回答:
需要受激发射与粒子数反转,以产生激光中的光脉冲。
说明:
过程:
首先,激光中的气体原子被激发。电子自发地发射光子并下降到较低的能级。
在某些情况下,电子会在需要相对较长时间才能从中收集的状态下聚集。当发生这种情况时,在这种激发态下可以存在比在较低态下更多的电子。这称为粒子数反转。
如果光的波长使得光子具有与该长寿命激发态和较低状态之间的能量差相同的能量,则它可以刺激电子发射光子并从激发态下降。
当电子被刺激下降到较低状态时,光子以与激发它的光子相同的频率,相位,偏振和行进方向被释放。这被称为受激发射。现在有两个光子可以刺激其他原子。其他原子受到刺激,然后是Bam,有许多具有相同波长的相位光子。
这就是激光产生相干光的方式。
当具有正确能量的光子(能量等于激发态和低态之间的差异)撞击原子时,它可以刺激发射,但也可以被吸收(刺激吸收)。被吸收的可能性等于刺激排放的可能性。
因此,
受激发射与激发态的电子数成比例。
受激吸收与较低状态下的电子数成比例。
人口倒置是必要的。如果在较低状态下存在更多电子,则受激发射的吸收将比受激发射更频繁地发生,并且我们将耗尽光子。
如果您感到好奇,Einstien A和B系数分别用于描述自发发射和受激发射/吸收的可能性。