如果原子的能级E1和E2的统计权重f1和f2不相等,求受激跃迁几率W21和W12间的关系; (2)证明W21
如果原子的能级E1和E2的统计权重f1和f2不相等,求受激跃迁几率W21和W12间的关系; (2)证明W21和W12可写成如下形式 W21=
F(v);W12=
F(v) 式中,F(v)是单色光子流强度(单位面积上流过的频率在v附近单位频率间隔中的光子数); (3)写出
和
的量纲并求
和
间的关系。
如果原子的能级E1和E2的统计权重f1和f2不相等,求受激跃迁几率W21和W12间的关系; (2)证明W21和W12可写成如下形式 W21=
F(v);W12=
F(v) 式中,F(v)是单色光子流强度(单位面积上流过的频率在v附近单位频率间隔中的光子数); (3)写出
和
的量纲并求
和
间的关系。
第1题
如果原子的能级E1和E2的统计权重f1和f2不相等,求受激跃迁几率W21和W12间的关系
第2题
工作物质的能级系统中E0是基态。E2及E1能级的寿命是τ2和τ1,E2→E1的自发辐射几率是。三个能级的统计权重分别是f0、f1和f2。为了在E2和E1间形成集居数反转,用一束连续的激光将粒子自E0激励至E2,该激光的频率调谐至E2、E0间跃迁的谱线中心。
第3题
第4题
考虑一个均匀加宽三能级吸收体,三个能级的统计权重相等,E1是基态,E2→E1的跃迁几率为)γ21,E3→E2→E1的跃迁几率分别为γ32和γ31。E3→E1能级跃迁的中心频率发射截面为σ31。今有频率为E3→E1跃迁中心频率的光入射(光强为I),试求:
第5题
考虑一个具有激发态吸收的吸收体。它具有三个能级E1、E2和E3,其中E1是基态,三个能级的统计权重相等,E3-E2=E2-E1=h。若有光强为I0,频率为中心频率的光入射,处于基态E1上的分子将吸收光能而跃迁到E2能级,激发态E2能级上的分子同样会吸收光能而跃迁到E3能级,这一现象称为激发态吸收。假设分子自E3能级跃迁到E2能级的几率极大,以致E3能级上的分子数密度n3≈0,E2能级的寿命为τ2,
第6题
(1)若系统未激发,求能级1→能级2的吸收系数; (2)若激励强度无限大,求可获得的最大的小信号增益系数。
第7题
假设四能级系统中每个能级的统计权重相等。对其施以级联泵浦,E1(基态)至E3能级的泵浦跃迁几率W13=WA,E3至E4能级的泵浦跃迁几率W34=WB。每个能级至各个下能级的跃迁几率为γji。求: (1)在E4和E2能级间形成集居数反转的条件; (2)E4和E2能级间的反转集居数密度△n。n2,n4和n的关系式n2=n4[(1+1/WBτ4)γ32+γ42]/γ21和n4=nWA/{WA[(γ32+γ32/WBτ4+γ42)/γ21+3+2/WBτ4]一(WB+γ43)+1/γ3+1/WBτ4}-1。由此两关系式得出E4和E2能级间形成集居数反转的条件和反转集居数密度。
第8题
若气体工作物质具有E2、E1二能级(统计权重相等),二能级的粒子数密度分别为n2≈0,n1=1018cm-3,E2能级的自发辐射寿命=10-4s。若吸收曲线为高斯型,线宽400cm-1,中心频率=3×1014HZ。试求频率为的弱光束穿过厚度d=1cm的上述介质时,光强衰减了多少dB。
第9题
一个均匀加宽工作物质具有由E1、E2、E3组成的三能级系统,三个能级的统计权重相等。E1为基态,E3及E2能级的寿命分别为τ3及τ2,E3→E2能级的弛豫速率为1/τ32中心频率发射截面为σ32。泵浦光频率与E1、E2间跃迁相应,它引起的受激辐射几率W12=W21=Wp。泵浦光将粒子由基态激发到E2能级,使E2和E3能级上粒子数密度之差△n23=n2-n3增加,从而形成一个光泵吸收体(由于热平衡下,各能级的粒子数呈玻耳兹曼分布,无泵浦时n2也大于n3,但由于E2-E1kbT,E3-E1kbT,故无泵浦时△n23≈0,因此对频率与E3-E2跃迁相对应的光无明显的吸收作用)。若有频率恰为E3-E2跃迁谱线中心频率的光入射,试求:
第10题
气体介质中粒子数密度n=1023cm-3,E2能级比基态E1能级的能量高2.48eV(跃迁中心波长λ0=0.5μm),E2能级的自发辐射寿命τs2=1ms,E2→E1能级的自发辐射谱线具有洛伦兹线型(线宽△v=1GHz)。在热平衡温度为T1(kb1=0.026eV)和T2(kbT2=0.26eV)(kb为玻耳兹曼常数)时,求: (1)两温度下的n1和n2(二能级统计权重相等); (2)两温度下,单位体积中每秒自发辐射光子数; (3)两温度下,波长λ0=0.5μm的弱光吸收系数; (4)当中心波长吸收系数下降1/2的入射光强;
第11题