光学和量子物理习题全解：激光答案.pdf

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1、一填空题(共6分)1.(本题3分)(1924)稳定光场3分2.(本题3分)(5820)2GLrre≥13分12二计算题(共10分)3.(本题5分)(5821)解：根据驻波条件有nL=kλ/2(k=1，2,……)3分代入λ=c/ν可得形成振荡和放大的光的频率ν=kc/(2nL)(k=1，2,……)2分k4.(本题5分)(5822)解：根据驻波条件λ=kλ/2(k=1，2,……)3分k代入λ=c/ν1可得ν=kc/Lk218Δν=ν−ν=c/L=1.5×10Hz2分kk+1k3三理论推导与证明题(共10分)5.(本题5分)(1922)解：按照驻波形成条件，在腔长为L的腔内形成驻波的光波波长λ

2、应为2nL=qλ（q为任一正整数）3分q代入λ=c/ν（c为真空中光速），qq得到2nL=qc/νq故谐振频率为νq=qc/(2nL)于是得相邻两谐振频率的间隔Δνq=νq+1-νq=c/2nL2分6.(本题5分)(1923)BL解：设光在左端镜面处的光强为I0，则向右达到右端镜面处，光强增加到I0e；BL2BL经右端镜面反射后，光强减小到r1I0e；再达到左端镜面处，光强增加到rIe；102BL再经左镜面反射后，光强减小到rrIe，这时光在谐振腔中经历了一个来回．不210难想到，要使光在激活介质中来回一次所获得的增益足以补偿在这次来回中光的损耗，就必须保证2BLr2r1I0e≥I02B

3、L即rre≥121这就是产生激光的阈值条件．5分第1页四回答问题(共5分)7.(本题5分)(1925)答：(1)与激光物质的原子（分子或离子）自发辐射的谱线宽度Δν有关，Δν越大，可能出现的纵模数越多．2分(2)与激光器腔长L及腔内工作物质的折射率n有关，因为通常的纵模之间c的频率间隔为Δν=2分q2nL可知n、L越大Δνq　越小,因而在相同的线宽Δν中可能产生的纵模数也越多．1分第2页