激光原理周炳坤-第5章习题答案.docx

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1、第五章激光振荡特性cC1、证明：由谐振腔内光强的连续性，有：I=F=NV=NV=Nt=N=777谐振腔内总光子数=NSI+N,S(L-l)=NSl+-NS(L-I)=NSvh=Lv=LgmIsaIsg试问：(1)此激光能否起振？(2)如果瞬时输入一足够强的频率为o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。解：(1)假设增益介质和吸收介质的线宽分别为匕,G和匕/，假设匕上之匕心，那么在任何频率下，g3)均小于二W),因此不能起振。如果/A/G(如下列图所示)，那么当匕y%时不能振荡，当卜(%)的时候激光器起振，所以激光器起振的即当两个介质

2、的参量满足(2)式，入射光强满足(1),(2)假设入射光强为/%,屋么条件为那么增益介质当满足式的时候，激光器就可以起振，腔内光强不断增加，当腔内光强增匕%2”加到时去掉入射信号，此时可得稳定光强13 .低增益均匀加宽单模激光器中，输出镜最正确透射率Tm及阈值透射率式可由实验测出，试求往返净损耗。及中心频率小信号增益系数gj(假设振荡频率IZ=%)。解：输出光强阈值时有：2g/=7U寸，由、(2)式可得：14 .有一氨灯鼓励的连续掺钦钮铝石榴石激光器(如图5.3所示)。由实验测出氧灯输入电功率的阈值PPl为2.2kW,斜效率=dP即p=0.024(P为激光器输出功率，PP为氮灯输入电功率)。掺

3、铉钮铝石榴石棒内损耗 系 数PP为(2)反射镜I = 7.5cmIUlUSB.9 H P反射镜引起的衍射损耗变化忽略不计；假设激L = 5 Ocniai = 0.005Crn-O 试求： R=5mT =0.15IOkW时激光器的输出功率； I换成平面镜时的斜效率(更换光器振荡于TEMOO模）；T1PP=IOkW时的输出功率。解：均匀加宽连续激光器输出功率可以表示为PP为IOkW时激光器的输出功率为:P=ZP 资-1) = 0.024 X 2.2 (-1)KW = 187.2W2.2，t/6is、？反射镜1换成平面镜之后：A!=-=3.14mm2=31.67mm2I2)斜效率么应为:Ar31.677=0.024=0.48A1.59：=-ln(l-)+aj.=-lnO.85+7.5OO.OO5=O.119反射镜1的透过率改成7；=0.1之后，单程损耗变为:阈值泵浦功率为：当PP=IOKW时，输出功率为：