Оптические методы в информатике. Лантух Ю.Д. - 53 стр.

роятность ω и .в вынужденного испускания света, отнесенная к единице време-
ни, есть

                               ω и .в = B N ε 12 .                         (4.2)

Выражение (4.2) совпадает с (4.1).
      Итак, если атом находится на уровне E1, то фотон с энергией ε12 = E 2 − E1
вызывает переход E1 → E 2 (и при этом уничтожается); если же атом находится
на уровне E2, то рассматриваемый фотон с такой же вероятностью вызывает пе-
реход E 2 → E 1 (и при этом рождается еще один фотон).
      Предположим, что имеется много атомов на уровне E2. Пролетая мимо
них, первичный фотон может инициировать переход E 2 → E 1 во многих ато-
мах, т.е. может инициировать рождение не одного, а целой лавины вторичных
фотонов. Все эти фотоны будут рождаться в том же самом состоянии, в каком
находится первичный фотон. Таким образом, один фотон может инициировать
рождение целого волнового цуга, причем длина этого цуга (определяемая коли-
чеством родившихся вторичных фотонов) может быть, в принципе, сколь угод-
но большой.

     4.1.4 Спонтанное испускание света

      Находящийся на уровне Е2 атом может перейти на уровень E1 не только
под действием первичного фотона, но и самопроизвольно или, как обычно го-
ворят, спонтанно (рисунок 4.1, в). Родившийся при спонтанном переходе
E 2 → E 1 фотон имеет энергию ε12 = E 2 − E1 ; остальные же его характеристики
(направление импульса, поляризация) оказываются произвольными. Вероят-
ность спонтанного испускания фотона определяется только свойствами перехо-
да E 2 → E 1 ; ее записывают в виде

                                    ω и .с = A .                           (4.3)

      Коэффициенты А и В, входящие в вероятности процессов испускания и
поглощения света, называют коэффициентами Эйнштейна. Важно подчеркнуть,
что эти коэффициенты не зависят от каких-либо внешних условий (температу-
ры, давления, интенсивности оптического излучения и т. п.).
      Итак, возможны два типа процессов испускания света атомами вещества -
вынужденное испускание и спонтанное испускание. Первый процесс можно
рассматривать как управляемый: он вызывается первичным фотоном, который
не только инициирует переход E 2 → E 1 , но и определяет характеристики ро-
дившегося при этом переходе фотона. Второй процесс происходит самопроиз-
вольно; он имеет ярко выраженный случайный характер.


                                                                            137