激光的遠(yuǎn)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(yuǎn)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(yuǎn)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。

用如圖所示的倒置望遠(yuǎn)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(yuǎn)鏡系統(tǒng)光束發(fā)散角的壓縮比。

腔長30cm的氦氖激光器熒光線寬為1500MHz，可能出現(xiàn)三個縱橫。用三反射鏡法選取單縱橫，問短耦合腔腔長（L2+L3）應(yīng)為若干。

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。

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(yuǎn)場發(fā)散角分別為多少？后者是前者的幾倍？

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？

設(shè)一聲光偏轉(zhuǎn)器，聲光材料為碘酸鉛晶體，聲頻可調(diào)制度為Δv＝300MHz。聲波在介質(zhì)中的速度υs＝3×103m/s，而入射光束直徑D＝1mm，求可分辨光斑數(shù)。

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。

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(xué)近似下求聚焦后光束腰粗。