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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(jì)其擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)?
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。
設(shè)半無(wú)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(qiáng)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(qiáng)圓形激光束所得到的最高溫度的幾倍?
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(jì)其擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求?
試求激光光軸處鐵的熔化深度。已知鐵的表面反射率為80%,導(dǎo)熱系數(shù)為0.82W/cm•℃,密度為7.87g/cm3,比熱為0.449J/g•℃,且均不隨溫度而變化。
欲設(shè)計(jì)一對(duì)稱光學(xué)諧振腔,波長(zhǎng)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(wèn)此時(shí)鏡的曲率半徑和腔中心光斑尺寸多大?
激光的遠(yuǎn)場(chǎng)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(guò)輸出孔時(shí)的衍射極限角θ衍(半角)=1.22λ/d。在實(shí)際應(yīng)用中遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角常用愛(ài)里斑衍射極限角來(lái)近似。試計(jì)算腔長(zhǎng)為30cm的氦氖激光器,所發(fā)波長(zhǎng)λ=6328Å的遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角和以放電管直徑d=2mm為輸出孔的衍射極限角。
已知波長(zhǎng)λ=0.6328μ的兩高斯光束的束腰半徑w10,w20分別為0.2mm,50μ,試問(wèn)此二光束的遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角分別為多少?后者是前者的幾倍?
試求出方形鏡對(duì)稱共焦腔鏡面上TEM30模的節(jié)線位置的表達(dá)式(腔長(zhǎng)L、光波波長(zhǎng)λ、方形鏡邊長(zhǎng)a)。這些節(jié)線是否等間距?
一對(duì)稱共焦腔的腔長(zhǎng)L=0.4m,激光波長(zhǎng)λ=0.6328μm,求束腰半徑和離腰56cm處光斑半徑。