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(nèi)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(dá)式。

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

如果使用發(fā)散（全）角為3毫弧度的氦氖激光器，如何設(shè)計(jì)其擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)這個要求？

腔長30cm的氦氖激光器熒光線寬為1500MHz，可能出現(xiàn)三個縱橫。用三反射鏡法選取單縱橫，問短耦合腔腔長（L2+L3）應(yīng)為若干。

釹玻璃激光器的熒光線寬ΔνF＝7.5×1012Hz，折射率為1.52，棒長l＝20cm，腔長L＝30cm，如果處于熒光線寬內(nèi)的縱模都能振蕩，試求鎖模后激光脈沖功率是自由振蕩時功率的多少倍？

試說明相位測距的原理。若激光相位測距量程要求達(dá)到5Km，測量最小可分辯距離為1mm，而測相靈敏度為2π/1000，那么至少要幾個調(diào)制頻率才能滿足上述技術(shù)要求？

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(dá)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(shè)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？

若使表面溫度控制在鐵的沸點(diǎn)（3160K）以下，試問需要激光單個脈沖的能量是多大？

設(shè)半無限大不銹鋼厚板的表面半徑1.0毫米范圍內(nèi)，受到恒定的勻強(qiáng)圓形激光束的加熱。如果激光束總功率為5kW，吸收率為6%，不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為0.26W/cm•℃，試問材料表面光束中心的最高溫度是多少？