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此题提供一种测量激光器内工作物质饱和光强Is(v)的方法，实验装置如图3．16所示。激光器由连续泵浦的均匀加宽四能级增益介质和两面反射镜组成(一面为全反射镜，另一面透过率为丁)。光电二极管测量介质的部分体积中发出的侧荧光功率，由功率计从部分反射镜端测出激光输出功率并从而得出输出光强Iout，用光谱仪测出激光频率v。假设增益介质低能级的集居数密度可忽略不计，上能级的泵浦速率为R。
(1)若激光器的某一面腔镜被挡住时侧荧光的功率是P0，激光器正常工作时侧荧光的功率是P，试推导P0／P和饱和光强Is(v)的关系式； (2)如果T=1％时测出Iout是1W／cm2，侧荧光功率是最大值的50％，Is(v)等于多少？
答案
更多“此题提供一种测量激光器内工作物质饱和光强Is（v)的方法，实验装置如图3．16所示。激光器由连续泵浦”相关的问题
第1题
此题提供一种测量激光器内工作物质饱和光强Is(
第2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3题
激光谐振腔内的光波电场强度满足下列微分方程
方程中忽略了自发辐射。式中τR为光子寿命，Es为与饱和光强有关的场强，它和饱和光强的关系为Es2／2η0=Is=hv／σ21τ2(η0为自由空间波阻抗常数)；若下能级的集居数密度可忽略不计，则g(t)=n2(t)σ21。E2能级的集居数密度速率方程为下列不完整的微分方程 [*194] (1)括号中应出现什么项(用题中所给场强参数表示)？ (2)试用式(4．39)和式(4．38)所得结果来描述稳态激光光强和泵浦速率的关系？ (3)推导阈值泵浦速率R2t的公式。 (4)假设泵浦速率为本题(3)中计算所得阈值泵浦速率的m倍，推导激光器连续工作时的输出光强公式(公式用m因子、饱和光强和输出反射镜的透射系数表示)。
第4题
隐花菁(一种染料)的甲醇溶液可用作被动调Q或被动锁模红宝石激光器中的可饱和吸收体。它在红宝石激光波长694．3nm处的吸收截面σ12=8．1×10-16cm2，其上能级的寿命τ2=22×10-12s，与吸收相关的两个能级的统计权重相等，试求此染料的饱和光强Is。
第5题
光泵浦的激光器结构如图4．3(a)所示，激光工作物质的有关参数如下：A20=5×107s-1；A21=1×108s-1；τ1=20ns；总粒子数密度n=n0+n1+n2=1014cm-3。泵浦波长351nm处的发射截面为10-14cm2，能级2→能级1的跃迁具有均匀加宽线型，中心波长为535nm，线宽△v=1GHz。忽略泵浦光传输到腔内时的损失，并假设此系统处于稳态，折射率η=1，各能级的统计权重如图4．3(b)所示。试计算：
(1)能级2→能级1中心波长的发射截面； (2)能级2→能级1的阈值增益系数； (3)该激光器振荡在λ21=535nm时的单位面积的阈值泵浦光强(单位：W／cm2)。
第6题
一均匀加宽、高增益环形激光器，其结构如下图所示，四块反射镜的反射率分别为r1=0.9，r2=0.7，r3=0.6，r4=0.95；T1=T2=T4=0，T3=0.2。设小信号增益系数为阈值增益系数的3倍，中心频率附近的光波在腔内以逆时针方向传播。如中心频率饱和光强Is=5W/cm2，求输出光强。
第7题
第8题
一环腔激光器如图4．2(a)所示，腔内激活介质长1．5cm，发射截面为10-18cm2，上能级寿命为14μs，而下能级寿命短得多，即τ1＜＜τ2。能级为图4．2(b)所示。
求： (1)中心频率阈值反转粒子数密度； (2)中心频率处的饱和光强和中心波长； (3)若小信号增益系数g0=0．5cm-1，假定中心频率光波按逆时针方向行进，计算从M2镜输出光强。
第9题
第10题
有一均匀加宽激光器如下图所示，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：
第11题
图4．11(a)所示的环腔激光器中的激活介质为均匀加宽介质，跃迁中心波长λ0=600m，跃迁几率A21=6×104s-1，自发辐射线型为图4．11(b)所示的三角形，假设增益介质端面一空气间无损耗，上能级寿命为3．9μs，小信号反转粒子数密度△n0=5×1013cm-3。激光按逆时针方向振荡。求： (1)中心频率发射截面σ21，饱和光强Is和阈值反转粒子数密度； (2)在阈值以上有多少个TEM00q模； (3)腔内光强达到3×Is时的反转粒子数密度； (4)M2镜输出光强。
