
美:/'ˈstɪmjuleɪtɪd ɪˈmɪʃn/
[物] 受激發射
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation?
激光,激光器,受激輻射式光放大器LASER ?
Spontaneous photons initiate stimulated emission and the chain reaction begins.
自發發射的光子引起受激發射,開始了鍊式反應。
The absorption, spontaneous emission and stimulated emission are discussed respectively.
分别考慮了吸收、自發輻射和受激輻射諸情況。
Sources - Laser principles, spontaneous and stimulated emission, rate eqns, output power.
光源 - 雷射原理,自發與被激發的放光,比例方程式,輸出功率。
The relaxation rate of upper level is equal to the transition probability of stimulated emission.
激光達到飽和強度時,上能級弛豫速率等于受激躍遷幾率。
受激發射(stimulated emission)是量子物理學中描述粒子從高能級躍遷到低能級時釋放光子的過程。當處于激發态的原子或分子受到特定頻率入射光子的刺激時,會發射出與入射光子完全同頻、同相位且同方向的光子。這一現象由愛因斯坦在1917年通過輻射量子理論首次提出,為激光器的發明奠定了理論基礎(來源:HyperPhysics, Georgia State University)。
該過程需要滿足兩個關鍵條件:1)粒子必須處于激發态;2)入射光子的能量必須精确匹配兩個能級之間的差值。與自發發射不同,受激發射産生的光子具有高度的一緻性,這使得激光具備單色性、相幹性和方向性等獨特性質(來源:RP Photonics Encyclopedia)。
在技術應用中,受激發射通過光學諧振腔實現光放大。當激發态粒子密度超過基态粒子密度(粒子數反轉)時,入射光信號會被指數級放大,這種光放大機制(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)正是"激光"(LASER)一詞的命名來源(來源:American Physical Society)。現代光纖通信、醫療激光手術和精密測量技術都依賴于這一量子效應(來源:Optics & Photonics News)。
受激輻射(Stimulated Emission)是量子力學中的重要概念,指處于激發态的原子或分子在外來光子(與激發态能級匹配的頻率)作用下,躍遷到低能态并釋放出與入射光子同頻率、同相位、同方向的光子的過程。這一現象是激光産生的物理基礎。
物理機制
當外來光子的能量等于原子高低能級差時,會“刺激”激發态原子釋放一個完全相同的光子。與自發輻射(隨機發射不同方向、相位的光子)不同,受激輻射産生的光子具有高度相幹性。
與激光的關系
激光(LASER)的全稱“受激輻射光放大”直接體現了這一原理:通過受激輻射實現光的放大,配合諧振腔篩選出特定方向的光,最終形成高強度、單色性好的激光。
曆史背景
愛因斯坦在1917年發表的《關于輻射的量子理論》中首次提出受激輻射理論,為後續激光技術奠定基礎。1964年,錢學森提議将“光受激發射”簡化為“激光”,中文名由此确立。
應用延伸
除可見光激光外,類似原理還應用于微波激射器(MASER),以及受激拉曼散射(SRS)等光譜技術。
受激輻射的實現需要粒子數反轉(即高能态粒子數多于低能态),通常通過外部能量輸入(如光泵浦、電激發)達成。該過程與自發輻射共同構成愛因斯坦輻射理論的三大基礎(吸收、自發輻射、受激輻射)。
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