Лазер генерирует импульсы с длиной волны 1,55 мкм и с частотой следования 5 МГц. Импульсы содержат по 0,1 фотону в среднем. Найдите мощность излучаемого света.

Для решения задачи нам нужно найти мощность излучаемого света, используя данные о длине ...

Энергия фотона $E$ может быть найдена по формуле:

$$E = \frac{hc}{\lambda}$$

где:

• $h$ — постоянная Планка, $h \approx 6.626 \times 10^{-34}$ Дж·с,
• $c$ — скорость света, $c \approx 3 \times 10^8$ м/с,
• $\lambda$ — длина волны, $\lambda = 1.55 \times 10^{-6}$ м.

Подставим значения в формулу:

$$E = \frac{(6.626 \times 10^{-34} \, \text{Дж·с}) \cdot (3 \times 10^8 \, \text{м/с})}{1.55 \times 10^{-6} \, \text{м}}$$

$$E = \frac{(6.626 \times 10^{-34}) \cdot (3 \times 10^8)}{1.55 \times 10^{-6}} \approx \frac{1.9878 \times 10^{-25}}{1.55 \times 10^{-6}} \approx 1.28 \times 10^{-19} \, \text{Дж}$$

Импульс содержит в среднем 0.1 фотона, следовательно, средняя энергия импульса $E_{\text{импульса}}$ будет:

$$E_{\text{импульса}} = 0.1 \cdot E \approx 0.1 \cdot (1.28 \times 10^{-19}) \approx 1.28 \times 10^{-20} \, \text{Дж}$$

Частота следования импульсов составляет 5 МГц, что означает, что в секунду происходит 5 миллионов импульсов. Мощность $P$ можно найти по формуле:

$$P = E_{\text{импульса}} \cdot \text{частота}$$

Подставим значения:

$$P = (1.28 \times 10^{-20} \, \text{Дж}) \cdot (5 \times 10^6 \, \text{импульсов/с}) \approx 6.4 \times 10^{-14} \, \text{Вт}$$

Таким образом, мощность излучаемого света составляет примерно $6.4 \times 10^{-14}$ Вт.