝石的跃迁几率数据，估算抽运几率W13等于多少时红宝石对波长694.3纳米的光透是明的（对红宝石，激光上、下能级的统计权重为f1=f2=4，且计算中可不考虑光的各种损耗）
答案：已知红宝石的S₃₂=0.5·10^-7S^-1
单项选择题
下列哪些说法是错误的（）？
A、激光器的半经典理论称为兰姆理论
B、该理论是由兰姆在1968年开始的
C、半经典理论中将物质原子用量子力学描述
D、半经典理论能解释兰姆凹陷现象