美:/ˈstɪmjuleɪtɪd ɪˈmɪʃn/
[物] 受激发射
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation?
激光,激光器,受激辐射式光放大器LASER ?
Spontaneous photons initiate stimulated emission and the chain reaction begins.
自发发射的光子引起受激发射,开始了链式反应。
The absorption, spontaneous emission and stimulated emission are discussed respectively.
分别考虑了吸收、自发辐射和受激辐射诸情况。
Sources - Laser principles, spontaneous and stimulated emission, rate eqns, output power.
光源 - 雷射原理,自发与被激发的放光,比例方程式,输出功率。
The relaxation rate of upper level is equal to the transition probability of stimulated emission.
激光达到饱和强度时,上能级弛豫速率等于受激跃迁几率。
受激发射(stimulated emission)是量子物理学中描述粒子从高能级跃迁到低能级时释放光子的过程。当处于激发态的原子或分子受到特定频率入射光子的刺激时,会发射出与入射光子完全同频、同相位且同方向的光子。这一现象由爱因斯坦在1917年通过辐射量子理论首次提出,为激光器的发明奠定了理论基础(来源:HyperPhysics, Georgia State University)。
该过程需要满足两个关键条件:1)粒子必须处于激发态;2)入射光子的能量必须精确匹配两个能级之间的差值。与自发发射不同,受激发射产生的光子具有高度的一致性,这使得激光具备单色性、相干性和方向性等独特性质(来源:RP Photonics Encyclopedia)。
在技术应用中,受激发射通过光学谐振腔实现光放大。当激发态粒子密度超过基态粒子密度(粒子数反转)时,入射光信号会被指数级放大,这种光放大机制(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)正是"激光"(LASER)一词的命名来源(来源:American Physical Society)。现代光纤通信、医疗激光手术和精密测量技术都依赖于这一量子效应(来源:Optics & Photonics News)。
受激辐射(Stimulated Emission)是量子力学中的重要概念,指处于激发态的原子或分子在外来光子(与激发态能级匹配的频率)作用下,跃迁到低能态并释放出与入射光子同频率、同相位、同方向的光子的过程。这一现象是激光产生的物理基础。
物理机制
当外来光子的能量等于原子高低能级差时,会“刺激”激发态原子释放一个完全相同的光子。与自发辐射(随机发射不同方向、相位的光子)不同,受激辐射产生的光子具有高度相干性。
与激光的关系
激光(LASER)的全称“受激辐射光放大”直接体现了这一原理:通过受激辐射实现光的放大,配合谐振腔筛选出特定方向的光,最终形成高强度、单色性好的激光。
历史背景
爱因斯坦在1917年发表的《关于辐射的量子理论》中首次提出受激辐射理论,为后续激光技术奠定基础。1964年,钱学森提议将“光受激发射”简化为“激光”,中文名由此确立。
应用延伸
除可见光激光外,类似原理还应用于微波激射器(MASER),以及受激拉曼散射(SRS)等光谱技术。
受激辐射的实现需要粒子数反转(即高能态粒子数多于低能态),通常通过外部能量输入(如光泵浦、电激发)达成。该过程与自发辐射共同构成爱因斯坦辐射理论的三大基础(吸收、自发辐射、受激辐射)。
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