某工作物质的能级及相应跃迁如图3．14所示。E2能级的寿命τ2=1μs，E1能级的寿命τ1=2μs。从t=0时刻开始
第1题
如果直腔He—Ne激光器的一个振荡模使中心波长为632．8m跃迁的增益系数一Ne原子速度(光传播方向的速度)曲线在半高位置(该跃迁谱线线型函数的半高全宽△vD=1500MHz)形成烧孔，试求烧孔中心的Ne原子速度。
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第2题
考虑一个具有激发态吸收的吸收体。它具有三个能级E1、E2和E3，其中E1是基态，三个能级的统计权重相等，E3一E2=E2一E1=hv0。若有光强为I0，频率为中心频率v0的光入射，处于基态E1上的分子将吸收光能而跃迁到E2能级，激发态E2能级上的分子同样会吸收光能而跃迁到E3能级，这一现象称为激发态吸收。假设分子自E3能级跃迁到E2能级的几率极大，以致E3能级上的分子数密度n3≈0，E2能级的寿命为τ2， (1)求中心频率吸收系数β； (2)改变输入光强I0，可测出中心频率透射率T(I0)，试问如何通过所测得的T(I0)求出中心频率吸收截面之比σ23/σ12。
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第3题
考虑一个均匀加宽三能级吸收体，三个能级的统计权重相等，E1是基态，E2→E1的跃迁几率为γ21，E3→E2→E1的跃迁几率分别为γ32和γ31。E3→E1能级跃迁的中心频率发射截面为σ31。今有频率为E3→E1跃迁中心频率v13的光入射(光强为I)，试求： (1)描述其吸收饱和的中心频率饱和光强Is的表示式； (2)中心频率吸收系数β(v0，I)的表示式。
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第4题
一个均匀加宽工作物质具有由E1、E2、E3组成的三能级系统，三个能级的统计权重相等。E1为基态，E3及E2能级的寿命分别为τ3及τ2，E3→E2能级的弛豫速率为1／τ32，中心频率发射截面为σ32。泵浦光频率与E1、E2间跃迁相应，它引起的受激辐射几率W12=W21=Wp。泵浦光将粒子由基态激发到E2能级，使E2和E3能级上粒子数密度之差△n23=n2—n3增加，从而形成一个光泵吸收体(由于热平衡下，各能级的粒子数呈玻耳兹曼分布，无泵浦时n2也大于n3，但由于E2一E1＞＞kbT,E3一E1＞＞kbT，故无泵浦时△n23≈0，因此对频率与E3一E2跃迁相对应的光无明显的吸收作用)。若有频率恰为E3一E2跃迁谱线中心频率v0的光入射，试求： (1)△n23与Wp及入射光强I的关系式； (2)对该入射光的吸收系数β。
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