激光原理第四章习题

思考练习题41．腔长30cm的氦氖激光器荧光线宽为1500MHz，可能出现三个纵横。用三反射镜法选取单纵横，问短耦合腔腔长(23LL)应为若干。答：LLLc2103)(2832＝短；mLLL2.02105.1329短2．He-Ne激光器辐射6328Å光波，其方形镜对称共焦腔，腔长L＝0.2m。腔内同时存在00TEM，11TEM，22TEM横模。若在腔内接近镜面处加小孔光阑选取横模，试问：(1)如只使00TEM模振荡，光阑孔径应多大？(2)如同时使00TEM，11TEM模振荡而抑制22TEM振荡，光阑孔径应多大？答：(1)TEM00模在镜面处的光斑半径为mmLs20.02.0106328.06所以光阑孔径应该为0.2mm(2)TEM11模在镜面处的光斑半径为mmmss35.02.0312所以光阑孔径为0.35mm3．一高斯光束束腰半径0w＝0.2mm，＝0.6328m，今用一焦距f为3cm的短焦距透镜聚焦，已知腰粗0w离透镜的距离为60cm，在几何光学近似下求聚焦后光束腰粗。答：mmsf01.02.0603004．已知波长＝0.6328m的两高斯光束的束腰半径10w，20w分别为0.2mm，50m。试问此二光束的远场发散角分别为多少？后者是前者的几倍？答：rad3301100.2102.06328.0222＝＝rad302100.8506328.0222＝＝；4122215．用如图（4－33）所示的倒置望远镜系统改善由对称共焦腔输出的光束方向性。已知二透镜的焦距分别为f1＝2.5cm，f2＝20cm，0w＝0.28mm，11fl(Ll紧靠腔的输出镜面)，求该望远镜系统光束发散角的压缩比。w0w0'w0''L1L2f2f1l2图（4-33）第5题答：31.1125.220012ffM7．设一声光偏转器，声光材料为碘酸铅晶体，声频可调制度为＝300MHz。声波在介质中的速度s＝3×103m/s，而入射光束直径D＝1mm，求可分辨光斑数。答：当声频改变时，衍射光偏转的角度为：s；而高斯光束的远场发散角为：0；可分辨光斑数为：157103105.0103003360sn8．有一多纵模激光器纵模数是1000个，腔长为1.5m，输出的平均功率为1W，认为各纵模振幅相等。（1）试求在锁模情况下，光脉冲的周期、宽度和峰值功率各是多少？（2）采用声光损耗调制元件锁模时，调制器上加电压0cos2uVft。试问电压的频率f为多大？答：（1）周期scLT88101035.122；宽度sNT128100.51100021012峰值功率wINI6202100.412001)12(（2）频率HzLcf88105.1210329．钕玻璃激光器的荧光线宽F＝7.5×1012Hz，折射率为1.52，棒长l＝20cm，腔长L＝30cm，如果处于荧光线宽内的纵模都能振荡，试求锁模后激光脉冲功率是自由振荡时功率的多少倍。答：HzLc88107.3)1.02.052.1(21032；4100.2FN倍数＝N＝20000倍