激光原理及應(yīng)用(第三版)習(xí)題答案

1、激光原理及應(yīng)用第三版1思考練習(xí)題11試計(jì)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(jí)躍遷到下能級(jí)的粒子數(shù)各為多少？答：粒子數(shù)分別為：2熱平衡時(shí)，原子能級(jí)E2的數(shù)密度為n2，下能級(jí)E1的數(shù)密度為n1，設(shè)，求：(1)當(dāng)原子躍遷時(shí)相應(yīng)頻率為＝3000MHz，T＝300K時(shí)n2n1為若干。(2)若原子躍遷時(shí)發(fā)光波長＝1m，n2n1＝0.1時(shí)，則溫度T為多高？答：（1）則有：（2）3已知?dú)湓拥谝患ぐl(fā)

2、態(tài)(E2)與基態(tài)(E1)之間能量差為1.64l0－18J，設(shè)火焰(T＝2700K)中含有1020個(gè)氫原子。設(shè)原子按玻爾茲曼分布，且4g1＝g2。求：(1)能級(jí)E2上的原子數(shù)n2為多少？(2)設(shè)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(shí)，如受激輻射與自發(fā)輻射光功率體密度之比，求此時(shí)單色能量密度為若干？(2)在He—Ne激光器中若，為0.6328mm，設(shè)

3、＝1，求為若干？答：（1）激光原理及應(yīng)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(shí)在上能級(jí)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(shí)刻躍遷的原子已在上能級(jí)上停留時(shí)間間隔產(chǎn)生的總時(shí)間，因此上述廣義積分為所有原子在激發(fā)態(tài)能級(jí)停留總時(shí)間，再按照