Question

我國研究人員用發射功率為2.0×10⁵W的釔鋁石榴石激光器發出波長為0.532μm的藍光在蠶卵上打出直徑為2μm的小孔.激光器發射的激光是不連續的一道一道閃光，每道閃光稱為一個光脈沖.若每個光脈沖持續時間為1×10^-8s，激光器每秒發射100個光脈沖.求：

（1）每個光脈沖含光子數為多少？

（2）每個脈沖時間內，蠶卵小孔上單位面積得到的光能是多少？

（3）若光脈沖在折射率為1.46的光導纖維的一個端面射入恰能發生全反射，則光在一個光脈沖的時間內在光纖中傳播的距離是多長？

Answer 1

(1)5.35×10²¹個  (2)6.37×10⁴ J/m²   (3)2.05 m

解析:

(1)每個光脈沖的能量為

J=2.0×10³ J

每個光子的能量

J=3.47×10^-19 J

每個光脈沖含光子數

=5.35×10²¹（個）

(2)每個脈沖時間內小孔上單位面積得到的光能

J/m²=6.37×10¹⁴ J/m².

(3)光導纖維中的光速

m/s=2.05×10⁸ m/s.

在一個光脈沖的時間內傳播距離

L=vt=2.05×10⁸×10^-8 m=2.05 m.