红宝石脉冲光放大器的小信号反转集居数密度△n0=0.8×1019cm-3 损耗系数α=0.02cm。尽量增强输入光脉冲能量及加

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红宝石脉冲光放大器的小信号反转集居数密度△n0=0.8×1019cm-3,损耗系数α=0.02cm。尽量增强输入光脉冲能量及加大放大器长度,求该放大器单位面积所能输出的最大能量(红宝石中f1=f2)。

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答案解析

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  • 当输入处单位面积上流过的总光子数J(0)很大时,z处单位面积上流过的总光子数J(z)必然很大,以致latex.action?latex=ZV57LTLPg197MjF9Sih6KX0%3D≈0。将此近似式代入式latex.action?latex=XGZyYWN7ZEooeil9e2R6fT1cZnJhY3sxfXsxK1xmcmFje2ZfezJ9fXtmX3sxfX19WzEtZV57LSgx%0D%0AK1xmcmFje2ZfezJ9fXtmX3sxfX0pz4NfezIxfUooeil9XeKWs25eMC3OsUooeik%3D所示的微分方程,解此微分方程,并利用初始条件[z=0时,J(z)=J(0)],可得J(z)的表示式J(z)=△n0/2α+Joe-αz-(△n0/2α)e-αz。当l很大时,e-αl≈0,可得J(l)≈△n0/2α。由此可求出该放大器单位面积所能输出的最大能量。
       57.3J/cm2