激光的遠場發(fā)散角θ（半角）還受到衍射效應的限制。它不能小于激光通過輸出孔時的衍射極限角θ衍（半角）＝1.22λ/d。在實際應用中遠場發(fā)散角常用愛里斑衍射極限角來近似。試計算腔長為30cm的氦氖激光器，所發(fā)波長λ＝6328Å的遠場發(fā)散角和以放電管直徑d＝2mm為輸出孔的衍射極限角。

采用聲光損耗調制元件鎖模時，調制器上加電壓u=V0cos2πft。試問電壓的頻8率f為多大？

用如圖所示的倒置望遠鏡系統(tǒng)改善由對稱共焦腔輸出的光束方向性。已知二透鏡的焦距分別為f1＝2.5cm，f2＝20cm，w0＝0.28mm，l1〉〉f1（L1緊靠腔的輸出鏡面），求該望遠鏡系統(tǒng)光束發(fā)散角的壓縮比。

如果使用發(fā)散（全）角為3毫弧度的氦氖激光器，如何設計其擴束光學系統(tǒng)以實現(xiàn)這個要求？

欲設計一對稱光學諧振腔，波長λ＝10.6μm，兩反射鏡間距L＝2m，如選擇凹面鏡曲率半徑R=L，試求鏡面上光斑尺寸。若保持L不變，選擇R〉〉L，并使鏡面上的光斑尺寸ws＝0.3cm，問此時鏡的曲率半徑和腔中心光斑尺寸多大？

試求出方形鏡對稱共焦腔鏡面上TEM30模的節(jié)線位置的表達式（腔長L、光波波長λ、方形鏡邊長a）。這些節(jié)線是否等間距？

考慮如圖所示的He-Ne激光器，設諧振腔的腔鏡為圓形鏡。試求TEM00和TEM10模之間的頻率差。假定TEM00q模的單程衍射損耗δ00＜0.1%，試問：維持該激光器振蕩的最小增益系數(shù)為多大？

如只使TEM00模振蕩，光闌孔徑應多大？

兩支He-He激光器的結構及相對位置如圖所示。問在什么位置插入一個焦距為多大的透鏡能夠實現(xiàn)兩個腔之間的模匹配？

紅寶石激光器為三能級系統(tǒng)，其能級躍遷如下圖所示；（1）與出各能級粒子數(shù)密度和腔內光子數(shù)密度隨時間變化的速率方程（2）若泵浦速率，求激光能級粒子數(shù)密度n2（t）的表達式。