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均匀加宽气体激光工作物质的能级图如下图所示，其中能级0为基态。单位体积基态分子至上能级3的泵浦速率为R3，如果τ3/τ1合适，则可获得能级3→能级1跃迁的增益。然而基态分子也可被激励到能级2(单位体积的泵浦速率为R2)，如有与λ21相应的谐振腔，能级2→能级1跃迁可形成激光，它将使能级1的分子数密度增加，并使波长λ31的增益下降。假设系统处于稳态，各能级的统计权重均为1，能级2→能级1的自发辐射可忽略不计，1/τ3=1/τ30+1/τ31。
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4.15光泵浦的激光系统如下图所示，激光工作物质能级示于图(a)，在热平衡状态下，能级1，能级2上的粒子数可忽略不计。将泵浦光波长调到能级0→能级2跃迁中心频率，从一侧入射到工作物质上，将能级0的粒子抽运到能级2。能级2的粒子数通过自发发射和无辐射跃迁回到能级0，其跃迁几率分别为A20=106s-1，S20=5×106s-1；能级2和能级1之间存在自发发射和受激发射，其自发发射爱因斯坦系数A21为105s-1，能级1的寿命τ1=10-7s。为了简化，假定n2，n1
均匀加宽气体激光工作物质的能级图如图3．12所示
其中能级0为基态。单位体积基态分子至上能级3的泵浦速率为R3，如果τ3／τ1合适，则可获得能级3→能级1跃迁的增益。然而基态分子也可被激励到能级2(单位体积的泵浦速率为R2)，如有与λ21相应的谐振腔，能级2→能级1跃迁可形成激光，它将使能级1的分子数密度增加，并使波长λ31的增益下降。假设系统处于稳态，各能级的统计权重均为1，能级2→能级1的自发辐射可忽略不计，1／τ3=1／τ30十1／τ31。 (1)假设R2=0，能级2→能级1的跃迁未形成激光，写出能级3→能级1跃迁的小信号中心频率增益系数g0(λ31)的表示式； (2)假设R2≠0，能级2→能级1跃迁被激光强烈饱和，并忽略能级2→能级1的自发辐射，写出小信号中心频率增益系数g0(λ31)的表示式。
下图(a)所示的环腔激光器中的激活介质为均匀加宽介质，跃迁中心波长λ0=600nm，跃迁几率A21=6×104s-1，自发辐射线型为图(b)所示的三角形，假设增益介质端面-空气间无损耗，上能级寿命为3.9μs，小信号反转粒子数密度△n0=5×1013cm-3。激光按逆时针方向振荡。求：
工作物质的能级系统如下图(b)所示。单位体积中自基态能级0→能级2的激励速率是R2，能级1的寿命极短，以至于该能级的粒子数密度n1≈0，能级2的寿命是τ2。今有一宽为T(T＞τ2)，光强为I，频率与能级2-能级1跃迁中心频率相应的矩形脉冲光照射该工作物质。观察者用光探测器检测其侧荧光并用示波器记录荧光波形。入射光脉冲及荧光波形图如图(a)所示，S0与S1分别为无光照及有光照时的侧荧光达到稳态时的光强。
随着人类社会的发展，氮氧化物（NOx）已成为大气中的主要气态污染物之一。
问题一、超音速飞机排放的尾气是平流层中NOx的主要来源。它们破坏臭氧层的机理为：
上述反应的总反应式为（），其中（）是催化剂。
二、汽车尾气中含有NOx、CO和碳氢化合物等
①汽车尾气净化装置里装有Pd等过渡元素的催化剂，气体在催化剂外表吸附与解吸作用的机理如下图。
尾气净化装置中发生的总反应化学方程式为（）。
②NOx和碳氢化合物在阳光照射下发生光化学反应产生二次污染物的现象，称为”光化学烟雾“。有学者对某城市一天中光化学烟雾的变化情况进行测定，实验结果如下图。 由图象可知，二次污染物有（）等，醛和O3的峰值出现在14∶00左右的主要原因是（）。
③测定汽车尾气中NOx的方法之一是用3％的H2O2溶液吸收尾气中的NOx生成HNO3，再用NaOH标准溶液滴定HNO3.假设要测定标准状况下尾气中NOx的体积分数，所需的数据有（）。
A所测尾气的总体积
B两种氮氧化物的体积比
CNaOH标准溶液的物质的量浓度
D所消耗NaOH标准溶液的体积
E从滴定开始到指示剂变色所需的时间
问题三、硝酸工业尾气中的NOx可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：
现用0.5L2mol•L－1的纯碱溶液恰好吸收一定量硝酸工业尾气中的NOx，吸收液质量增加44g（设CO2全部排出）。则NO2和NO的体积比为（）
某调Q掺钕钇铝石榴石激光器具有均匀加宽洛伦兹线型，△
某调Q掺钕钇铝石榴石激光器具有均匀加宽洛伦兹线型，△vH=120GHz，起始反转粒子数密度△ni=5△t(v0)，式中△nt(v0)为Q开关开启后中心频率处的阈值反转粒子数密度。如果腔内设置一可调谐选纵模机构来改变巨脉冲的频率，且忽略插入损耗。试求当v=v0+60GHz时的归一化峰值脉冲功率[Pm(v)／Pm(v0)]；归一化脉冲能量[E(v)／E(v0)]和估算归一化脉冲宽度[△t(v)／△t(v0)]。(假设调谐时泵浦功率或能量不变，工作物质长度等于腔长)。
