有一均匀激励连续工作行波激光放大器,工作物质具有多普勒非均匀加宽线型,长为l,中心频率小信号增
益系数为gm,损耗系数为α,α<<gm。入射光光强为I0,输出光光强为Il。令β0=I0/Is,βl=Il/Is试求: (1)入射光频率为中心频率v0时,β1和β0的关系式; (2)入射光频率为v(v≠v0)时βl和β0的关系式。
益系数为gm,损耗系数为α,α<<gm。入射光光强为I0,输出光光强为Il。令β0=I0/Is,βl=Il/Is试求: (1)入射光频率为中心频率v0时,β1和β0的关系式; (2)入射光频率为v(v≠v0)时βl和β0的关系式。
第1题
有一均匀激励连续工作行波放大器,工作物质具有均匀加宽线型,中心频率处小信号增益系数为gm,损耗系数为α,长为l。入射光频率恰为工作物质的中心频率,入射光强为I0。输出光强为Il。令β0=I0/Is,βl=Il/Is,Is为中心频率饱和光强。求证
第2题
有一长为l的均匀激励连续工作行波放大器,其工作物质具有均匀加宽线型。入射光频率为,入射光强为I0,输出光强为I(l)。工作物质中的损耗很小,可忽略不计,求证所述放大器中小信号增益的半值线宽当G0()=30dB时,δ有多大?
第3题
无损均匀加宽连续激光放大器,长为l=10cm,饱和光子流强度Js=4×1018cm-2s-1,输入光子流强度J0=4×1015cm-2s-1时输出光子流强度J(l)=4×1016cm-2s-1,输入光频率为工作物质的中心频率。求:
第4题
均匀加宽均匀激励连续工作放大器的损耗系数α≈0,频率为v的输入光光强为I0,I0>>Is(v),求: (1)输出光强I(l); (2)从放大器提取的单位面积光功率极限Imax。
第5题
第6题
有一均匀加宽未饱和光放大器,其工作物质具有洛伦兹线型,△=2GHz。放大器的中心频率小信号增益分别为30dB和20dB。求放大器输出端的放大的自发辐射(ASE)线宽。
第8题
图4.5(a)为一连续工作均匀加宽激光器的能级系统,假设能级1和能级2的泵浦速率相同(即R1=R2),能级1寿命τ1≈0,能级2寿命τ2=100ns,能级2至能级1跃迁中心频率处的发射截面σ=1.3×10-17cm2,能级0未抽空。光谐振腔其他参数如图4.5(b)所示。
试求: (1)能级2至能级1跃迁小信号增益系数为0.05cm-1时所需的单位体积泵浦功率(单位:W/cm3); (2)从腔的右端可获得的激光输出光强。
第9题
均匀激励的均匀加宽连续光放大器具有小信号增益13dB。 (1)若频率为v的输入光光强为5w/cm2时的输出光强为30W/cm2,求其饱和光强Is(v); (2)能从放大器提取的单位面积最大功率是多少?
第10题
有一均匀加宽激光器如图4.8所示,两反射镜的反射率r1=0.95(T1=0)和r2=0.8(T2=0.2)。增益介质长10cm,腔长15cm。假设增益介质和腔内其他部分折射率均为1。激光器中心波长λ0=720nm,中心频率发射截面σ21=10-18cm2,中心频率饱和光强为20kW/cm2。求:
(1)无源腔的光子寿命; (2)连续工作时的中心频率阈值反转集居数密度; (3)假定在t=0时,注入泵浦光,使工作物质中瞬即产生2×1017cm-3的初始反转集居数密度,与此同时注入一束频率为中心频率(相应波长为720nm)的激光,使腔内光子数密度达到108光子数/cm3。忽略饱和效应,粗略估算需经历多长时间腔内光强能达到饱和光强的一半; (4)实际所需时间应比你估算的时间长还是短?
第11题
均匀加宽激光工作物质的能级图如下图所示。单位体积中将原子自能级0(基态)激励至能级2的速率是R2。能级2的原子以几率及返回能级1和能级0。能级2→能级1的自发辐射几率A21=6×106s-1,线宽△=10GHz(假设具有洛伦兹线型)。能级1上的原子以极快的速率跃迁到能级0,所以能级1的原子数密度n1≈0。折射率为1。