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？

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(nèi)同時存在TEM00，TEM11，TEM22橫模。若在腔內(nèi)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(yīng)多大？（2）如同時使TEM00，TEM11模振蕩而抑制TEM22振蕩，光闌孔徑應(yīng)多大？

采用聲光損耗調(diào)制元件鎖模時，調(diào)制器上加電壓u=V0cos2πft。試問電壓的頻8率f為多大？

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？

試與氬弧焊設(shè)備（104W／cm2）及氧乙炔焰（103W／cm2）比較，分別為它們的多少倍？

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。

兩支He-He激光器的結(jié)構(gòu)及相對位置如圖所示。問在什么位置插入一個焦距為多大的透鏡能夠?qū)崿F(xiàn)兩個腔之間的模匹配？

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。

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(dǎo)熱系數(shù)為0.26W/cm•℃。如果圓形激光束是TEM00模的高斯光束，它在不銹鋼厚板表面上的有效光束截面半徑是1.0毫米，材料表面光束中心得到的最高溫度有多高？它是勻強圓形激光束所得到的最高溫度的幾倍？