有一方形孔徑共焦腔氦氖激光器,腔長L=30CM,方形孔徑邊長為d=2a=0.12CM,λ=632.8nm,鏡的反射率為r1=1,r2=0.96,其他損耗以每程0.003估計。此激光器能否做單模運轉(zhuǎn)?如果想在共焦鏡面附近加一個方形小孔光闌來選擇TEM00模,小孔的邊長應為多大?氦氖激光器增益由公式估算,其中的l是放電管長度。
分析:如果其他損耗包括了衍射損耗,則只考慮反射損耗及其他損耗的和是否小于激光器的增益系數(shù),增益大于損耗,則可產(chǎn)生激光振蕩。
如果其他損耗不包括衍射損耗,并且菲涅爾數(shù)小于一,則還要考慮衍射損耗,衍射損耗的大小可以根據(jù)書中的公式δ00=10.9*10-4.94N來確定,其中的N是菲涅爾數(shù)。
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如只使TEM00模振蕩,光闌孔徑應多大?
一共焦腔(對稱)L=0.40m,λ=0.6328μm,束腰半徑w0=0.2mm,求離腰56cm處的光束有效截面半徑。
一種光盤的記錄范圍為內(nèi)徑50mm、外徑130mm的環(huán)形區(qū)域,記錄軌道的間距為2μm。假設(shè)各軌道記錄位的線密度均相同,記錄微斑的尺寸為0.6μm,間距為1.2μm,試估算其單面記錄容量。
考慮如圖所示的He-Ne激光器,設(shè)諧振腔的腔鏡為圓形鏡。試求TEM00和TEM10模之間的頻率差。假定TEM00q模的單程衍射損耗δ00<0.1%,試問:維持該激光器振蕩的最小增益系數(shù)為多大?
如果使用發(fā)光面為1×3µ2的半導體激光器,又如何設(shè)計其擴束光學系統(tǒng)?
一高斯光束束腰半徑w0=0.2mm,λ=0.6328μ,今用一焦距f為3cm的短焦距透鏡聚焦,已知腰粗w0離透鏡的距離為60cm,在幾何光學近似下求聚焦后光束腰粗。
試求出方形鏡對稱共焦腔鏡面上TEM30模的節(jié)線位置的表達式(腔長L、光波波長λ、方形鏡邊長a)。這些節(jié)線是否等間距?
設(shè)半無限大不銹鋼厚板的表面半徑1.0毫米范圍內(nèi),受到恒定的勻強圓形激光束的加熱。如果激光束總功率為5kW,吸收率為6%,不銹鋼的導熱系數(shù)為0.26W/cm•℃,試問材料表面光束中心的最高溫度是多少?
如果使用發(fā)散(全)角為3毫弧度的氦氖激光器,如何設(shè)計其擴束光學系統(tǒng)以實現(xiàn)這個要求?
激光的遠場發(fā)散角θ(半角)還受到衍射效應的限制。它不能小于激光通過輸出孔時的衍射極限角θ衍(半角)=1.22λ/d。在實際應用中遠場發(fā)散角常用愛里斑衍射極限角來近似。試計算腔長為30cm的氦氖激光器,所發(fā)波長λ=6328Å的遠場發(fā)散角和以放電管直徑d=2mm為輸出孔的衍射極限角。