紅寶石激光器為三能級系統(tǒng)，其能級躍遷如下圖所示；（1）與出各能級粒子數密度和腔內光子數密度隨時間變化的速率方程（2）若泵浦速率，求激光能級粒子數密度n2（t）的表達式。

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。

試求在鎖模情況下，光脈沖的周期、寬度和峰值功率各是多少？

若使表面溫度控制在鐵的沸點（3160K）以下，試問需要激光單個脈沖的能量是多大？

已知波長λ＝0.6328μ的兩高斯光束的束腰半徑w10，w20分別為0.2mm，50μ，試問此二光束的遠場發(fā)散角分別為多少？后者是前者的幾倍？

He-Ne激光器輻射6328A光波，其方形鏡對稱共焦腔，腔長=0.2m。腔內同時存在TEM00，TEM11，TEM22橫模。若在腔內接近鏡面處加小孔光闌選取橫模，試問：（1）如只使TEM00模振蕩，光闌孔徑應多大？（2）如同時使TEM00，TEM11模振蕩而抑制TEM22振蕩，光闌孔徑應多大？

試討論非共焦腔諧振頻率的簡并性、縱模間隔及橫模間隔，并與共焦腔進行比較。

D-T核聚變，壓縮點燃的燃料密度和半徑之積ρR=3~4g/cm2，等離子的能量是1kev，試證核聚變點火時，核聚變釋放能是等離子體熱能的1500倍。

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。

試證明當三直角均沒有誤差時，由斜面ABC上入射的光線的出射光線與原入射光線反向平行。