第2题
某调Q掺钕钇铝石榴石激光器具有均匀加宽洛伦兹线型,△vH=120GHz,起始反转粒子数密度△ni=5△t(v0),式中△nt(v0)为Q开关开启后中心频率处的阈值反转粒子数密度。如果腔内设置一可调谐选纵模机构来改变巨脉冲的频率,且忽略插入损耗。试求当v=v0+60GHz时的归一化峰值脉冲功率[Pm(v)/Pm(v0)];归一化脉冲能量[E(v)/E(v0)]和估算归一化脉冲宽度[△t(v)/△t(v0)]。(假设调谐时泵浦功率或能量不变,工作物质长度等于腔长)。
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第3题
若有一Q开关使激光器的阈值反转粒子数密度由△nt0→△nt1→△nt2(如图6.15(a)所示),激光器相继产生两个巨脉冲(如图6.15(b)所示),若在t=0时的反转粒子数密度为△ni,比值△ni/△nt1=β=4,如欲使两脉冲能量E1=E2,求△nt1/△nt2值。
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第4题
如图6.14所示的三能级Q开关固体激光器,长度l为10cm,横截面A为1cm2的激光工作物质,置于L=30cm长的谐振腔内,掺杂离子浓度为1.58×1019/cm3,在694.3nm处的吸收截面σ12=1.27×10-20cm2,泵浦激励产生的激光上能级(E2)起始集居数密度,n2=1019/cm3,忽略E3能级的集居数密度,即n3≈0。用中心波长λ0=450nm的光泵浦激励,其中90%的被泵浦离子从E3弛豫到E2,E2的自发辐射寿命为3ms,激光介质折射率η=1.78,电光晶体折射率ηs=2.35,Q开关长度Is=8cm,反射镜参数为r1=0.95,T1=0;r2=0.7,T2=0.3,激光介质两端面损耗均为3%,Q开关每个端面损耗为5%,Q开关打开后的吸收损耗率(1一Ts)为2%,能级简并度为f1=4,f2=2。试计算: (1)Q开关打开前,腔内的自发辐射功率; (2)要使E2能级的集居数密度保持在1019/cm3所需的泵浦功率; (3)调Q光脉冲的峰值功率; (4)输出光脉冲能量; (5)简单估算光脉冲宽度。
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