受激發射

來自 搜狐網 的圖片

受激發射是是指全國科學技術名詞審定委員會公布的科技名詞。

漢字是民族靈魂的紐帶，在異國他鄉謀生，漢字便是一種寄託，哪怕是一塊牌匾、一紙小條，上面的方塊字會像磁鐵般地吸引着你，讓你感受到來自祖國的親切。因為那中國人的情思已經濃縮為那最簡單的橫豎撇捺。

目錄

名詞解釋

受激發射（stimulated emission）是產生激光的重要步驟。電子自高能態受到光的激發而躍遷到低能態，同時發射與激發光的相位、偏振方向和傳播方向相同的光，稱為受激發射。

受激發射是激光的主要光源。受激發射的光放大（英語：Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）縮寫就是「LASER」。受激發射概念是由阿爾伯特·愛因斯坦在他1917年發表的論文《關於輻射的量子理論》中提出的；大約10年後，英國著名物理學家、劍橋大學教授保羅·狄拉克首次實驗證明受激發射的存在。

發光

正常情況下，大多數粒子處於基態，要使這些粒子產生輻射作用，必須把處於基態的粒子激發到高能階上去。由於原子內部結構不同，相同的外界條件使原子從基態激發到各高能階的概率不同。通常把原子、分子或離子激發到某一能階上的可能性稱為這一能階的「激發概率」。

理論研究表明，光的發射過程分為兩種，一種是在沒有外來光子的情況下，處於高能階 的一個原子自發地向低能階 躍遷，並發射一個能量為 - 的光子，這種過程稱為「自發躍遷」；由原子自發躍遷發出的光波稱為自發發射。

另一種發射過程是處於高能階 上的原子，在頻率為ν的輻射場作用下，躍遷至低能階 並輻射一個能量為的光子，這種過程稱為受激發射躍遷；受激發射躍遷發出的光波，稱為受激發射。

受激發射與自發發射最重要的區別在於干涉性。自發發射是原子在不受外界輻射場控制情況下的自發過程，大量原子的自發輻射場的相位是不干涉的，輻射場的傳播方向和偏振態也是無規分布，而受激發射是在外界輻射場控制下的發光過程。因此，受激輻射場的頻率、相位、傳播方向和偏振態與外界輻射場完全相同。激光就是一種受激發射的干涉光。

原理

受激發射（stimulated emission）是產生激光的重要步驟。激光工作物質的兩個能級E2和E1滿足輻射躍遷的選擇定則，當處於高能級E2的粒子受到光子能量為ε=hν=E2－E1的光照射時，粒子會由於這種入射光的刺激而發射與入射光子一模一樣的光子，而躍遷到低能級E1。也就是說，粒子躍遷發射的光與入射光二者的頻率都是：

ν=(E2－E1)/h

且有相同的偏振方向和傳播方向，它們是相干的。這個過程稱為光的受激發射。

設在時刻t處於高能級E2上粒子數密度為N2(t)，頻率為ν的入射光的單色輻射能量密度為ρν，在t至t+dt時間內單位體積中從高能級E2受激發射而躍遷到低能級E1的粒子數dN21為：

dN21=B21N2ρνdt

B21稱為受激發射係數，它是粒子能級系統的特徵參量。如記W21=B21ρν，則有

W21=B21ρν=dN21/N2dt

即W21是單位時間內，在單色輻射能量密度ρν的光照射下，由於受激發射躍遷到低能級E1的粒子數在能級E2總粒子數中所占的比例。也就是E2能級上每一個粒子在單位時間內發生受激發射的概率。所以W21稱為受激發射躍遷概率。它與ρν成正比，而不像自發發射躍遷概率A21那樣對一確定的能級系統是一常數。