受激发射

来自 搜狐网 的图片

受激发射是是指全国科学技术名词审定委员会公布的科技名词。

汉字是民族灵魂的纽带，在异国他乡谋生，汉字便是一种寄托，哪怕是一块牌匾、一纸小条，上面的方块字会像磁铁般地吸引着你，让你感受到来自祖国的亲切。因为那中国人的情思已经浓缩为那最简单的横竖撇捺。

目录

名词解释

受激发射（stimulated emission）是产生激光的重要步骤。电子自高能态受到光的激发而跃迁到低能态，同时发射与激发光的相位、偏振方向和传播方向相同的光，称为受激发射。

受激发射是激光的主要光源。受激发射的光放大（英语：Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）缩写就是“LASER”。受激发射概念是由阿尔伯特·爱因斯坦在他1917年发表的论文《关于辐射的量子理论》中提出的；大约10年后，英国著名物理学家、剑桥大学教授保罗·狄拉克首次实验证明受激发射的存在。

发光

正常情况下，大多数粒子处于基态，要使这些粒子产生辐射作用，必须把处于基态的粒子激发到高能阶上去。由于原子内部结构不同，相同的外界条件使原子从基态激发到各高能阶的概率不同。通常把原子、分子或离子激发到某一能阶上的可能性称为这一能阶的“激发概率”。

理论研究表明，光的发射过程分为两种，一种是在没有外来光子的情况下，处于高能阶 的一个原子自发地向低能阶 跃迁，并发射一个能量为 - 的光子，这种过程称为“自发跃迁”；由原子自发跃迁发出的光波称为自发发射。

另一种发射过程是处于高能阶 上的原子，在频率为ν的辐射场作用下，跃迁至低能阶 并辐射一个能量为的光子，这种过程称为受激发射跃迁；受激发射跃迁发出的光波，称为受激发射。

受激发射与自发发射最重要的区别在于干涉性。自发发射是原子在不受外界辐射场控制情况下的自发过程，大量原子的自发辐射场的相位是不干涉的，辐射场的传播方向和偏振态也是无规分布，而受激发射是在外界辐射场控制下的发光过程。因此，受激辐射场的频率、相位、传播方向和偏振态与外界辐射场完全相同。激光就是一种受激发射的干涉光。

原理

受激发射（stimulated emission）是产生激光的重要步骤。激光工作物质的两个能级E2和E1满足辐射跃迁的选择定则，当处于高能级E2的粒子受到光子能量为ε=hν=E2－E1的光照射时，粒子会由于这种入射光的刺激而发射与入射光子一模一样的光子，而跃迁到低能级E1。也就是说，粒子跃迁发射的光与入射光二者的频率都是：

ν=(E2－E1)/h

且有相同的偏振方向和传播方向，它们是相干的。这个过程称为光的受激发射。

设在时刻t处于高能级E2上粒子数密度为N2(t)，频率为ν的入射光的单色辐射能量密度为ρν，在t至t+dt时间内单位体积中从高能级E2受激发射而跃迁到低能级E1的粒子数dN21为：

dN21=B21N2ρνdt

B21称为受激发射系数，它是粒子能级系统的特征参量。如记W21=B21ρν，则有

W21=B21ρν=dN21/N2dt

即W21是单位时间内，在单色辐射能量密度ρν的光照射下，由于受激发射跃迁到低能级E1的粒子数在能级E2总粒子数中所占的比例。也就是E2能级上每一个粒子在单位时间内发生受激发射的概率。所以W21称为受激发射跃迁概率。它与ρν成正比，而不像自发发射跃迁概率A21那样对一确定的能级系统是一常数。