Nd：YAG无损光放大器，输入的光脉冲能量仍为E（0)=100mJ，但光脉冲的宽度τp大大小于激光跃迁下能级的

调Q Nd：YAG激光器的脉冲输出光(能量E(0)=100mJ，脉宽τp=20ns)，被一个直径为6．3mm的Nd：YAG无损放大器放大。放大器的小信号增益G0=100，假设：(a)光脉冲频率所对应的发射截面σ21=2．8×10-19cm2；(b)激光跃迁下能级的寿命τ1＜＜τp;(c)激光束光强在工作物质横截面上均匀分布。 (1)求放大器的输出能量及相应的能量增益； (2)求被注入光脉冲从放大器中提取的能量占放大器储能的百分比。

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红宝石脉冲光放大器的小信号反转集居数密度△n0=0．8×1019cm-3，损耗系数α=0．02cm-1。尽量增强输入光脉冲能量及加大放大器长度，求该放大器单位面积所能输出的最大能量(红宝石中f1=f2)。

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脉冲掺钕钇铝石榴石激光器的两个反射镜透过率T1、T2分别为0和0．5。工作物质直径d=0．8cm，折射率η=1．836，总量子效率为1，荧光线宽△vF=1．95×1011Hz，自发辐射寿命τs2=2．3×10-4s。假设光泵吸收带的平均波长λP=0．8μm。试估算此激光器振荡于中心频率时所需吸收的阈值泵浦能量Ept。

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光泵浦的激光器结构如图4．3(a)所示，激光工作物质的有关参数如下：A20=5×107s-1；A21=1×108s-1；τ1=20ns；总粒子数密度n=n0+n1+n2=1014cm-3。泵浦波长351nm处的发射截面为10-14cm2，能级2→能级1的跃迁具有均匀加宽线型，中心波长为535nm，线宽△v=1GHz。忽略泵浦光传输到腔内时的损失，并假设此系统处于稳态，折射率η=1，各能级的统计权重如图4．3(b)所示。试计算：

(1)能级2→能级1中心波长的发射截面； (2)能级2→能级1的阈值增益系数； (3)该激光器振荡在λ21=535nm时的单位面积的阈值泵浦光强(单位：W／cm2)。

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