Оптические методы в информатике. Лантух Ю.Д. - 52 стр.

квантовый переход с уровня E1 на уровень E2 (рисунок 4.1 a). Это есть элемен-
тарный акт поглощения света веществом.
     Обозначим через ωп отнесенную к единице времени вероятность погло-
щения света, связанную с переходами E1 → E 2 атомов вещества. Указанная
вероятность пропорциональна числу фотонов. Она может быть записана в виде

                               ωп = B N ε12 ,                           (4.1)

     где N - число фотонов в единице -объема, имеющих энергию ε 12 ;
           В - коэффициент, характеризующий рассматриваемый переход
E1 → E 2 .


      4.1.3 Вынужденное испускание света

      Если атом находится на верхнем энергетическом уровне, то пролетающий
фотон с энергией ε12 = E 2 − E1 может сыграть роль своеобразного "спускового
крючка": он может вызвать (инициировать) переход E 2 → E 1 , т.е. возвращение
атома на нижний уровень. Переход
E 2 → E 1 сопровождается испусканием фо-
тона (рисунок 4.1, б). Новый фотон, как и
исходный         фотон,      имеет    энергию
ε12 = E 2 − E1 . Более того, он имеет такое же
направление импульса и такую же поляри-
зацию. Иными словами, вторичный фотон
(фотон, испущенный атомом в процессе пе-
рехода E 2 → E 1 ) оказывается в том же са-
мом состоянии, в каком находится первич-
ный фотон (фотон, вызвавший рассматри-
ваемый переход). В этом как раз и проявля-
ется бозонный характер статистики фотонов
- тенденция фотонов накапливаться в одном
и том же состоянии.
      Рассмотренный процесс называют вы-
нужденным (индуцированным) испусканием
света. Чем больше имеется первичных фо-
тонов, тем выше вероятность того, что атом,
находящийся на уровне E2, совершит пере-
ход на уровень E1. Здесь проявляется опре-
деленное сходство между вынужденным                    Рисунок 4.1
испусканием света и поглощением света:
вероятности обоих процессов пропорциональны числу первичных фотонов. Ве-

136