Stimulovaná emise

V optice, stimulovaná emise je proces který, když rozrušený fotonem, záležitost může ztratit energii končit vytvořením dalšího fotonu. Rozrušující foton je ne zničil v procesu (cf. absorbce), a druhý foton je vytvořen s stejný fáze a frekvence jako originál. Proces může být myšlenka jako optické zesílení, a to tvoří východisko pro laser a maser.

Stimulovaná emise může být modelována matematicky tím, že zvažuje atom který může být v dva elektronický energie říká, základní stav (1) a vybuzený stav (2), s energiemi E₁ a E₂ příslušně.

Jestliže atom je v vzrušeném stavu, to může rozkládat se do základního stavu procesem spontánní emise, uvolňovat rozdíl v energiích mezi dvěma státy jako foton. Foton bude mít frekvenci a nu; a energie ha nu;, daný:

E₂ - E₁ = ha nu;,

kde h je Planck konstanta.

Jinak, jestliže vzrušený-atom státu je rozrušený elektrickým polem fotonu s frekvencí a nu;, to může vydat druhý foton stejné frekvence, ve fázi se prvním fotonem. Atom bude znovu rozkládat se do základního stavu. Tento proces je známý jako stimulovaná emise.

An energetický úrovňový diagram objasňovat proces je ukazován dole:

Ve skupině takových atomů, jestliže množství atomů v vzrušeném stavu je dáváno N, míra u které stimulované emise nastane je dáván:

a část;N / a část;t = - B₂₁a rho; (a nu;)N ,

kde B₂₁ je konstanta úměrnosti pro obzvláště tento přechod v obzvláště tomto atomu (odkazoval se na jak Einstein B co-účinný), a a rho; (a nu;) je radiace hustota fotonů frekvence a nu;. Rychlost emise je tak úměrná množství atomů v vzrušeném stavu, N, a hustota rozrušujících fotonů.

Kritický detail stimulované emise je že vydávaný foton je totožný s podněcujícím fotonem v tom to má stejný frekvence, fáze a polarizace (tak dva fotony jsou totálně soudržný). To je tato vlastnost, která dovolí optické zesílení se konat.

Viz též absorbce, spontánní emise, laserová věda.