激光原理及技术部分习题解答（陈鹤鸣）
第一章
4. 为使氦氖激光器的相干长度达到1km, 它的单色性??/?0应当是多少？
解：相干长度LC?c，??是光源频带宽度 ??8
c3*10m/s?????3*105Hz
LC1kmc??????2?????2??(c/?) ???632.8nm5?10?????*3*10Hz?6.328*108?c3*10m/s第二章
cc
4. 设一对激光能级为E2,E1,f2?f1，相应的频率为?，波长为?，能级上的粒子数密度分别为n2,n1，求： （1）当??3000MHz,???T?300K时，n2/n1?? （2）当??1?m,???T?300K时，n2/n1?? （3）当??1?m,???n2/n1?0.1时，温度T=？
解：
n2?en1?E2?E1kbT
h*ch*c?其中???EE2?E1
?E?h*c??h?
（1）
学习练习# 1
n2?e（2）n??hc6.63*10?34kbT?e?10?61.38*10?23*300*3*108?e?48?1.425*10?21?0
1（3）
T??h*c??6.63*10?34*3*108?6.263klnn21.38*10?23*10?6*ln(0.1)*10K b?n19. 解：(1) 由题意传播1mm,吸收1%，所以吸收系数??0.01mm?1 (2)
I?Iz0e??I0e?100?0.01?I?10e?0.366I0
即经过厚度为0.1m时光能通过36.6%
10.
解：
学习练习# 2
I?I0e2Gz
?1.3?e0.2?2G
1G?ln1.3?0.655/m0.4第三章
2. CO2激光器的腔长L=100cm, 反射镜直径D=1.5cm, 两镜的光强反射系数r1?0.985,???r2?0.8 求由衍射损耗及输出损耗引起的?R,?,Q 解：（1）输出损耗由腔镜反射不完全引起。
初始光强为I0在无源腔内往返一次后光强衰减为I1，则：
I1?I0ge?2?1?r1r2I01111??1?ln?ln?0.1192r1r220.985*0.8100cm?8?R1???2.78*10s8?R1c0.12*3*10m/sc3*108m/sQ1?2???R1?2?gg?R1?2?g*2.78*10?8s?4.94*106?10.6?m（2）衍射损耗：腔的菲涅耳数
La2D2N??L?4L?14L?4*100cm*10.6?m?d??2??0.1882ND(1.5cm)L1m?8?R2???1.77*10s8?dc0.188*3*10m/sQ2?2???R2?2?学习练习#
c??R2cLL?2?g?2??3.15*10?6??dc??d3
LL6. 解：0?(1?R)*(1?)?1?0?(1?L)*(1?2L)?1 1R231所以：
2?L?32m
c3*1087、
?V8q?2*L'?2*0.4?3.75*10Hz
8.今有一球面腔，R1＝1.5m，R2＝－1m，L＝80cm。试证明该腔为稳定腔；求出它的等价共焦腔的参数；在图上画出等价共焦腔的具体位置。解：g1?1?LR?7,g2?1?L115R?9250?g1g2?0.84?1该腔为稳定腔??zL(?1?R2?L)(L?R??1.31m1)?(L?R2)等价共焦腔参数???z?L(R?2?1?L)(L?R??0.51m1)?(L?R2)??2L(R?L)(R?L)(R?R?L)2??f?1212[(L?R1)?(L?R2?0.25m2)]f?0.5m学习练习# 4
《激光原理及技术》1-4习题答案(学习内容)
