习 题 课. 第一章 重点内容： 光的单色性 / 相干长度 / 线宽 线宽同损耗之间的关系 光子简并度： 处于某个频率间隔的光波模式数 黑体辐射分配到每个模式上的能量 黑体辐射普朗克公式.

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1 习 题 课

2 第一章 重点内容： 光的单色性 / 相干长度 / 线宽 线宽同损耗之间的关系 光子简并度： 处于某个频率间隔的光波模式数 黑体辐射分配到每个模式上的能量 黑体辐射普朗克公式

3 考试内容分析 名词解释 自发辐射，受激跃迁，受激辐射 光子简并度 计算 相干长度有关 光子简并度分析

4 来个题目吧！ 先来个简单的！

5 再来个复杂点的！ 来个题目吧！

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7 来个证明题 证明当每个模式内的平均光子数大于 1 时， 辐射光中受激辐射占优势！

8 第二章 谐振腔分类： 稳定腔 非稳定腔 稳定性计算 稳定区间计算 稳定腔计算 等价共焦腔 谐振腔的束腰大小与位置 试画出 TEM 10 、 TEM 30 模的光强分布图

9 第二章 稳定腔？ 光线在谐振腔内往返任意多次也不会横向逸出腔外的 谐振腔称为稳定谐振腔，简称稳定腔。 非稳腔？ 光线在谐振腔内往返有限次即横向逸出腔外的谐振腔 称为非稳定谐振腔，简称非稳腔。 对于一个稳定球面腔来说，总可以找到一个且只能 找到一个共焦腔，其行波场与稳定球面腔的行波场相同， 此共焦腔即为稳定球面腔的等价共焦腔。 等价共焦腔

10 如图所示的三镜折叠腔，求图中球面镜 的曲率半径 R 在什么范围内为稳定腔，图 中环形腔为非共轴腔，在此情况下，对 于由光轴组成的平面内传输的子午光线 对于垂直与该平面的弧矢光线 其中 为光轴与镜面法线的 夹角 来个题目吧！

11 换个说法 求腔内基模束腰满足什么条件时，可以在腔内自在现？

12 第三章 名词解释： 均匀加宽与非均匀加宽 线型函数 增益饱和 均匀加宽与非均匀加宽增益饱和的区别 产生多普勒加宽的物理机制是什么？ 小信号增益系数 增益截面 增益烧孔

13 第四章 阈值增益条件（计算） 试说明小信号开始形成后激光输出的 物理过程 振荡模式（纵模数计算）  均匀加宽和非均匀加宽增益饱和有什么不同？ 这两种加宽对激光振荡模式有何影响？ 激光器输出功率

14 来个题目吧 长度为 L ＝ 10cm 的红宝石棒置于 20cm 的谐振腔 中，红宝石 694.3nm 的自发辐射寿命为 均匀加宽的线宽为 光腔的单程损耗为 0.2 。 求： 1 、阈值反转粒子数 2 、当光泵浦激励产设的反转粒子数 有多少纵模可以振荡？（红宝石折射率 1.76)

15 来个题目吧

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17 再来个题目吧 内腔式 He-Ne 激光器腔长为 L=500mm ， ，在一定 的泵浦功率下测得的最大增益 2×10 － 4 mm － 1 为忽略腔内的其 他损耗，问 （ 1 ）要产生激光振荡，输出镜的透过率不应超过多少？ （ 2 ）输出镜的透过率为 T=0.1 ，腔内可以形成多少个纵模震荡

18 再来个题目吧 单模半导体激光器腔长为 200um ，激光线宽为 1000MHz 量级，将此激光器与一相距 10cm 的平面反 射镜（ T ＝ 0.1) 构成一个外腔半导体激光器，试粗略 计算一下激光器的线宽的量级（激光器有源腔的折 射率为 n ＝ 3.5.

19 How to do ？ 利用线宽求损耗 利用损耗求线宽