激光原理及應用(第三版)習題答案

1、激光原理及應用第三版1思考練習題11試計算連續(xù)功率均為1W的兩光源，分別發(fā)射＝0.5000mm，=3000MHz的光，每秒從上能級躍遷到下能級的粒子數(shù)各為多少？答：粒子數(shù)分別為：2熱平衡時，原子能級E2的數(shù)密度為n2，下能級E1的數(shù)密度為n1，設，求：(1)當原子躍遷時相應頻率為＝3000MHz，T＝300K時n2n1為若干。(2)若原子躍遷時發(fā)光波長＝1m，n2n1＝0.1時，則溫度T為多高？答：（1）則有：（2）3已知氫原子第一激發(fā)

2、態(tài)(E2)與基態(tài)(E1)之間能量差為1.64l0－18J，設火焰(T＝2700K)中含有1020個氫原子。設原子按玻爾茲曼分布，且4g1＝g2。求：(1)能級E2上的原子數(shù)n2為多少？(2)設火焰中每秒發(fā)射的光子數(shù)為l08n2，求光的功率為多少瓦？答：（1）且可求出（2）功率＝4(1)普通光源發(fā)射＝0.6000mm波長時，如受激輻射與自發(fā)輻射光功率體密度之比，求此時單色能量密度為若干？(2)在He—Ne激光器中若，為0.6328mm，設

3、＝1，求為若干？答：（1）激光原理及應用第三版3解上面的方程可得：即：（2）輻射能量密度為極大值的波長與的關(guān)系仍為8由歸一化條化證明(1－65a)式中的比例常數(shù)證明：，由歸一化條件且是極大的正數(shù)可得：9試證明：自發(fā)輻射的平均壽命，為自發(fā)輻射系數(shù)。證明：自發(fā)輻射時在上能級上的粒子數(shù)按（126）式變化：自發(fā)輻射的平均壽命可定義為式中為時刻躍遷的原子已在上能級上停留時間間隔產(chǎn)生的總時間，因此上述廣義積分為所有原子在激發(fā)態(tài)能級停留總時間，再按照