激光的遠場發(fā)散角θ（半角）還受到衍射效應(yīng)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(yīng)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。

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(shù)密度和腔內(nèi)光子數(shù)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(shù)密度n2（t）的表達式。

欲設(shè)計一對稱光學(xué)諧振腔，波長λ＝10.6μm，兩反射鏡間距L＝2m，如選擇凹面鏡曲率半徑R=L，試求鏡面上光斑尺寸。若保持L不變，選擇R〉〉L，并使鏡面上的光斑尺寸ws＝0.3cm，問此時鏡的曲率半徑和腔中心光斑尺寸多大？

如同時使TEM00，TEM11模振蕩而抑制TEM22振蕩，光闌孔徑應(yīng)多大？

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？

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？

用如圖所示的倒置望遠鏡系統(tǒng)改善由對稱共焦腔輸出的光束方向性。已知二透鏡的焦距分別為f1＝2.5cm，f2＝20cm，w0＝0.28mm，l1〉〉f1（L1緊靠腔的輸出鏡面），求該望遠鏡系統(tǒng)光束發(fā)散角的壓縮比。

如果使用發(fā)光面為1×3µ2的半導(dǎo)體激光器，又如何設(shè)計其擴束光學(xué)系統(tǒng)？

考慮一用于氬離子激光器的穩(wěn)定球面腔，波長λ＝0.5145μm，腔長L＝1m，腔鏡曲率半徑R1=1.5m，R2=4m。試計算光腰尺寸和位置，兩鏡面上的光斑尺寸。

計算腔長為1m的共焦腔基橫模的遠場發(fā)散角，設(shè)λ＝6328Å，10km處的光斑面積多大？有一普通探照燈，設(shè)發(fā)散角為2°，則1km遠處的光斑面積多大？