问答题 腔内均匀加宽增益介质具有最佳增益系数gm及饱和光强ISG,同时腔内存在一均匀加宽吸收介质,其最大吸收系数为αm,饱和光腔为ISα。假设二介质中心频率均为ν0,αm>gm,ISαSG,试问:此激光能否起振?如果瞬时输入一足够强的频率为ν0的光信号,此激光能否起振?写出其起振条件;讨论在何种情况下能获得稳态振荡,并写出稳态振荡时腔内光强。
问答题 某单模632.8nm氦氖激光器,腔长10cm,而反射镜的反射率分别为100%及98%,腔内损耗可忽略不计,稳态功率输出是0.5mW,输出光束直径为0.5mm(粗略地将输出光束看成横向均匀分布的)。试求腔内光子数,并假设反转原子数在t0时刻突然从0增加到阈值的1.1倍,试粗略估算腔内光子数自1噪声光子/腔模增至计算所得之稳态腔内光子数须经多长时间。
问答题 考虑氦氖激光器的632.8nm跃迁,其上能级3S2的寿命τ2≈2×10-8s,下能级2P4的寿命τ1≈2×10-8s,设管内气p=266Pa: (1)计算T=300K时的多普勒线宽νD; (2)计算均匀线宽νH及νD/νH; (3)当腔内光强为①接近0;②10W/cm2时谐振腔需多长才能使烧孔重叠。