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問答題

【計算題】脈沖摻釹釔屢石榴石激光器的兩個反射鏡透過率T₁、T₂分別為0和0.5。工作物質直徑d=0.8cm，折射率η=1.836，總量子效率為1，熒光線寬Δv_F=1.95×10¹¹Hz，自發(fā)輻射壽命τ_s=2.3×10^-4s。假設光泵吸收帶的平均波長λ_P=0.8μm。試估算此激光器所需吸收的閾值泵浦能量E_pt。

答案：

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【計算題】在一理想的三能級系統如紅寶石中，令泵浦激勵幾率在t=0瞬間達到一定值W₁₃，W₁₃>（W₁₃）_t[（W₁₃）]_t為長脈沖激勵時的閾值泵浦激勵幾率經τ_d時間后系統達到反轉狀態(tài)并產生振蕩。試求τ_d−W₁₃/（W₁₃）_t的函數關系，并畫出歸一化τ_d/τ_s−W₁₃/（W₁₃）_t的示意關系曲線（令η_F=1）。

答案：

根據速率方程（忽略受激躍遷），可以知道在達到閾值之前，在t時刻上能級的粒子數密度n₂（t）與時間t的關系為

【計算題】
長度為10cm的紅寶石棒置于長度為20cm的光諧振腔中，紅寶石694.3nm譜線的自發(fā)輻射壽命，均勻加寬線寬為。光腔單程損耗。求τ_s≈4×10^-3s，均勻加寬線寬為2×10⁵MHz.光腔單程損耗δ=0.2。求：
（1）閾值反轉粒子數∆n_t；
（2）當光泵激勵產生反轉粒子數∆n=1.2∆n_t時，有多少個縱模可以振蕩？（紅寶石折射率為1.76）

答案：

（1）閾值反轉粒子數為：

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